综述：透过每一个镜头：利用体内成像评估化学修饰对抗体偶联物的影响

《npj Imaging》：Through every lens: assessing the impact of chemical modifications on antibody-conjugates using in vivo imaging

本刊推荐这篇深度综述，作者系统评述了化学修饰（如位点特异性标记、新型螯合剂/荧光团设计）如何影响单克隆抗体（mAb）及其偶联物（如抗体药物偶联物ADC、放射免疫偶联物）的体内分布（药代动力学PK）和靶向效率。通过对比“母本”与“修饰后”抗体在相同条件下的成像数据（如PET/SPECT/荧光成像），揭示了载体化学性质、连接策略（如Fc工程化、预靶向）对肿瘤靶向性（如HER2、EGFR）及非靶器官（肝/脾/肾）摄取的调控作用，为优化诊疗一体化（radiotheranostics）制剂提供了关键见解。

　　

抗体标记化学

抗体偶联物的构建策略直接影响其体内行为。传统生物偶联技术（如赖氨酸随机标记、半胱氨酸马来酰亚胺化）虽应用广泛，但存在修饰异质性强、稳定性不足等局限。例如，第一代马来酰亚胺易发生逆迈克尔反应导致探针脱落，而苯并噁二唑砜（PODS）等新型电泳体可形成更稳定的硫醚键，在小鼠结肠癌模型中显著降低肝脏摄取（肿瘤/肝比值提升1.8倍）。

位点特异性标记技术通过实现均一化修饰显著改善性能。糖工程技术通过内切糖苷酶（EndoS/GalT(Y289L)）在抗体Fc区糖基上引入叠氮糖，再通过点击化学连接螯合剂，使⁸⁹Zr-帕妥珠单抗在HER2⁺乳腺癌模型中肿瘤信号提升2.4倍，肝/脾背景信号降低2.2倍。类似地，硫单抗（thiomab）技术通过工程化半胱氨酸（如S239C位点）实现定点标记，靶向CD276的抗体-花青染料偶联物在三阴性乳腺癌模型中肿瘤/背景比值提升4.2倍。

纳米抗体的标记策略亦需精细优化。sortase酶介导的酰胺键连接可实现Glypican-3靶向纳米抗体的均一标记，其肿瘤/肝比值较随机标记版本提升2.3倍。研究还发现C端标签（如MYC/His标签）会显著增加肾脏滞留，提示临床转化前需去除这些纯化标签。

成像探针的化学特性

成像探针的化学性质对其偶联物的药代动力学具有决定性影响。放射性核素探针中，螯合剂稳定性至关重要。DFO*（含额外羟肟酸基团）较传统DFO显著提升⁸⁹Zr标记曲妥珠单抗的血清稳定性，使骨摄取降低5.9倍。新型螯合剂Lumi804与DFO相比，在CD11b靶向成像中骨信号降低13倍，展现更优安全性。

荧光探针的优化聚焦于降低疏水性及非特异性结合。传统全磺酸化染料（如IRDye-800CW）易导致肝脏高摄取，而新型弗雷德里克近红外标签（FNIR-Tag）通过在与聚甲炔发色团相邻位置引入电荷基团，显著改善靶向性能。在靶向EGFR的纳米抗体应用中，FNIR-Tag-766较IRDye-800CW使肿瘤/肝比值提升12.5倍（注射后1小时）。

抗体药物偶联物（ADC）的成像评估

ADC的体内分布监测对理解其疗效与毒性至关重要。达雷木单抗（DARA）与DM1（美登素衍生物）偶联后，其荧光标记版本（DARA-DM1-IR）在多发骨髓瘤模型中肝脏摄取增加1.8倍，肿瘤摄取轻微下降。类似地，抗5T4抗体与MMAF（auristatin衍生物）偶联后，荧光分子断层扫描显示肿瘤积累减少1.5倍。

PET成像可定量评估ADC疏水性对靶向性的影响。抗EphA2抗体（3B10、1C1、2H7）与其相应ADC（含tubulysin载荷）的比较显示，ADC的肿瘤摄取普遍降低1.9倍，且疏水性与肿瘤摄取呈负相关。临床研究进一步证实，CMD-193（hu3S193与卡奇霉素偶联物）较亲本抗体肝摄取增加，提示小鼠实验中发现的现象在人体中可能重现。

替代策略

Fc工程化是调控药代动力学的重要策略。H310A/H435Q（HAHQ）突变通过阻断FcRn结合，使HER2抗体在乳腺癌模型中的血药浓度降低4.2倍，但肿瘤摄取也相应减少1.7倍。糖基化修饰同样影响分布，PNGaseF完全去糖基化的曲妥珠单抗在人生源化小鼠模型中肝/脾摄取分别降低2.1倍和3倍。

预靶向策略利用点击化学（如反式环辛烯-四嗪反应）试图降低本底信号，但当前研究显示直接标记法的肿瘤摄取仍比预靶向高4.7倍。共给药策略中，抗TENB2 ADC前注射1 mg/kg未标记抗体可维持肿瘤摄取同时使肝信号降低2.1倍，但高剂量（3-10 mg/kg）会显著阻断肿瘤靶向。

结论

体内成像技术通过直接追踪抗体偶联物的分布与清除，为化学修饰的体内后果提供了无可替代的洞察。均一化标记策略、新型探针设计及替代调控方法（如Fc工程化、预靶向）的协同应用，将推动下一代抗体偶联药物的精准设计与临床转化。未来研究需结合多尺度成像技术与生化分析，全面解析化学修饰对靶向性、内化及连接子切割的动态影响。