构建1000亿人类TCR候选物库，这家公司如何聚焦AI+合成生物学开发免疫疗法？

人工智能与合成生物学的结合，为生物技术领域带来了革命性的优势。这种跨学科的融合不仅加速了新生物分子和治疗靶点的发现，还提高了实验设计的精确度和药物开发的效率。AI的强大数据处理能力与合成生物学的创新设计相结合，使得个性化医疗方案的制定、复杂生物系统的模拟预测，以及生物制造过程的优化成为可能。

在医药领域，AI+合成生物学通过加速新药发现、优化药物设计、实现个性化医疗、提高临床试验效率等环节，极大地提高了药物研发效率和治疗精确度。这种技术融合不仅加快了新疗法的上市速度，降低了成本，还为复杂疾病的治疗提供了新的策略，有望在未来继续为患者带来更多创新和有效的医疗解决方案。

这种跨学科的融合已成为医药赛道的热点，不仅加速了新生物分子和治疗靶点的发现，也提高了实验设计的精确度和药物开发的效率。Jura Bio正是这一创新浪潮中的佼佼者，它利用AI的强大数据处理能力和合成生物学的创新设计，为个性化医疗、复杂生物系统的模拟预测以及生物制造过程的优化开辟了新的道路。

Jura Bio成立于2017年，致力于开发生成机器学习和合成生物学相结合的先进技术平台，专注于基因药物的发现与开发。Jura Bio由基因编辑领域大牛科学家、哈佛大学教授George Church 及其学生 Elizabeth Wood博士、Julie Norville博士共同创办，专注于开发新型 TCR 疗法。George Church 是该公司的科学顾问委员会主席，Elizabeth Wood 担任首席执行官，Julie Norville 担任公司首席科学官或者首席技术官。

Jura Bio的核心研究领域集中在TCR-表位-HLA突触，这是一个关键的生物学靶点。TCR-表位-HLA突触是T细胞受体（TCR）与主要组织相容性复合体（MHC，人类中称为HLA）分子上的特定抗原表位结合形成的免疫学结构，它在T细胞识别和响应外来或异常细胞时发挥关键作用。这种突触的激活是触发T细胞介导的免疫反应的核心，涉及细胞毒性T细胞的杀伤活动和辅助T细胞的免疫调节，对个性化医疗和免疫治疗策略的开发具有至关重要的意义。

同时，TCR-表位-HLA突触在自身免疫疾病中起着至关重要的作用，由于这些突触可能导致自身反应性T细胞的异常激活，它们会错误地将身体的正常组织识别为外来威胁并发起攻击。这种异常的免疫反应破坏了免疫耐受，可能引发并加剧慢性炎症，导致疾病的发展。此外，这些突触的存在为开发新治疗策略提供了靶点，通过调节或抑制这些特定的免疫激活点，可以潜在地减轻或治疗自身免疫疾病。

此外，个体之间在TCR库和HLA类型上的差异导致了对自身抗原的不同反应，这解释了自身免疫疾病的个体化病程。在某些情况下，如感染或细胞应激，改变的表位的产生可能会触发额外的自身免疫反应。因此，深入理解TCR-表位-HLA突触的机制对于开发个性化的免疫调节治疗至关重要，有助于设计出针对特定患者状况的治疗方案，从而提高治疗效果并减少不必要的副作用。

这也是Jura Bio成立的目标之一。

在Jura Bio的创立过程中，Elizabeth Wood和Julie Norville在她们的博士后研究期间共同孕育了一个愿景：创建一家基于将恶性肿瘤治疗的突破性成果应用于自身免疫疾病的药物开发公司。在过去7年的不懈努力中，这两位科学家融合了他们在人工智能和合成生物学领域的深厚知识，致力于深入研究T细胞受体（TCR）与抗原结合的机制，并成功构建了一个全面的发现和开发平台，旨在开发创新的免疫基础疗法。

为了达成这一目标，Jura Bio开发了一个端到端的生成机器学习和合成生物学平台，并利用技术平台规模化设计、构建和测试下一代基于蛋白质的疗法。该平台系统能够关联任何特定的抗原或HLA分子与潜在的TCR候选物，旨在识别出既有效又安全，同时具备调节性和多克隆性的TCR。

2023年9月，Jura Bio完成了一轮1610万美元的融资，领投方包括 Michael Chambers、John Ballantyne、Fontus Capital 和 Josh Elkington。这笔资金将会用于加速该公司绘制适应性免疫系统图谱。

据悉，想要实现Jura Bio的目标，关键在于预测高达10²⁸个分子的复杂相互作用，这一数字远远超出了宇宙中恒星的总量，任务兼具复杂性和挑战性。而实现这一技术的核心难题在于如何高效地制造和测试TCR、表位以及HLA分子，这是揭示和利用TCR-表位-HLA突触相互作用的关键步骤。

Jura Bio通过其改进型的机器学习（ML）基因合成技术，已经成功创建了一个庞大的文库，其中包含1000亿个潜在的人类TCR候选物。这一候选物库不仅为抗原特异性TCR的发现和开发提供了丰富的资源，而且已经助力公司在前列腺癌和其他新抗原靶标领域取得了突破性进展，这些靶标在关键的HLA类型中之前未曾被记录。

公司的研究总监Cameron Gardner博士以前曾分享了一个靶点发现的案例。Jura Bio曾收到了六位对MART-1特异性过继细胞疗法产生耐药性的黑色素瘤患者的序列。面对挑战，Jura Bio利用其HLA匹配的TCR候选变异合成库，成功识别出300个候选序列，并从中筛选出10个有潜力的候选序列进行进一步的扩展和工程化改造。此外，公司还构建了多肽组和病毒组规模的抗原库，尽管这些机制在很大程度上仍然是一个谜，但这些库对于揭示自身免疫疾病的潜在机制至关重要。

Jura Bio的创始人兼科学顾问委员会主席George Church博士强调了AI-ML和多重文库结合使用时的强大潜力。他指出，这两种技术的结合不仅各自有效，而且能够产生显著的协同效应，即ML-ML变分合成，这有可能生成数十亿到数万亿倍的潜在候选者。Church博士认为，Jura Bio在TCR、MHC和T细胞工程方面的策略掌握处于科技前沿，并且市场需求巨大，这标志着公司在个性化医疗和细胞疗法领域的领先地位。

在完成新一轮融资后，Jura Bio也与Replay旗下子公司 Syena 达成合作，将通过应用人工智能和机器学习以及JURA的TCR发现平台共同开发TCR疗法。根据协议， Jura Bio将获得预付款以及合作期间的研究经费。如果行使选择权，Replay及其细胞治疗产品公司Syena将负责全球开发，并拥有合作产生的所有TCR-NK疗法的独家全球商业化权利。Jura Bio则将有资格获得开发、监管和商业里程碑款项。

Elizabeth Wood表示：“人类免疫系统是安全有效的免疫受体的强大来源，虽然一名患者可能缺乏对抗癌症所需的TCR，但另一名患者可能存在。通过利用机器学习从头开始重写基因合成过程，我们可以生成非常高质量的免疫受体库来发现和训练概率机器学习模型，以确保更快的开发过程，识别出最具挑战性的治疗靶点的 TCR。”

现阶段，Jura Bio正在绘制涵盖抗原-HLA 对、T细胞受体的生物图谱，并计划将该图谱用于开发针对肿瘤和自身免疫疾病的 TCR 相关疗法。他们希望到2024年底完成TCR-抗原-HLA结合的预测图，在此期间还将其基于机器学习的基因合成平台融入到B细胞受体的设计和发现中。