从 0 到百万亿:三优生物智能分子库的崛起之路

2025-01-25 11:41:41     来源:

在生物医药领域,技术的每一次革新都可能带来治疗手段的飞跃。三优生物的智能百万亿分子库(AI-STAL)宛如一颗耀眼新星,历经10年的砥砺奋进,从无到有,从弱到强,逐步构建起庞大而先进的技术体系,为药物研发开辟出全新的道路。AI-STAL这一不仅见证了生物技术的飞速发展,更预示了未来生物医药研究的新方向。

2015年:AI-STAL 萌芽

2015年是三优生物技术征程的起点,这一年致力于打造技术内核。在展示载体方面,科研团队全力以赴,成功建立起拥有自主产权的展示载体。这一过程并非一帆风顺,研究人员深入钻研噬菌体展示技术,对各类质粒载体进行筛选、改造和优化,经过无数次的实验与调整,终于构建出序列独一无二的噬菌体展示质粒载体。这一成果不仅确保了三优生物在技术层面的自主可控,更成为后续一系列技术突破的重要基础。同时,三优生物在分子库概念设计上也展现出前瞻的眼光,提出多途径抗原库和多种类分子库概念设计。当时,传统的抗原库和分子库构建思路较为单一,三优生物的科研人员通过对免疫学、分子生物学等多学科知识的融合与创新,设想从不同途径获取抗原,构建多种类型的分子库,以满足多样化的药物研发需求。

2016年:商业启航

2016年,三优生物迈出了重要的商业化步伐。在技术整合上,团队成功整合杂交瘤与噬菌体展示技术。杂交瘤技术能够产生特异强的单克隆抗体,但存在筛选效率低等问题;噬菌体展示技术则具有高通量筛选的优势。三优生物的科研人员巧妙地将两者结合,取长补短。他们先利用杂交瘤技术制备出具有初步特异的抗体,然后通过噬菌体展示技术对这些抗体进行进一步筛选和优化,大大提高了抗体的质量和筛选效率。基于此技术,合成和半合成抗体库的概念设计也得以推进。团队创新提出通过人工合成和半合成的方式构建抗体库,以增加抗体的多样和特异。在商业化应用方面,三优生物成为中国小鼠免疫库商业化应用先驱。他们将自主研发的小鼠免疫库推向市场,为众多科研机构和药企提供了高效的抗体筛选工具,在行业内迅速积累了良好的口碑和影响力。

2017年:技术夯实

2017年,三优生物着重于技术基础的夯实。在千亿全人抗体库概念设计上,团队深入研究全人抗体的结构和功能特点,结合先进的基因合成和克隆技术,设想构建一个包含千亿级别的全人抗体库。通过大量的前期调研和实验模拟,确定了库的构建方案和技术路线。同时,共同轻链库的概念设计也同步展开。科研人员发现,在抗体构建过程中,轻链的稳定和兼容对抗体能有着重要影响,于是提出构建共同轻链库的设想,旨在为后续的抗体开发提供更加稳定和高效的轻链来源。此外,小鼠免疫抗体库也得到进一步升级。通过优化免疫方案和筛选流程,提高了抗体库中抗体的亲和力和特异,使其在药物研发中的应用价值得到进一步提升。

2018年:AI-STAL 1.0起步

2018年是三优生物在初代文库探索上取得重大突破的一年。团队成功构建了千亿全人抗体库,这一成果创下记录。在构建过程中,面临着基因合成难度大、文库构建效率低等诸多挑战。科研人员通过优化基因合成方法,采用高效的克隆技术和筛选策略,克服了重重困难,成功构建出分子数量数倍于百亿抗体库的千亿全人抗体库。随着库容的显著提升,优选先导分子的数量大幅增加,为药物研发提供了更多优质的候选分子。同年,百亿单域天然库也成功构建并创下记录。当时,全球单域抗体的最大库容仅为40多亿,三优生物凭借其先进的技术和创新的构建思路,突破了这一限制。团队从羊驼等动物体内获取单域抗体基因,通过优化基因克隆和表达条件,成功构建出百亿级别的单域天然库。年底,还完成了十亿级共同轻链库的构建。这一过程中,科研人员对轻链基因进行精细筛选和组装,确保了共同轻链库的质量和稳定,为后续万亿级共同轻链抗体库的开发奠定了坚实基础。

2019年:单域文库开发

2019年,三优生物在单域文库开发领域取得显著进展。万亿全人抗体库概念设计稳步推进,团队通过对千亿全人抗体库的数据分析和技术结,提出了构建万亿全人抗体库的设想。他们计划通过进一步优化基因合成和文库构建技术,增加抗体的多样和复杂。同时,成功构建了超千亿单域抗体库,再次创下记录。在构建过程中,科研人员引入了新的合成技术和筛选方法,提高了单域抗体库的质量和筛选效率。此外,十亿共同轻链库验证完成。通过一系列严格的实验验证,证明了该库在抗体构建中的稳定和有效,为后续的抗体开发提供了可靠的轻链来源。

2020年:深度技术升级

2020年,三优生物迎来深度技术升级。在人源化半合成概念设计上,团队基于对人体免疫系统和抗体结构的深入理解,提出通过人工合成和基因改造相结合的方式,构建人源化半合成抗体库。他们设想在保留抗体天然活的基础上,提高抗体的人源化程度,降低免疫原。人源化单域概念设计也同步展开,科研人员针对单域抗体的特点,通过对单域抗体骨架进行人源化改造,构建人源化单域抗体库,以提高单域抗体在人体中的应用安全和有效。共同轻链库概念设计也得到进一步深化,团队从分子层面深入研究共同轻链的结构和功能,为构建更加高效的共同轻链库提供理论支持。

2021年:三大万亿库建成

2021年是三优生物具有里程碑意义的一年,成功建成三大万亿库。万亿全人重组抗体库的建成创下记录,团队在构建过程中,采用了先进的基因重组技术和高效的文库筛选方法,确保了库中抗体的多样和高质量。万亿全人半合成抗体库也顺利建成,这是在万亿全人抗体库基础上,通过 CDR 间的基因重组实现的升级。科研人员利用精准的基因编辑技术,对抗体的互补决定区(CDR)进行重组优化,提高了抗体的特异和亲和力。万亿人源化单域抗体库同样创记录建成,该库基于高度人源化的单域抗体骨架,参照自然界的 CDR 序列特点,通过精准定向合成的方式构建而成。同年,首个万亿级分子库的筛选验证取得优异成果,针对单个靶点蛋白,均先导分子数量高达数百个,且多样极高,为药物研发提供了丰富的优质候选分子。

2022年:超万亿上线

2022年,三优生物在分子库建设和整合方面取得新突破。万亿全人共轻库成功构建并创下记录,该库能有效解决“Two in one”类双抗构建中的轻重链错配难题,为双抗、双靶或双表位 ADC 等抗体的开发提供了有力支持。至此,三优生物的四个万亿库的库容累积达到了七万亿的超大规模。同年6月3日,三优生物将超万亿分子库及相关技术整合为,并命名为“三优超万亿创新抗体药发现”(STAL),正式对外发布。这一整合了多种先进技术和丰富的分子库资源,为药物研发提供了一站式解决方案。与此同时,千亿环形多肽分子库的构建及验证也顺利完成。科研人员通过创新的多肽合成技术和筛选方法,构建出具有独特结构和功能的环形多肽分子库,为多肽药物研发开辟了新的方向。

2023年:库容飞跃

2023年,三优生物的超万亿分子库库容实现飞跃。万亿多肽库成功构建并创下记录,团队在多肽合成技术和文库构建方法上取得新突破,使得库容达到三万亿。至此,超万亿分子库的累计库容突破了十万亿。同年10月,对超万亿创新生物药发现进行了系统的结和发布,进一步完善了的功能和服务体系。同年年底,完成了千亿新型 Anti - Calin 分子库的构建及验证。Anti - Calin 分子具有独特的结构和功能,在靶向治疗领域具有广阔的应用前景,该库的构建为相关药物研发提供了重要的分子资源。

2024年:AI 辅助设计

2024年,三优生物引入 AI 技术助力分子库设计。第二代超万亿单域库的概念验证率先启动,团队利用 AI 算法对单域抗体的结构和功能进行分析和预测,优化库的构建方案。通过大量的模拟实验和数据分析,确定了第二代超万亿单域库的构建方向和技术要点。同年10月,完成了第二代超万亿单域库概念库的构建及验证。目前,第二代万亿级单域抗体库正在紧锣密鼓地构建中。同时,第二代超万亿多肽库的构建工作也在积极推进。团队借助 AI 技术,对多肽的序列和结构进行优化设计,提高多肽库的质量和筛选效率。此外,核酸分子库概念设计也提上日程,科研人员设想利用 AI 技术设计和构建具有特定功能的核酸分子库,为基因治疗等领域提供新的技术手段。

2025年:AI-STAL 2.0 起步

2025年1月,AI-STAL 2.0 正式启动,计划经过数年的努力,完成智能百万亿分子库的构建及逐步上线。计划新增10万亿新型单域库上线,充分融合 AI 技术,通过 AI 算法对单域抗体的基因序列进行优化设计,提高了新型分子库中抗体的多样和特异。同时,实现了 AI 在抗体发现和优化的全流程打通。从抗体基因的设计、文库的构建,到抗体的筛选和优化,AI 技术贯穿始终。利用 AI 算法对大量的生物学数据进行分析和挖掘,快速准确地发现潜在的抗体分子,并对其进行优化改造,大大提高了抗体研发的效率和成功率。

未来展望

展望未来,AI - STAL 2.0 将朝着更加广阔的方向发展。在发展方向上,面向5大方向,包括适应症、分子形式、应用场景、小程序和重要靶标。在分子种类上,涵盖6类分子,包括全人单克隆抗体、共同轻链抗体、人源化单域抗体、环状多肽分子、ADC分子和mRNA分子,为不同疾病的治疗提供多样化的分子工具。在应用场景上,适配8大场景,包括ELISA,WB,IHC,IF,IP-ID,FC,SPA,SPB。在技术融合上,融合7项 AI 程序,包括从头生成,表位预测,免疫原预测,成药预测,特异预测,亲和力预测,one-click 分子设计,提升研发的智能化水。在疾病研究上,深耕9大人类疾病,包括肿瘤、自免、感染、代谢、眼科、神经、心血管、抗衰老及各种罕见病。在靶标探索上,针对10万重要靶标展开深入研究,为开发更多创新药物奠定坚实基础。

三优生物的智能百万亿分子库(AI-STAL)从2015年的萌芽起步,历经10年的不懈努力和技术创新,已发展成为生物制药领域的强大技术。未来,随着 AI 技术的深度融合和不断拓展,必将在攻克人类重大疾病、开发创新药物等方面发挥更加重要的作用,为人类健康事业做出卓越贡献。

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