《Acta Pharmaceutica Sinica B》：Aptamer–drug conjugates: From molecular design to cancer therapeutics
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**专业摘要翻译**
核酸适配体已发展为一类独特的分子识别元件，具有高亲和力、良好的化学稳定性和低免疫原性。将其与治疗性载荷偶联，催生了适配体-药物偶联物，该类偶联物将适配体的精准靶向能力与载荷的细胞毒性潜力相结合，从而在提高治疗效果的同时最大限度地降低全身
**专业摘要翻译**
核酸适配体已发展为一类独特的分子识别元件，具有高亲和力、良好的化学稳定性和低免疫原性。将其与治疗性载荷偶联，催生了适配体-药物偶联物，该类偶联物将适配体的精准靶向能力与载荷的细胞毒性潜力相结合，从而在提高治疗效果的同时最大限度地降低全身毒性。适配体筛选和化学工程领域的进展改善了适配体的亲和力、稳定性和药代动力学特性，从而促进了多种适配体-药物偶联物平台的开发。这些进展使得构建携带多种治疗性载荷的适配体-药物偶联物成为可能，包括小分子、肽、蛋白质、放射性核素、核酸，甚至活细胞或细菌。此外，新兴的适配体引导的靶向蛋白降解系统已将适配体-药物偶联物的范畴扩展到传统载荷递送之外，能够实现对疾病相关蛋白的精准调控。本综述总结了适配体-药物偶联物在设计、治疗应用和临床转化挑战方面的最新进展，特别关注癌症治疗以及面向下一代靶向治疗制剂的未来机遇。
**论文主体内容解读**
**一、研究背景与现状问题**
癌症治疗的发展不仅需要强效的治疗药物，更需要能够在最大程度提升抗肿瘤效果的同时降低全身毒性的精准递送策略。然而，由于肿瘤的异质性和复杂的生物屏障，治疗药物在肿瘤组织的选择性蓄积和高效递送仍然是面临的主要挑战。为了应对这些问题，研究者开发了利用肿瘤相关分子标志物来增强治疗选择性的靶向治疗策略。已有多种分子识别元件被探索用于靶向药物递送，包括单克隆抗体、多肽、小分子以及核酸配体等。这些平台具有不同的理化与生物学特性，影响其靶向能力、生物分布、药代动力学和临床转化前景。在此背景下，适配体凭借其高特异性、序列可编程性和优异的化学多功能性，成为极具前景的靶向部分。特别是谭蔚泓教授提出的适配体-药物偶联物概念，构建了一个将适配体介导的分子识别与治疗干预相结合的平台。目前，尽管抗体-药物偶联物、肽-药物偶联物、小分子-药物偶联物等平台已取得一定进展，但适配体-药物偶联物作为一种新兴的靶向治疗平台，在临床转化方面仍面临诸多挑战，系统性地梳理其设计策略、治疗应用和转化障碍对于推动该领域发展至关重要。
**二、主要关键技术方法**
研究人员在论文中系统总结了构建适配体-药物偶联物的关键技术方法，主要包括：通过经典的蛋白质-SELEX和细胞-SELEX技术筛选高亲和力特异性适配体，并发展了毛细管电泳-SELEX、微流控-SELEX、体内-SELEX以及结合高通量测序与人工智能模型辅助的下一代筛选技术；运用包括硫代磷酸酯骨架修饰、2′-F/2′-OMe/锁定核酸等核糖修饰、碱基工程如疏水性修饰的SOMAmer技术以及末端工程如聚乙二醇化在内的多种化学修饰策略，以提升适配体的稳定性、药代动力学性能和偶联能力；采用非共价嵌入、共价偶联以及刺激响应性连接子，如pH敏感的腙键、氧化还原敏感的二硫键和酶可裂解的多肽连接子等以实现药物的靶向释放。研究中引用的临床样本来源包括HCT-116肿瘤荷瘤裸鼠模型以及一项人体全身PET成像评估研究。
**三、研究结果**
**3.1 适配体-小分子药物偶联物**
研究人员总结指出，通过将阿霉素、紫杉醇等小分子化疗药物与适配体偶联，可以显著提高药物的选择性并降低系统毒性。非共价嵌入方式如Jon和Langer于2006年报道的首个适配体-阿霉素偶联物，虽然具有高载药量并能在小鼠移植瘤模型中显示效果，但面临生理条件下药物提前解离的问题。因此，共价偶联策略，特别是利用肿瘤微环境线索的刺激响应性连接子，如谭蔚泓教授团队报道的通过腙键将阿霉素连接至Sgc8适配体实现酸性内体环境中的选择性释放，以及Sgc8c-丝裂霉素C偶联物中采用谷胱甘肽敏感的二硫键连接子，均显示出优于不可裂解连接子的治疗效果。此外，连接子化学结构对疗效具有关键影响，如在Sgc8c-CA4偶联物中，磷酸二酯键连接子比其他连接子展现出更高效的治疗效果。这些实例表明，连接子的性能高度依赖于具体系统，需要根据载荷和适配体结构进行优化。
**3.2 适配体-肽和蛋白质偶联物**
研究人员展示了将生物活性肽与适配体偶联可提供额外功能。例如，将MUC1靶向适配体与抗HSP70肽偶联并加载阿霉素，可克服耐药并增强细胞毒性。Sgc8适配体与靶向肿瘤基质中纤维蛋白-纤连蛋白复合物的CREKA肽偶联，再结合丝裂霉素C，可构建组织和癌细胞双靶向的偶联物，增强肿瘤穿透和潴留。蛋白质作为更广泛的载荷类别，其临床应用常受限于组织选择性差；适配体偶联可实现蛋白质的靶向递送，如毒素gelonin和治疗性酶。此外，以蛋白质为功能核心、周围包裹适配体壳的蛋白质球形核酸架构，如靶向转铁蛋白受体的β-半乳糖苷酶核心偶联物，展现出增强的血脑屏障转运和脑内蓄积能力。
**3.3 适配体-放射性核素偶联物**
适配体与放射性核素偶联可实现肿瘤的可视化、实时生物分布监测和局部放射治疗。与抗体相比，适配体具有快速肿瘤蓄积和血液清除优势，可改善肿瘤-背景比并减少全身辐射暴露。研究人员介绍了一项代表性工作：谭蔚泓教授团队用??Ga标记Sgc8适配体并应用全动态全身PET成像，在人体中全面评估了放射性标记适配体的全身分布和药代动力学特性。此外，??Ga标记的Trop-2靶向适配体和??Cu标记的EpCAM靶向适配体分别在肺癌和乳腺癌成像中显示出潜力。然而，适配体靶向放射性核素治疗仍处于早期临床前阶段，需要进一步评估其治疗效力和安全性。
**3.4 适配体-核酸偶联物**
核酸治疗药物通过序列特异性机制调控基因表达。适配体能够识别细胞表面受体并促进受体介导的内吞，为核酸递送提供了可编程靶向模块。研究人员的早期工作如McNamara等人开发了抗PSMA A10适配体-siRNA嵌合体，可选择性进入PSMA阳性前列腺癌细胞，经Dicer依赖的加工后实现靶基因沉默。Dassie等人通过适配体截短、添加3′悬突和聚乙二醇化优化了嵌合体，实现了全身给药后的肿瘤消退。此外，适配体也可递送miRNA和反义寡核苷酸，如将Axl靶向适配体与抑癌miRNA let-7g偶联，在肺癌移植瘤中抑制了肿瘤生长；将AS1411适配体与剪接转换寡核苷酸偶联实现了细胞核递送和剪接纠正。该领域仍面临核酸酶降解和内涵体逃逸等挑战。
**3.5 适配体-多药或多功能偶联物**
为应对肿瘤异质性和耐药性，研究者开发了整合多种治疗剂的适配体-多药和多功能偶联物。非共价策略如适配体-纳米列车通过嵌插方式实现高载药量；共价策略如将药物衍生物直接作为亚磷酰胺构建单元在固相合成中掺入，可实现精确的化学计量控制。基于支架的策略进一步扩展了功能容量，例如谭蔚泓教授团队报道的两亲性端粒树状分子可将四种抗癌药物通过酸敏感连接子锚定在疏水单树状分子上。适配体与聚合物支架偶联可实现多种治疗药物的同时载入，延长体内循环并提高细胞摄取效率。尽管前景广阔，结构复杂性增加对适配体折叠、结合亲和力和制造重现性提出了挑战。
**3.6 适配体-细胞或细菌偶联物**
为克服静态平台缺乏主动导航能力的局限，研究人员将适配体与活细胞或细菌偶联。例如，张课题组通过代谢标记和点击化学将肿瘤靶向适配体偶联至CD3? T细胞表面，这些修饰后的T细胞在体内和体外均能选择性结合肿瘤细胞并驱动显著肿瘤消退。通过超薄藻酸盐-聚赖氨酸涂层在NK细胞表面展示适配体，可将适配体表面半衰期延长至20小时以上并增强靶细胞杀伤。在适配体-细菌偶联物方面，谭蔚泓教授团队将AS1411适配体通过酰胺化偶联至减毒鼠伤寒沙门氏菌VNP20009表面，在4T1和H22荷瘤小鼠模型中表现出优异的抗肿瘤效果和免疫激活。2024年的研究进一步通过一步点击化学将Sgc8c-MMAE偶联物锚定至VNP20009，结合了细菌的肿瘤组织穿透能力和适配体的靶向细胞毒性，显著提高了胰腺肿瘤的药物蓄积和抗肿瘤活性。
**四、讨论与结论总结**
新兴的适配体引导靶向蛋白降解策略已超越了传统载荷递送的范畴。研究人员利用适配体作为识别元件，将疾病相关蛋白导向内源性降解途径，如基于PROTAC原理将AS1411适配体与VHL配体偶联形成ZL216实现核仁素降解；开发了适配体-PROTAC筛选平台用于按需生成蛋白降解剂。针对膜蛋白和胞外蛋白，适配体-LYTACs系统通过招募溶酶体穿梭受体如ASGPR或整合素来实现降解；共价适配体-LYTACs通过引入磺酰氟基团稳定适配体-靶标复合物，增强降解效率和持续时间。研究结论指出，这些进展已将适配体-药物偶联物从简单的靶向-载荷偶联物转变为整合了精确分子识别和多种生物学活性的多功能治疗平台。然而，临床转化仍面临重大挑战，包括药代动力学特性不理想、临床前模型预测价值有限、可扩展制造和质量控制困难、免疫原性和长期安全性尚未充分表征、缺乏标准化评估标准。未来发展方向包括理性适配体工程、人工智能辅助设计、开发下一代偶联物架构，以及更严格的临床前评价。上述努力将有助于将适配体-药物偶联物的开发从经验优化转向理性和数据驱动的工程化，推动其作为精准治疗平台的临床转化。
