連接子最新研究進(jìn)展及在ADC中的應(yīng)用

近幾年抗體偶聯(lián)藥物發(fā)展迅猛，該項(xiàng)技術(shù)也在不斷的成熟，越來(lái)越多的企業(yè)布局ADC藥物，目前已有十幾款A(yù)DC藥物獲批上市，八十多款A(yù)DC藥物處于不同的臨床試驗(yàn)階段；抗體-藥物偶聯(lián)物(ADC)由單克隆抗體(mAb)、細(xì)胞毒性有效載荷和連接子組成，本文主要介紹近幾年連接子的研究應(yīng)用進(jìn)展，希望對(duì)連接子的選擇設(shè)計(jì)有一定的幫助；

理想的連接子在循環(huán)系統(tǒng)中保持穩(wěn)定，并在腫瘤中釋放細(xì)胞毒性有效載荷。然而，現(xiàn)有的連接子通常會(huì)非特異性地釋放有效載荷，從而可能導(dǎo)致脫靶毒性。因此，在ADC藥物的設(shè)計(jì)中，通過(guò)調(diào)整連接子的重要參數(shù)，如偶聯(lián)化學(xué)、連接子長(zhǎng)度和連接子空間位阻等，來(lái)實(shí)現(xiàn)ADC穩(wěn)定性和有效載荷釋放效率之間的平衡，從而達(dá)到ADC藥物預(yù)期的療效。在過(guò)去幾年中，人們開(kāi)發(fā)了許多新的連接子，包括組織蛋白酶可裂解連接子、酸可裂解連接子、GSH可裂解連接子、Fe(II)可裂解連接子、新型酶可裂解連接子、光響應(yīng)可裂解連接子和生物正交可裂解連接子。其中，組織蛋白酶、GSH和酸可裂解連接子已被充分研究并應(yīng)用于獲批的ADC藥物中^[1]。

組織蛋白酶可裂解連接子

2017年，Caculitan等人^[2]發(fā)現(xiàn)纈氨酸瓜氨酸(Val-Cit)連接子對(duì)多種組織蛋白酶表現(xiàn)出廣泛的敏感性，包括組織蛋白酶B、組織蛋白酶K、組織蛋白酶L等。為了提高選擇性，Wei等人^[3]設(shè)計(jì)了一種使用環(huán)丁烷-1，1-二甲酰胺(cBu)結(jié)構(gòu)的連接子，該結(jié)構(gòu)主要依賴于組織蛋白酶B。

在細(xì)胞內(nèi)，組織蛋白酶B抑制劑能夠有效地抑制(超過(guò)75%)含cBu-Cit連接子的藥物釋放，而組織蛋白酶K抑制劑沒(méi)有顯著的效果。相反，傳統(tǒng)的含Val-Cit的連接子似乎對(duì)所有單一蛋白酶抑制劑耐受(組織蛋白酶B、L和K的抑制劑均小于15%)。同時(shí)，與含有Val-Cit連接子的ADC相比，含有cBu-Cit連接子的ADC在體外表現(xiàn)出更大的腫瘤抑制作用。

此外，肽連接子的優(yōu)化不僅限于開(kāi)發(fā)新的結(jié)構(gòu)，肽連接子可以通過(guò)最小的結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行優(yōu)化，如氨基酸的類型和結(jié)構(gòu)化學(xué)。一些研究將Val-Cit和Val-Ala二肽結(jié)構(gòu)與MMAE的有效載荷連接進(jìn)行了比較。在非內(nèi)化抗體的情況下，結(jié)合到工程化半胱氨酸的Val-Cit和Val-Ala連接子都表現(xiàn)出類似的特征，并且比Val-Lys和Val-Arg類似物表現(xiàn)出更好的性能。在使用隨機(jī)半胱氨酸結(jié)合的抗Her2 ADC的情況下，與Val-Cit相比，Val-Ala在高DAR結(jié)構(gòu)中顯示出較少的聚集性。另一方面，兩種連接子顯示出相似的緩沖穩(wěn)定性、組織蛋白酶B釋放效率、細(xì)胞活性和組織病理學(xué)特征^[4-6]。

酸可裂解連接子

酸可裂解連接子利用腫瘤組織(4.0–5.0)和血漿(～7.4)之間的pH差異選擇性地將有效載荷釋放到腫瘤組織中^[7]。這種策略在Mylotarg中取得了最早的臨床成功，后來(lái)被用于Besponsa2^[8,9]。然而，酸可裂解連接子的穩(wěn)定性不足嚴(yán)重限制了它們?cè)贏DC中的應(yīng)用，苯酮衍生的腙連接子在人和小鼠血漿中的水解時(shí)間為t_1/2=2 天。Sacituzumabgovitecan (Trodelvy) 的血清穩(wěn)定性(包含酸可裂解碳酸酯接頭)為 t_1/2= 36 h 其結(jié)果也不太令人滿意^[10]。因此，酸可裂解的抗體偶聯(lián)藥物需要更穩(wěn)定的連接子或中度毒性的有效載荷。2019年，開(kāi)發(fā)了一種新型的甲硅烷基醚連接子-高毒性的單甲基auristatinE(MMAE)偶聯(lián)藥物^[11]。

這種設(shè)計(jì)大大提高了酸可裂解連接子的穩(wěn)定性，有效支持高毒性有效載荷的酸可裂解抗體偶聯(lián)藥物。與傳統(tǒng)的肼連接子和碳酸酯連接子相比，新型甲硅烷基醚連接子-MMAE偶聯(lián)藥物在人血漿中的半衰期超過(guò)7天。這種新型的含有甲硅烷基醚連接子的ADC具有很強(qiáng)的細(xì)胞抑制活性(HER2+細(xì)胞系，IC50= 0.028-0.170 nmol/L)，并且在小鼠異種移植模型中表現(xiàn)出比單克隆抗體更好的治療效果。

GSH可裂解連接子

與血漿(~5µmol/L) 相比，谷胱甘肽(GSH)可裂解連接子依賴于細(xì)胞質(zhì)中更高水平的谷胱甘肽(1-10mmol/L)^[12]。二硫鍵最常用于這些連接子中。然而，目前的二硫鍵構(gòu)建體不能實(shí)現(xiàn)高循環(huán)穩(wěn)定性和有效細(xì)胞內(nèi)釋放的完美結(jié)合。2017年，Thomas等人^[13]試圖通過(guò)將小分子藥物直接連接到THIOMAB抗體中的工程化半胱氨酸上來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

通過(guò)直接連接到抗體，對(duì)抗體的空間保護(hù)將增加循環(huán)穩(wěn)定性。首先，通過(guò)篩選共軛位點(diǎn)，他們確定LC-K149C是二硫鍵的穩(wěn)定共軛位點(diǎn)。體內(nèi)穩(wěn)定性研究表明，當(dāng)DM1通過(guò)二硫鍵與K149C連接時(shí)，即使在7天后仍有超過(guò)50%的藥物保持連接狀態(tài)。一項(xiàng)體內(nèi)功效研究表明，這種新型抗CD22-DM1-ADC可以在人淋巴瘤腫瘤異種移植小鼠模型中以3mg/kg 的單劑量誘導(dǎo)腫瘤消退。此外，這種新穎的Cys連接的二硫鍵共軛策略也可以通過(guò)插入自切割二硫鍵連接體應(yīng)用于非硫醇有效載荷，例如MMAE。同年，這種新策略被用于制備以PBD作為有效載荷的ADC^[14]。

與馬來(lái)酰亞胺肽(Val-Cit)-PBD-ADC相比，新型二硫化物ADC在人非霍奇金淋巴瘤腫瘤異種移植小鼠模型中在多個(gè)劑量下表現(xiàn)出相似的活性。同時(shí)，這種新型二硫化物-ADC的MTD高于Val-Cit-ADC�？傊�，這些結(jié)果證明了新型連接子在改善生物物理特性和增加ADC治療指數(shù)方面的潛力。

Fe(II)可裂解連接子

異常的鐵代謝可以提高游離的亞鐵水平^[15]�；�于這種策略，增加未結(jié)合的亞鐵濃度已被用于前藥設(shè)計(jì)^[16]。2018年，Spangler等人^[17]報(bào)道了一種Fe(II)反應(yīng)性1，2，4-三氧戊環(huán)支架(TRX)連接子，并將此連接子用于ADC。

TRX的O-O鍵和Fe(II)之間通過(guò)Fenton反應(yīng)裂解連接子，提供羰基中間體并通過(guò)β-消除釋放有效載荷。

在一項(xiàng)體外細(xì)胞毒性研究中，含有TRX連接子的ADC在抗原陽(yáng)性細(xì)胞(EC50= 0.07 nmol/L)中表現(xiàn)出與經(jīng)典的含有Val-Cit連接子的ADC相似的活性。然而，含有TRX連接子的ADC在抗原陰性MDA-MB-468細(xì)胞系中有顯著毒性(EC50=0.61nmol/L)。這種不穩(wěn)定性是由金剛烷部分與抗體上附近位點(diǎn)之間的非特異性相互作用引起的，導(dǎo)致三氧戊環(huán)雜環(huán)裂解。研究人員打算通過(guò)在抗體和金剛烷之間添加惰性聚乙二醇(PEG)間隔物來(lái)避免ADC中的這種反應(yīng)。

預(yù)知下文，敬請(qǐng)期待連接子最新研究進(jìn)展文獻(xiàn)解讀之二。

參考文獻(xiàn)

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樂(lè)研連接子相關(guān)產(chǎn)品

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