構建理想型雙載荷ADC的策略和核心挑戰(zhàn)
文章來源公眾號：醫(yī)藥學術 作者：醫(yī)藥學術編輯部
雙載荷ADC的結構想必大家都非常了解了，我們設想一個非常理想的狀態(tài)：“夢中情ADC”長啥樣？抗體與靶點：抗體必須對腫瘤細胞表面高度特異、高表達且能高效內化的抗原具有高親和力。不能只沿用傳統(tǒng)ADC的靶點思維，還需要考慮所選的雙重載荷組合是否與靶點的表達水平及腫瘤細胞對藥物的敏感性相匹配。
連接子：在雙負載ADC中，連接子的設計尤為復雜。它不僅要像傳統(tǒng)連接子一樣，在血液循環(huán)中保持穩(wěn)定，在腫瘤細胞內高效釋放，還要解決如何在一個位點上“掛載”兩種不同載荷的難題。連接子需要有正交的、可點擊的化學反應手柄。
載荷：選擇是關鍵，不能隨意組合。理想的組合應滿足：
機制互補：例如，一個抑制微管蛋白，另一個破壞DNA，從不同途徑攻擊細胞，產生“1+1>2”的協(xié)同殺傷效果。
性質互補：比如，一個具有“旁觀者效應”以殺傷鄰近腫瘤細胞，另一個沒有此效應以減少對正常組織的損傷；或者一個能規(guī)避腫瘤的多藥耐藥泵，另一個則細胞毒性極強。
毒性不重疊：要避免兩種載荷對同一正常器官（如周圍神經或眼睛）產生疊加毒性，否則會大大限制其臨床應用。
核心挑戰(zhàn)在于，將兩種通常疏水性很強的毒性分子連接到抗體上，極易導致ADC分子聚集性增加、體內清除加快、療效下降、毒性上升。
圖1理想雙載荷ADC特點
那么，該如何構建呢？
單點偶聯(lián)和雙點偶聯(lián)
目前，構建雙負載ADC的兩種根本性策略是單點偶聯(lián)和雙點偶聯(lián)策略。
單點偶聯(lián)：可以理解為在一個掛點上安裝一個“多功能掛架”，這個掛架再同時連接兩種載荷。
優(yōu)勢：工藝相對簡單，無需對抗體進行復雜的多重基因工程改造，能實現(xiàn)較高的藥物抗體比。
挑戰(zhàn)：兩種疏水載荷在空間上非常接近，會導致局部疏水性急劇升高和空間位阻，容易引起ADC聚集。解決之道在于設計親水性分支連接子，或在載荷上引入PEG、聚肌氨酸等“隱身衣”來掩蓋疏水性。
雙點偶聯(lián)：可以理解為在導彈的不同位置，分別安裝兩個獨立的掛架，各自掛載一種載荷。
優(yōu)勢：載荷在空間上分離，能有效緩解疏水性和空間位阻問題，產物更均一。
挑戰(zhàn)：技術難度極高。它需要將兩種正交的、互不干擾的位點特異性偶聯(lián)技術結合起來。這個過程步驟繁多，對生產工藝和質量控制是巨大的考驗，并且多次的抗體改造可能增加免疫原性風險。
圖2雙載荷ADC的偶聯(lián)策略
理論終歸是理論，理想也終究是理想，句幾個例子吧~
單點偶聯(lián)的典范
Seattle Genetics, Inc.設計了一個“雙半胱氨酸多重載體”，通過一個自穩(wěn)定的馬來酰亞胺連接到抗體的天然二硫鍵上。這個載體上帶有兩個被不同基團保護的半胱氨酸。通過順序脫保護，可以依次暴露出兩個硫醇，然后分別與MMAE和MMAF連接。這種方法巧妙地利用化學保護/去保護實現(xiàn)了在單一反應位點上加載兩種不同載荷，并且在臨床前模型中顯示出能殺傷對單一藥物耐藥的細胞。
圖3負載MMAF和MMAE的均質雙載荷ADC
雙點偶聯(lián)的精密操作
結合工程半胱氨酸和工程硒代半胱氨酸的雙點偶聯(lián)策略。硒代半胱氨酸的反應性比半胱氨酸更高，可以實現(xiàn)更快速、更特異的偶聯(lián)。研究者將這兩種不同的“反應手柄”分別引入到曲妥珠單抗的特定位點，然后使用不同的化學反應（碘乙酰胺和對苯二唑）分別連接PNU-159682和MMAF。這是一個典型的利用兩種不同化學反應活性實現(xiàn)正交雙點修飾的例子。
圖4PNU-159682/MMAF載荷ADC
酶法與點擊化學聯(lián)用
這個例子展示了如何利用微生物谷氨酰胺轉氨酶將一個帶有正交點擊化學手柄（如甲基四嗪和疊氮）的三臂連接子精確地連接到抗體的特定谷氨酰胺位點上。隨后，在“一鍋法”反應中，分別攜帶反式環(huán)辛烯和DBCO的兩種載荷模塊通過IEDDA和SPAAC這兩種無銅點擊反應，高效、特異性地與連接子上的手柄結合。這種方法產出的ADC均一性極高，并且在動物模型中證明了其療效優(yōu)于兩種單負載ADC的簡單混合。
圖5酶法與點擊化學聯(lián)用
雙載荷ADC通過將兩種機制互補的細胞毒性藥物精準地遞送到同一個腫瘤細胞，有望克服腫瘤異質性和耐藥性，是ADC領域一個非常值得期待的發(fā)展方向。雙載荷ADC的實現(xiàn)，依賴于精密化學、合成生物學和計算科學的深度融合�？梢哉f，我們正在從“精準制導”的ADC 1.0時代，邁向“協(xié)同打擊”的ADC 2.0時代。
當然，雙載荷ADC并非孤立的創(chuàng)新，它與雙特異性ADC、條件激活型ADC、免疫刺激ADC、蛋白降解靶向嵌合體ADC等新興形式共同構成了下一代ADC的宏大圖景。未來，將這些不同策略的優(yōu)勢進行整合，必將催生出更有效、更安全、更個性化的治療方法。
