多肽偶聯(lián)藥物體外ADME研究一站式產(chǎn)品解決方案

癌癥已成為全球人類(lèi)健康最大的威脅，傳統(tǒng)小分子化療藥物臨床應(yīng)用廣泛但缺乏靶向性，導(dǎo)致全身系統(tǒng)毒性強(qiáng)和耐藥性等問(wèn)題頻發(fā)，鑒于此，“生物導(dǎo)彈”抗體偶聯(lián)藥物（Antibody-drug Conjugate, ADC）應(yīng)運(yùn)而生。然而，抗體大分子的生物特點(diǎn)使得ADC在腫瘤部位滲透率低，嚴(yán)重限制了ADC的腫瘤治療效果。在此基礎(chǔ)上，科學(xué)家通過(guò)更換抗體結(jié)構(gòu)，即選用可通過(guò)化學(xué)合成或原位表達(dá)的多肽來(lái)作為新的“靶向”，這就是近年來(lái)乘勢(shì)而起的“多肽偶聯(lián)藥物（Peptide-drug Conjugate, PDC）”。

一、多肽偶聯(lián)藥物簡(jiǎn)介
  圖片來(lái)源：A schematic of a peptide-drug conjugate construct consisting of a homing peptide, linker and payload. The structure of Lu-dotatate an FDA approved peptide-drug conjugate.

多肽偶聯(lián)藥物同抗體偶聯(lián)藥物的不同就體現(xiàn)在“靶向單元”，相較于ADC的“抗體靶向”而言，PDC則是由“歸巢肽（Homing Peptide）、連接子（Linker）和有效載荷（Payload）”組成，利用歸巢肽與腫瘤表面受體的高親和性，從而將有效載荷定向遞送至靶點(diǎn)。肽在人類(lèi)生命中發(fā)揮著多種功能，如修復(fù)細(xì)胞、改善細(xì)胞代謝、防止細(xì)胞變性等，具有良好的生物活性和靶向轉(zhuǎn)運(yùn)能力，使得肽不僅適用于腫瘤學(xué)，還適用于糖尿病、風(fēng)濕病和類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的靶向治療。其連接子同ADC藥物所選連接子相似，分為“可裂解連接子”和“不可裂解連接子”兩類(lèi)；而目前常見(jiàn)的PDC的有效載荷有細(xì)胞毒藥、放射性核素、蛋白、核酸、多肽和小分子等形式。 PDC的作用機(jī)制同ADC的類(lèi)似，即靶向多肽與細(xì)胞毒素通過(guò)細(xì)胞內(nèi)可分解的連接子共價(jià)連接，精準(zhǔn)靶向腫瘤細(xì)胞的特異性受體，可控釋放細(xì)胞毒素，從而殺傷腫瘤細(xì)胞。在這個(gè)過(guò)程中，PDC有不可忽略的優(yōu)勢(shì)。PDC的分子量較小，表現(xiàn)出更好的膜滲透性，且免疫原性較低或沒(méi)有免疫原性；同時(shí)，PDC的分子量小于腎小球的過(guò)濾閾值（60 kDa），更易被腎臟清除代謝；最后，與抗體復(fù)雜的生產(chǎn)工藝相比，PDC更易合成、純化和鑒定，生產(chǎn)成本也較低。與之同時(shí)，隨著環(huán)化技術(shù)、噬菌體展示技術(shù)和mRNA展示技術(shù)應(yīng)用于靶向肽的篩選，PDC的開(kāi)發(fā)迎來(lái)了加速發(fā)展，或?qū)⒎Q(chēng)為一種具有巨大研發(fā)前景和市場(chǎng)前景的靶向治療藥物。下表所示為PDC和ADC的藥物異同對(duì)比。
 

	PDC	ADC
Mol. Wt.	600-2,500	＞150.000
Affinity	Very high	Very high
Selectivity	Very high	Very high
Selection of Mode of Action	Well Possible Agonist, Antagonist, Silent binder	Difficult
Tumor penetration	Yes	No
Route of Elimination	Renal	Liver
Design of PK properties	Well Possible	Difficult
Immunogenlcity	No	Yes
Chemically synthesized	Yes More controlled, easier conjugation	No
Manufacuring cost	Low-medium	High

二、多肽偶聯(lián)藥物體外藥代動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)

在設(shè)計(jì)藥物時(shí)，對(duì)藥代動(dòng)力學(xué)（PK）和藥效學(xué)（PD）進(jìn)行研究至關(guān)重要。多肽和小分子具有不同的藥代動(dòng)力學(xué)特性。相較于傳統(tǒng)小分子藥物，PDC擁有更大的分子量，其滲透性更差，不易口服，臨床上多選擇靜脈注射給藥，也可經(jīng)皮下或肌肉注射給藥進(jìn)入血液或淋巴系統(tǒng)。因此，PDC類(lèi)藥物不涉及吸收過(guò)程。且通常多肽的半衰期和清除率均小于生物大分子，因此PDC藥物在血液和組織中會(huì)被蛋白酶快速降解并易被腎臟清除。
PDC使用的歸巢肽有細(xì)胞穿透肽（Cell-penetrating Peptide, CPP）和細(xì)胞靶向肽（Cell-targeting Peptide, CTP）兩類(lèi)。前者通過(guò)非特異性機(jī)制進(jìn)入細(xì)胞，而后者通過(guò)特異性結(jié)合腫瘤細(xì)胞表面的抗原或受體以介導(dǎo)細(xì)胞毒性有效載荷進(jìn)入腫瘤細(xì)胞，因此，CPPs基本不作為PDC藥物的歸巢肽類(lèi)型，CTPs則得到廣泛應(yīng)用。已知PDC藥物靶向腫瘤的方式有兩種[2]： 目前已知的PDC體內(nèi)代謝有靶點(diǎn)介導(dǎo)的藥物消除（Target-mediated Drug Disposition, TMDD）、非特異性代謝途徑和免疫原性三種方式[3]。
 

	TMDD	非特異性代謝	免疫原性
原理	PDC與靶細(xì)胞表面受體結(jié)合并被內(nèi)吞進(jìn)入細(xì)胞，經(jīng)過(guò)溶酶體進(jìn)一步降解為肽段或氨基酸	蛋白酶水解或非特異性胞飲作用釋放有效載荷	PDC刺激機(jī)體產(chǎn)生抗藥抗體，抗藥抗體的中和作用介導(dǎo)藥物消除
特點(diǎn)	特異性代謝，該種方式具有可飽和性并使藥物藥代動(dòng)力學(xué)特征呈現(xiàn)非線(xiàn)性	非特異性代謝，可能導(dǎo)致有效載荷釋放至非靶點(diǎn)，導(dǎo)致脫靶	一般認(rèn)為臨床前動(dòng)物體內(nèi)發(fā)生的免疫原性或抗藥抗體反應(yīng)不能預(yù)測(cè)人類(lèi)抗藥抗體反應(yīng)

PDC藥物不同于從肝臟清除的其它藥物，腎小球毛細(xì)血管約8納米，其過(guò)濾閾值通常為60 kDa，而PDC藥物分子量通常小于8 kDa,因此容易被腎臟快速清除，甚至腎臟可能是某些多肽或PDC在體內(nèi)主要的清除方式，導(dǎo)致細(xì)胞毒素?zé)o法在腫瘤部位有效積累。

三、PDC體外ADME研究模型

盡管PDC是在ADC基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究，但多肽本身存在組織特異性及靶向腫瘤差等特點(diǎn)，所以對(duì)PDC有效載荷的潛在毒性研究需要更多關(guān)注。
PDC兼顧大分子和小分子的特點(diǎn)，因此，對(duì)其進(jìn)行體外ADME研究需同時(shí)兼顧歸巢肽、連接子、有效載荷及PDC等多方面。在藥物開(kāi)發(fā)初期，若歸巢肽的形式為多肽類(lèi)藥物，其本身容易發(fā)生水解反應(yīng)，穩(wěn)定性較差，應(yīng)著重考慮其在血漿中的穩(wěn)定性和靶向性；同時(shí)，連接子的兩種形式會(huì)產(chǎn)生不同的代謝結(jié)果，釋放出的有效載荷（包括同部分連接子連接的有效載荷）又屬于小分子細(xì)胞毒藥，對(duì)這些藥物的代謝產(chǎn)物進(jìn)行判定于藥物開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。因此，由歸巢肽、連接子和有效載荷共同組成的PDC更需進(jìn)行血漿穩(wěn)定性、血漿蛋白結(jié)合、代謝產(chǎn)物鑒定等研究，這對(duì)于PDC藥物早期研發(fā)具有重要意義！
早期PDC藥物體外研究模型如下：
四、IPHASE體外DMPK研究“一站式”產(chǎn)品解決方案

因此，IPHASE作為體外研究生物試劑引領(lǐng)者，緊隨藥物開(kāi)發(fā)前沿，針對(duì)PDC藥物體外DMPK研究方向，研發(fā)了多種類(lèi)、多層次、多領(lǐng)域的體外生物試劑，助力PDC藥物開(kāi)發(fā)研究！
 

產(chǎn)品類(lèi)別	組分分類(lèi)	名稱(chēng)
亞細(xì)胞組分試劑	肝微粒體	人/猴/犬/兔/大鼠/小鼠/地鼠/貓/小型豬 微粒體
	肝S9/ 酸化肝S9	人/猴/犬/大鼠/小鼠/小型豬 S9
	肝胞質(zhì)液	人/猴/犬/大鼠/小鼠/小型豬 胞質(zhì)液
	腎S9	人/猴/犬/大鼠/小鼠/小型豬 S9
	溶酶體	人/猴/犬/大鼠/小鼠 溶酶體
	酸化肝勻漿液	人/猴/犬/大鼠/小鼠 酸化肝勻漿液
原代肝細(xì)胞產(chǎn)品	/	人/猴/犬/大鼠/小鼠/小型豬 懸浮/貼壁原代肝細(xì)胞
轉(zhuǎn)運(yùn)體產(chǎn)品	ABC 家族轉(zhuǎn)運(yùn)體	人類(lèi)BCRP/BSEP/MDR1/MRP1/MRP2/MRP3/MRP4/MRP8 ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體
	SLC 家族轉(zhuǎn)運(yùn)體	人類(lèi) OATP1B1/OAT1/OAT3/OCT2/ OATP1B3/OATP2B1/OCT1/NTCP/MATE1/MATE2K/OATP1A2 SLC轉(zhuǎn)運(yùn)體細(xì)胞
重組酶產(chǎn)品	CYP	人CYP 1A2+/2A6+/2B6+/2C8+/2C9+/2C19+/2D6+/2E1+/3A4+/1A1+/3A5+ 還原重組酶
	UGT	人UGT 1A1/1A3/1A4/1A6/1A7/1A8/1A9/1A10/2B7/2B15/2B17 重組酶
血漿相關(guān)產(chǎn)品	血漿蛋白結(jié)合試劑	人/猴/犬/大鼠/小鼠血漿蛋白結(jié)合試劑
	平衡透析裝置	血漿蛋白結(jié)合試驗(yàn)平衡透析裝置
		平衡透析膜
	血漿穩(wěn)定性試驗(yàn)產(chǎn)品	人/猴/犬/大鼠/小鼠 空白血漿（穩(wěn)定性專(zhuān)用）/全血
空白生物基質(zhì)	血液類(lèi)	人/猴/犬/大鼠/小鼠 血漿
		人/猴/犬/大鼠/小鼠 全血
	尿液	人/猴/犬/大鼠/小鼠/小型豬/兔 尿液

IPHASE/匯智和源憑借多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，推出了多領(lǐng)域、多種類(lèi)的高端科研試劑，為藥物早期研發(fā)提供篩選工具，為生命科學(xué)領(lǐng)域的探索提供新材料、新方法和新手段，為食品、藥品、化學(xué)品等的遺傳毒性研究提供便捷產(chǎn)品，望廣大科研工作者來(lái)電咨詢(xún)，咨詢(xún)熱線(xiàn)400-127-6686。

參考文獻(xiàn)

[1] 藥明康德，《藥物代謝與動(dòng)力學(xué)：前沿、策略與應(yīng)用實(shí)例》。
[2] Cooper B M, Iegre J, O'Donovan D H, et al. Peptides as a platform for targeted therapeutics for cancer: Peptide–drug conjugates (PDCs)[J]. Chemical society reviews, 2021, 50(3): 1480-1494.
[3] 周浩澤, 沈子龍, 徐寒梅. 蛋白多肽類(lèi)藥物藥代動(dòng)力學(xué)分析方法研究進(jìn)展[J]. 藥學(xué)進(jìn)展, 2017, 41(8): 592-599.
[4] 《藥物相互作用研究技術(shù)指導(dǎo)原則》。

匯智和源，致力于為創(chuàng)新藥研發(fā)企業(yè)及生命科學(xué)研究機(jī)構(gòu)提供高品質(zhì)的生物試劑，IPHASE為公司核心品牌，品牌宗旨“Innovative Reagents For Innovative Research”。