連接子最新研究進展文獻解讀之二

連接子最新研究進展文獻解讀之二 2022/05/07 10:59

連接子最新研究進展續篇，書接上回

繼推出“連接子最新研究進展文獻解讀一 ”后，收到了許多研發小伙伴們的點贊。小編不負眾望，再次為大家推出“連接子最新研究進展文獻解讀二”，希望能更多幫您解決在研發中遇到的問題。

近幾年抗體偶聯藥物發展迅猛,該項技術也在不斷的成熟,越來越多的企業布局ADC藥物,目前已有十幾款ADC藥物獲批上市,八十多款ADC藥物處于不同的臨床試驗階段；抗體-藥物偶聯物(ADC)由單克隆抗體(mAb)、細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用進展,希望對連接子的選擇設計有一定的幫助；

新型的酶可裂解連接子

除了2006年開發的經典β-葡萄糖醛酸酶可裂解連接子外 ^[1] ,還發現β-半乳糖苷酶在腫瘤細胞中過度表達并具有水解活性。2017年,Kolodych等人 ^[2] 描述了一種含有β-半乳糖苷酶可裂解連接子的ADC。

含有這種β-半乳糖苷酶可裂解連接子的ADC在體外以10U/mL β-半乳糖苷酶快速水解(圖6B)。

通過該連接子包含曲妥珠單抗和MMAE的ADC表現出比包含Val-Cit連接子(14.3pmol/L) 和Kadcyla(33 pmol/L) 的ADC更低的IC50(8.8 pmol/L)。通過體內實驗獲得了等效的結果;含有β-半乳糖苷酶可裂解連接子的ADC在單劑量1mg/kg 的異種移植小鼠模型中表現出腫瘤體積減少57%和58%,但Kadcyla的效率在相同劑量下沒有統計學意義。此外,通過主成分分析(PCA),新型ADC在腫瘤生長減少上高于Kadcyla。

2020年,Bargh等人 ^[3] 描述了一種硫酸酯酶可裂解的連接子。硫酸酯酶類似于β-半乳糖苷酶,是一種在腫瘤細胞中過度表達的水解酶。硫酸酯酶可裂解連接子在釋放研究中表現出對硫酸酯酶的明確敏感性(t_1/2=24分鐘)。在小鼠血漿中,與在1小時內水解的Val-Ala和Val-Cit連接子偶聯物相比,硫酸酯酶可裂解連接子偶聯物表現出較高的血漿穩定性(超過7天)。與不可裂解的ADC(IC50 = 609 pmol/L) 和含有Val-Ala的ADC(IC50 = 92 pmol/L) 的體外細胞毒性相比,含有硫酸酯酶連接子的ADC表現出更高的細胞毒性(IC50= 61 和111pmol/L) ) 和對HER2+細胞的卓越選擇性。

磷酸鹽和焦磷酸鹽基團可以顯著提高連接子的親水性,并可用于加載親脂性有效載荷。2016年,Kern等人 ^[4] 使用末端磷酸鹽/焦磷酸鹽作為Val-Cit-p-氨基芐氧羰基(PAB)連接子與高度親脂性糖皮質激素布地奈德的離去基團和親水基團。

然而,血漿中的半衰期小于6h,不能滿足ADC的穩定性要求。隨后,可以檢測到磷酸布地奈德,這表明有效載荷釋放可能通過組織蛋白酶和磷酸酶分兩步進行。對組織蛋白酶和磷酸酶的雙重敏感性可能是連接子不穩定的原因。雖然具體的水解機制沒有得到證實,但證明磷酸鹽/焦磷酸鹽結構具有成為新型連接子的潛力。同年,Kern等人 ^[5] 用磷酸二酯結構取代了傳統的Val-Cit-PAB連接子,并合成了一系列基于單磷酸、焦磷酸和三磷酸二酯結構的連接子。

與之前的連接子相比,焦磷酸連接子在小鼠和人血漿穩定實驗中表現出極高的穩定性,超過7天。此外,連接子的高親水性得以保留,并能夠減輕ADC與其他親脂性有效載荷的聚集潛力(焦磷酸二酯連接子藥物的溶解度大于5mg/mL)。在體外評估中,含有焦磷酸和三磷酸二酯連接子的ADC比單磷酸二酯裂解得快得多。根據對焦磷酸二酯連接子代謝物的分析,ADC首先被水解成單磷酸鹽有效載荷代謝物,然后迅速產生原型藥物。兩種酶的組合可能導致快速有效載荷釋放。

近期也開發了7-氨基-3-羥乙基香豆素(7-AHC)組作為PAB的有效替代品,已在二肽連接子中使用 ^[6] 。7-AHC作為雙功能熒光基團,可以在組織蛋白酶B存在下進行自消除裂解,以釋放有效載荷和激活熒光團。通過48倍的熒光增強,在1小時內觀察到有效載荷的快速釋放。重要的是,7-AHC基團保留了自消離去基團的傳統優勢。含有基于7-AHC的二肽連接子的ADC表現出良好的穩定性(t1/2> 7 天)和高體外活性( IC50= 0.09–3.74 nmol/L )。在經典的乳腺癌模型中,含有新型連接子的ADC以1.5mg/kg 的劑量誘導腫瘤消退,并表現出與市售Kadcyla相當的抗腫瘤功效。

光響應可裂解連接子

近年來,基于光響應裂解的有效載荷釋放策略逐漸出現。光響應可裂解具有以下優點,包括低毒性、快速反應、高靈敏度和特異性 ^[7-9] 。

2015年,Nani等人 ^[10] 首次對ADC采用近紅外(NIR)光照鎖定策略。光響應裂解基于七甲川菁熒光團骨架。在用NIR光(λ=650–900nm)照射后,ADC以位點特異性方式在受照腫瘤區域有效釋放小分子細胞毒素CA-4。

在體外細胞毒性實驗中,含有NIR光裂解連接子的ADC在EGFR+細胞系中經輻射后表現出相當于CA-4的活性,而未經輻射時表現出低活性。然而,這種連接子的自聚集和光不穩定特性限制了其作為藥物的進一步開發應用。

最近,有研究報告了一種新型的紫外(UV)光控ADC ^[11] 。連接子引入了紫外光控制的鄰硝基芐基作為裂解觸發。在穩定性和釋放研究中,這種含有MMAE的連接子在自然光下6天內釋放<1%,在輻照后10分鐘內顯示MMAE的快速釋放,并達到最高平臺。在體外細胞毒性實驗中,用365nm(40W)紫外光照射后,含有鄰硝基芐基連接子的ADC的活性顯著增加,比未經照射的ADC高50倍。

2019年,Zhang等人 ^[12] 報道了一種光響應、自斷裂的連接子,使用光籠C40氧化堿性位點(PC4AP)。與前面提到的兩個ADC相比,這種連接子在設計上具有“雙重保險”。在365nm輻射下,PC4AP的羥基與其自身抗體上附近的胺發生分子內加成反應,隨后的消除反應導致裂解和有效載荷釋放。含有肽-PC4AP-DOX的ADC在陽性細胞中顯示出與有效載荷DOX相當的毒性,并且在沒有輻射的情況下沒有細胞毒性。

生物正交可裂解連接子

生物正交化學具有選擇性高、加工快速簡便、副產物無毒等特點 ^[13,14] 。2019年,Wang等人 ^[15] 開發了一種生物正交可裂解連接子,該連接器使用了經典的生物正交切割對Cu(I)-BTTAA和dsProc。

然而,生物正交可裂解連接子目前主要集中在體外探索上。在反應效率、反應速率、底物穩定性、生物相容性和操作方便性方面仍存在問題,離臨床應用還很遠。

參考文獻

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