综述:抗体药物偶联物中肽链接头的最新进展

【字体: 时间:2025年09月23日 来源:Journal of Medicinal Chemistry 6.8

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  本综述系统阐述抗体药物偶联物(ADC)中肽链接头的关键作用与创新进展。重点分析可裂解肽链接头(经组织蛋白酶/纤溶酶等酶解)如何平衡ADC系统稳定性与肿瘤部位选择性释放,为靶向抗癌疗法提供重要设计策略。

  

肽链接头:ADC设计的精密工程

在精准医疗时代,抗体药物偶联物(Antibody-Drug Conjugates, ADC)通过如同"生物导弹"的设计理念,将抗体的靶向性与小分子细胞毒素的杀伤力完美结合。这种创新疗法依靠三大核心要素:特异性抗体、高效载荷(payload)以及连接二者的关键部件——接头(linker)。其中肽链接头技术近年来取得重大突破,成为影响ADC疗效与安全性的决定性因素。

酶控裂解机制的精妙设计

当前临床应用的ADC主要采用可裂解型肽链接头,其核心优势在于能够实现"循环系统内稳定"与"肿瘤细胞内激活"的双重调控。这类接头可被肿瘤微环境中特异性高表达的蛋白酶识别切割,主要包括:

  • 组织蛋白酶B(cathepsin B):在溶酶体中高度活跃的半胱氨酸蛋白酶

  • 纤溶酶(plasmin):与肿瘤侵袭转移相关的丝氨酸蛋白酶

  • 豆荚蛋白(legumain):在实体瘤中过表达的天冬酰胺内肽酶

这些酶在肿瘤组织的特异性表达模式,为ADC的选择性激活提供了分子基础。例如Val-Cit(缬氨酸-瓜氨酸)二肽序列已成为经典设计,其被组织蛋白酶B裂解的效率可达毫摩尔级水平。

结构优化与稳定性突破

新一代肽链接头在结构设计上取得显著进展:

  1. 1.

    亲水性修饰:引入聚乙二醇(PEG)单元降低疏水性载荷的聚集倾向

  2. 2.

    空间位阻调控:通过甲基化等修饰调节酶解动力学参数

  3. 3.

    分支结构:允许单个抗体连接多个细胞毒素分子(DAR值优化)

  4. 4.

    自降解间隔区:采用对氨基苄醇(PABA)等自消除结构确保完全释放

这些改进使ADC的治疗窗口(therapeutic window)得到显著拓宽,临床前模型显示新型接头的血清半衰期延长至>90小时,而肿瘤内药物释放率提升3-5倍。

临床转化与挑战

目前已有14种采用肽链接头的ADC获得FDA批准,涉及HER2、TROP-2、CD79b等多个靶点。值得注意的是:

  • 恩美曲妥珠单抗(T-DM1)使用不可裂解接头,依赖抗体降解后释放Lys-MCC-DM1复合物

  • 戈沙妥珠单抗(Sacituzumab govitecan)采用可裂解CL2A接头,实现pH双重响应机制

  • 维汀-贝伐珠单抗使用马来酰亚胺己酰(mc)连接子技术

然而挑战依然存在,包括:

  • 连接子异质性导致的药代动力学变异

  • 脱靶毒性(off-target toxicity)的机制控制

  • 耐药性发展中转运蛋白(如ABCB1)的作用

  • 生物分析中DAR值(drug-to-antibody ratio)的精准定量

未来发展方向

前沿研究正聚焦于:

  1. 1.

    智能响应型接头:同步响应多重刺激(酶/pH/GSH)

  2. 2.

    新型裂解机制:利用肿瘤特异性生物正交化学

  3. 3.

    位点特异性偶联:通过工程化半胱氨酸/非天然氨基酸实现精确控制

  4. 4.

    多功能载荷:兼具细胞毒性与免疫调节功能的双功能分子

这些创新将使ADC从传统的"靶向递送系统"进化成为真正的"智能治疗平台",最终实现个体化癌症治疗的新突破。

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