今年5月，Twist Bioscience參與於國家生技研究園區舉辦的「2023 ATC抗體藥物暨第18屆前瞻生醫新知研討會」，由Twist資深高級研究員暨細胞生物學負責人Linya Wang，以其團隊鎖定細胞致癌關鍵機制——Wnt訊息途徑(Wnt signaling pathway)，從無到有開發新抗體為例，說明合成DNA技術如何增進抗體發現(antibody discovery)效率。
 
Twist成立於2013年，並在2018年於美國納斯達克(Nasdaq)首次公開上市(IPO)，在臺總代理商為倍思特生技。該公司致力於合成生物學和基因體學，最大優勢為藉由結合矽晶片的獨家創新DNA合成平台，實現生物學工程的工業化。
 
Linya Wang表示，Twist的DNA合成平台的核心優勢，在於每個矽晶片能夠合成100萬條寡核苷酸(oligo)、9600條基因片段(gene fragment)，且兼具高均一性(high uniformity)、低訊息丟失率(low dropout rate)，以及低錯誤率(基因池1:3000，基因片段1:5000)。
 
以此平台服務為基礎，Twist開發出多樣化的產品，包括：基因合成、寡核苷酸池(oligo pools)、DNA變體文庫(DNA variant libraries)、次世代定序(NGS)、數據儲存(data storage)、生物製藥(biopharma)等。
 
此外，針對生物製藥的抗體發現需求，Twist還建立了一套涵蓋體內(in vivo)、體外(in vitro)以及電腦中(in silico)完整的端到端(end-to-end)抗體發現服務，滿足客戶的各式需求。
 
例如：全人源化抗體發現文庫(fully human libraries)、超免疫老鼠模型(hyperimmune mouse model)、單一B細胞篩選(single B cell screening)、高通量雜交瘤(high-throughput hybridoma)、和噬菌體展示(phage display)技術等。
 
Linya Wang表示，Twist還透過導入人工智慧及機器學習(AI/ML)，加速文庫設計、篩選先導(lead)項目、優化先導項目等，建立一套新黃金標準(New Gold Standard)，能夠幫助研究團隊一路從規模10¹⁰到10⁸⁰個候選物的大規模生成文庫，一路精選到1到10個候選物，進而縮短抗體發現所需的時程，同時降低下游開發的風險。
 
# 實作案例：開發DKK1抗體 活化免疫細胞、抑制腫瘤惡化#
 
接著，Linya Wang也以其在Wnt訊息途徑的抗體開發實務為例說明。他表示，Wnt訊息途徑是細胞之間溝通的關鍵機制，透過影響細胞增殖、分化、極性(polarity)、移動和幹細胞更新，調節著至關重要的細胞發育和組織恆定(homeostasis)。
 
他表示，一旦Wnt訊息途徑無法正常運作，就可能會出現各種發育性疾病、纖維化，甚至是腫瘤生成，例如腸胃道癌症、乳癌、白血病、黑色素瘤、大腸直腸癌等。
 
Linya Wang的研究則特別關注腫瘤細胞分泌的DKK1蛋白，因為這種蛋白質會透過抑制Wnt蛋白和細胞膜上的LRP5/6蛋白，調降自然殺手細胞(NK cell)的活化、促進腫瘤微環境的免疫抑制反應，並促進腫瘤增生、轉移和血管新生，因此研究團隊希望找出一種能夠靶向DKK1蛋白的抗體，進而抑制腫瘤惡化。
 
Linya Wang表示，他們聚焦在DKK1蛋白上的兩個半胱胺酸豐富域(cysteine rich domains, CRD)——CRD1和CRD2作為抗體的目標結合位，從頭開始設計anti-DKK1抗體，並利用Twist的體內、體外功能性分析，一步步篩出最適合的抗體。
 
在研究過程中，他們在體外功能性分析中發現，anti-DKK1抗體與CRD2結合，能夠調高Wnt訊息途徑；而與CRD1結合，可以更好地促進免疫細胞活化、帶來更強的腫瘤毒殺能力，因此研究團隊新設計了一種雙特異性抗體(BsAb)，能夠同時靶向CRD1和CRD2。
 
接著，他們在腫瘤異種移植的老鼠模型體內研究中，證明這種雙特異性抗體能在不影響Wnt訊息途徑下，活化免疫反應、抑制腫瘤，進而減緩腫瘤病情惡化。Linya表示，Twist的抗體發現平台確實幫助他們在更短的時間內，篩選到更好的抗體，縮短了抗體發現的時程。
 
(報導 / 吳培安)