利用合成生物学和AI实现“蛋白质印刷”

美國合成生物学公司AbSci宣布完成1.25亿美元交叉融资，本次吸引了现有投资方CasdinCapital和RedmileGroup共同领投，富达基金（FMR）、D1CapitalPartners、PerceptiveAdvisors，aMoonEdge、ArrowMarkPartners等也参与其中。

这笔钱将会主要用于集成和训练深度学习人工智能平台DenoviumEngineTM，继续扩展核心药物发现能力。

早在2021年1月，AbSci收购了专注于AI技术开发公司Denovium，当时AbSci宣称，要将自己的蛋白质打印平台上积累的数据输入AI引擎中，以此形成一个机器学习周期。

据美国知名生命科学媒体EndpointsNews报道，AbSci公司首席执行官SeanM c C l a i n已经在考虑进行IPO了。不过AbSci暂未披露获得更多融资的决定。

“AbSci让我想起20世纪80年代的Genentech，它们总是敢于挑战行业内未被解决的关键问题。”该公司董事长兼独立顾问V.BryanLawlis博士这样评价AbSci，他是Genentech前副总裁，在Genentech任职约15年。

“在发展早期，AbSci开发了合成生物学平台和蛋白质纯化平台，为制药公司提供大规模、高效低成本生物制造的CDMO服务。现阶段，AbSci已经进入了药物早期发现阶段，并通过结合AI技术实现了靶点快速验证和细胞株筛选，未来该公司可能会进一步转型成一家Biotech公司。”华控基金高级投资经理沈远对生辉说。

“像合成DNA一样”生产蛋白质

AbSci首席执行官Sean McClain这样描述他们正在做的事情：“在药物发现和生物制造过程，从概念到临床用药，往往需要数年时间。而AbSci的蛋白质打印平台正在颠覆这一过程，将药物发现和生物制造过程压缩成一个步骤， 能够在几周内将概念转化为药物。”

与这一“颠覆性”密切相关的是—其创始人McClain从来都不是一个按照常规方法解决问题的人。

McClain原本在亚利桑那大学（UA）学习机械工程，大一夏天的一段实习经历改变了他原本的规划。

当时，他在俄勒冈健康与科学大学担任研究助理，帮忙生产结晶蛋白。“我在大肠杆菌中制备了重组蛋白，工程化设计一种活物体让我非常着迷。”

实习结束后，McClain决定改学分子细胞生物学，然后攻读了医学博士。

机缘巧合之下， 在一次科学会议中，他与一名参会专家讨论了在大肠杆菌中产生抗体的可能性和潜力，这次讨论让他萌生了创办公司的想法。

McClain决定提前一年毕业，毕业即创业，2011年创办了AbSci，并担任该公司的首席执行官，该公司实现了分子生物学、化学与工程技术的融合。

McClain是AbSci核心蛋白表达和纯化技术的发明者，并进行了初步概念验证。

据了解，AbSci的专有方法是利用合成生物学来开发革新蛋白质生产和生物制造的技术——即利用大肠杆菌生产蛋白质（包括全长抗体、胰岛素等）。

该公司表示，他们通过ProteinPrinting技术让蛋白质的生产像“DNA合成一样简单”，该技术将大肠杆菌SoluPro的功能与尖端的合成生物学平台相结合，可生成高多样性菌株文库和复杂生物治疗蛋白，从而为制药公司快速生产以往难以生产的生物药或者制剂。

AbSci最初把精力集中在大肠杆菌表达平台上，“蛋白质印刷平台”是其第二个商业化平台，该平台于2019年投放市场。同时，AbSci还会把AI技术融合在其技术平台中。

站在合成生物学和AI药物发现两大风口之上，成立至今，AbSci已完成多轮融资，总资金高达2.3亿美元，投资方包括默沙东全球健康创新基金、RedmileGroup、Casdin Capital等。

bSci坦言，其专有技术能为生物技术行业提高效率、加快速度并节约成本。比如说今年该公司在十天之内开发出COVID-19抗体细胞系。

这也吸引了多个合作伙伴，目前，AbSci已与14家制药公司建立了合作伙伴关系，进行下一代生物制剂的生产，客户从默沙东、赛诺菲、Astellas再到许多小型 Biotech公司。

目前，AbSci平台由两种产品组成：基于大肠杆菌的合成生物学平台“oluPro”以及纯化平台“SoluPure”。

通常，有相当一部分人体内的蛋白质需要在哺乳动物细胞系中才能正确折叠，而这些在大肠杆菌之中是不能表达生产。而SoluPro蛋白表达平台的两项关键技术：半氧化细胞质和双重诱导型启动子系统，使得在大肠杆菌中生产这些蛋白质成为可能。

第一个关键技术是半氧化细胞质，传统上，大肠杆菌中的蛋白质表达是通过细胞质作为包涵体产生或通过分泌到周质空间中来实现的。而在半氧化的细胞质中，大肠杆菌能够产生表达可溶的，通过二硫键连接的蛋白质。

“SoluPro系统拥有正确折叠蛋白质的能力，着克服了传统大肠杆菌表达的大部分限制。”McClain介紹说：“因此在细胞质中进行蛋白质生产仍然是优选。因为与分泌表达系统生产蛋白质相比，细胞质生产能力明显高于周质，对蛋白质大小也没有限制，并且能够在1天～2天显著较短的生产周期中完成。”

AbSci的第二个关键技术是双重诱导型启动子，据官网介绍，精确可调双诱导器系统可通过直接的诱导实现峰值产量，这使得能够通过优化最佳蛋白质折叠和浓度来“ 调整”蛋白质的生产率。

最后，SoluPro系统能够充分利用大肠杆菌系统简易便捷低成本的优点。目前，最常见的用于生生物制品的表达系统是哺乳动物中国仓鼠卵巢（CHO） 细胞系， 然而，CHO细胞有着明显的局限性，如高成本和相对较慢的倍增时间。使用大肠杆菌则无疑能够大幅降低成本以及加快研发生产速度。

Sean McClain在一份声明中便说道：“在AbSci，我们的使命是使用我们的蛋白质印刷技术彻底改变生物制药的发现和制造，以实现前所未有的精度和速度。AbSci的目标是取代CHO和其他哺乳动物表达平台，使其成为首选的表达宿主。”

目前，SoluPro蛋白质表达平台可以以极高的浓度下产生可溶性的、适当折叠的蛋白质，包括4g/L的全长抗体和>20g/L的其他复杂产物。

对此，Sean McClain介绍说道：“我们已经成功地生产了新型抗体支架以及不需要效应子功能的免疫球蛋白G1和 免疫球蛋白G4分子。目前，许多新型抗体支架在CHO细胞中生产越来越难。AbSci将专注于这些难以生产的下一代抗体支架，包括双特异性、Fc（可结晶片段）融合蛋白和其他多特异性产品，SolutionPro非常适合高效生产。”

另外，位于下游纯化平台SoluPure得益于AbSci特有的蛋白质折叠方式，其无需通过色谱便可以完成纯化，其利用现有标准流程便可以去除宿主细胞的杂蛋白获得产品，消除下游加工瓶颈。

而随着Absci近期完成对AI公司Denovium的收购，Absci将会利用Denovium的AI引擎加速药物开发过程中的各个步骤，包括如何使细胞系生产最有效等。Mc Clain认为，Denovium的蛋白质预测功能和匹配功能与其蛋白质印刷功能非常吻合。通过将所有步骤整合成“一步”，只需按一下按钮就可以发现一种药物及其细胞系。

接下来，AbSci将会继续开发该平台，将其打造成药物发现和制造的Google搜索引擎。McClain指出该技术正在被集成到制药和生物技术公司的研发流程中。

不过，AbSci没有开发任何内部管线，但该公司认为AI平台将帮助他们缩短整个研发过程。