正文
tRNA
和相应的氨酰基
-tRNA
合成酶,使非天然氨基酸能够整合到多肽链中,合成重组抗体。引入的非天然氨基酸通常是乙酰苯丙氨酸(
1
)、氨基甲基
-L-
苯丙氨酸(
2
)和酸性赖氨酸(
3
)。非天然氨基酸上的酮和叠氮化物官能团可以与药物接头发生化学反应,获得具有均匀
DAR
的
ADC
。酮基能与羟胺基团形成肟键,叠氮化物基团在铜的催化下能与炔烃发生环加成反应,生成
1,2,3-
三唑。叠氮化物基团也可以在不存在铜催化的情况下与环辛炔结合,进行叠氮化物
-
环辛炔环加成反应。通过非天然氨基酸与接头偶联的抗体可以位点特异性和定量偶联。
DAR
具有良好的均匀性、有效性、稳定性和安全性。
2.3.
糖基的位点特异性偶联
抗体在
Fc
区含有聚糖链,可用于聚糖重塑和糖基化以进行位点特异性偶联。研究人员利用
β-1,4-
半乳糖基转移酶(
GalT
)和
α-2,6-
唾液酸转移酶(
SialT
)将半乳糖和唾液酸残基转移到抗体的天然聚糖上。然后,用高碘酸钠(
NaIO4
)氧化半乳糖或唾液酸中的邻二醇基团,引入醛基。利用醛与含有肼或伯胺官能团的分子的反应来实现位点特异性偶联,从而产生具有均匀
DAR
的
ADC
。糖转移酶还可以引入叠氮化物基团,然后与环辛炔反应形成稳定的
ADC
。
2.4.
酶的位点特异性偶联
酶促偶联具有位点特异性偶联的优势。转谷氨酰胺酶(
TGase
)催化谷氨酰胺与赖氨酸及其衍生物之间的反应。野生型
TGase
将药物接头的胺转移到抗体的去糖基化重链
Q295
上,抗体和药物的位点特异性偶联也可以实现。
Innate Pharma
公司突变重链聚糖的
N297
残基,然后使用
TGase
偶联抗体药物。辉瑞公司提议将谷氨酰胺标记的
LLQGA
肽序列插入抗体中。通过
TGase
对
LLQGA
肽序列中谷氨酰胺的特异性识别,药物与其偶联。
ADC
中的抗体特异性结合靶抗原并促进受体介导的内吞作用,导致
ADC
内化为酸化的富含蛋白水解酶的内体囊泡,随后递送到溶酶体中(见图
3
)。对于具有可切割接头的
ADC
,其切割过程(如水解、蛋白酶消化或二硫键还原)可能发生在内体阶段。然而,具有不可切割接头的
ADC
会导致溶酶体中的蛋白水解降解。此外,
ADC
发生分解代谢以释放细胞毒性分子,这些分子通过
DNA
损伤或抑制微管聚合引起细胞凋亡。靶细胞死亡后,细胞毒性分子也可能从靶细胞中排出,通过旁观者杀伤效应杀死邻近的肿瘤细胞和周围的基质组织,这一过程取决于细胞毒性药物的疏水性。
图
3
:
ADC
在体内的代谢过程
。
当
ADC
注射到血液中时,
ADC
会通过抗体富集癌症,抗体可以通过抗体依赖性细胞毒性收集效应细胞。同时,
ADC
可以被内吞到癌细胞中并释放出小的毒性分子,从而使癌细胞凋亡。此外,小的有毒分子可以穿过细胞并通过旁观者效应杀死其他癌细胞。
可裂解接头可分为三种类型(见表
2
)
:(
1
)酸响应性腙键
;
(
2
)氧化还原响应二硫键
;
(
3
)酶促可切割的肽键。酸响应性肼连接子在中性
pH
值(
pH7.3–7.5
,相当于血液
pH
值)下表现出稳定性。然而,在内化到酸性区室(如内体(
pH5.0-6.5
)和溶酶体(
pH4.5-5.0
))后,接头会发生水解。这种类型的接头已用于与阿霉素、卡奇霉素和大杂烩素偶联。氧化还原响应性二硫键已被用于偶联新型
metan
衍生物
DM1
和
DM4
。发现肿瘤细胞质中还原型谷胱甘肽的表达高于正常细胞质中的表达。二硫键偶联物质在整个心血管周期中保持完整,在与肿瘤细胞中的高浓度谷胱甘肽结合后,抗体在溶菌酶内被降解和激活,导致代谢物形成
Matan
衍生物接头化合物。接头的后续降解是否发生取决于二硫键化合物的附着碳原子施加的空间位阻。理想的接头应保持
ADC
药物在血浆中的高稳定性,并在释放和代谢之间取得最佳平衡。肽接头,如缬氨酸
-
瓜氨酸二肽,用于偶联阿霉素、丝裂霉素
C
、喜树碱、他雷霉素、奥司他汀和双胞胎素衍生物的偶联。这些接头表现出组织蛋白酶
B
和纤维蛋白溶解酶的选择性水解。含有硫醚键的不可裂解接头已在临床研究中被广泛研究,用于偶联
DM1
和
MMAF
以形成
ADC
。进入溶酶体后,单克隆抗体发生降解,释放出有毒药物。此外,毒性药物仍然附着在氨基酸残基和接头上。这种代谢物带有电荷,不能渗透穿过细胞膜
;
因此,它不能通过旁观者杀戮来发挥其细胞毒性作用。
表
2.ADC
中常见的连接子类型和机制
在过去几年中,
ADC
有所增加,已在临床试验中测试了
100
多种不同的
ADC
。然而,由于不可接受的毒性和过于狭窄的治疗窗口,许多
ADC
已退出临床试验或市场。
这些
ADC
通常受到各种因素的限制,最重要的因素是肿瘤内和肿瘤间异质性。为了提高
ADC
的效果,双旁位
ADC
、前体
-
药物偶联物、免疫刺激抗体偶联物和双药
ADC
已进行临床研究,这对于克服临床挑战至关重要。
【NO.3】
抗体偶联寡核苷酸
在过去的
25
年中,超过
16
种寡核苷酸疗法已被批准用于治疗适应症。然而,
siRNA
疗法面临三个主要挑战:选择性、稳定性和递送。其中,选择性可以通过生物信息或化学修饰来解决,稳定性可以通过化学改性来解决。然而,由于各种器官存在独特的障碍,递送过程带来了挑战。当核酸与抗体相互作用时,它们可以利用基于核酸的药物的精确靶向和抗体的特异性递送优势。抗体和细胞表面受体之间的特异性相互作用可以将它们递送到组织或细胞亚群,并且几种受体已成功用于
siRNA
的靶向递送,包括