新模式的兴起 —— 降解抗体偶联药物（DAC）

2023-09-21

抗体药物偶联物蛋白降解靶向嵌合体

随着ADC药物的兴起，多种偶联模式也随之出现。近期，Seagen与Nurix达成降解抗体偶联药物（DAC）的开发合作，预付款6000万美元，里程碑付款共达34亿美元。DAC相较于ADC来说，还处于新兴的，未经充分验证的初步开发阶段，本文将详细介绍DAC的概念、应用及最新进展。目前PROTAC药物由三部分构成，包括目标蛋白结合物、泛素连接酶配体和连接子。但PROTAC通常面临细胞摄取差和生物利用度低的问题，在健康细胞和癌细胞之间缺乏区分可能会引发脱靶毒性，而DAC模式的出现为PROTAC药物提供了新的思路。DAC结构设计DAC和ADC结构比较相似，包括单抗、linker和有效载荷三部分。最大区别在于有效载荷方面，ADC 通常用于输送小分子毒素，而 DAC 则用于输送 PROTAC 和分子胶。ADC 和 DAC 遵循相同的原则：选择性地转运payload，同时尽量减少脱靶效应。ADC中的有效载荷具有更强的细胞杀伤活性，因此，DAR通常为4-8或2-6，具体取决于偶联方法。相比之下，DAC所需的DAR要高于ADC，因为TPD分子的药效通常弱于 ADC毒素。根据有效载荷的数量和连接子化学性质，会产生聚集、低效和药代动力学问题。最后，在制备TPD时，应考虑使用额外的官能团与连接子连接抗体。DAC机制DAC与ADC机制相似，DAC在血液循环中尽可能保持稳定，随后抗体特异性识别肿瘤相关抗原，DAC被内化至溶酶体，在蛋白水解和酸性环境中，DAC被降解，释放有效载荷（PROTAC），随后发挥作用。研究进展BRD4-Targeting DAC首次被研究报道的DAC是BRD4 DAC，由CLL1单抗和BRD4 PROTAC（GNE-987）构成，相关文章是由基因泰克和药明康德联合发表。在研究中，GNE-987 GNE-987相较于MZ1和ARV-771具有更好的降解作用和AML癌细胞毒性，但由于体外和体内 DMPK 特性不佳，因此需要一种合适的递送方案。由于CLL1在AML细胞表面高表达，之前对抗体半胱氨酸扫描的研究也发现，半胱氨酸残基的位置（LC-K149、HC-L174、HC-Y373）经过设计后，可表现出良好的体内稳定性。作者采用了“direct-disulfide”偶联策略，使用含有活化二硫化物的甲硫磺酰（MTS）基团与 CLL1 抗体上的六个半胱氨酸残基（DAR ≈ 6.0）偶联，没有出现明显的聚集问题。再利用降解剂原有的羟脯氨酸功能来连接linker，构建成DAC 4。与靶向HER2的对照偶联物和降解剂GNE-987 GNE-987相比，DAC 4 对 HL-60 AML 和 EOL-1 AML 的疗效明显更强。表明DAC的构建可以克服degrader药代动力学的不良特性。DAC 4的药代动力学显示，其在体内的稳定性较高。后续他们又开发了靶向STEAP1和靶向CLL1的BRD4 DAC，DAR为2，即DAC 5a和DAC 5b，但BRD4降解效果不佳。但通过提高DAR的方式构建的DAC 5c（DAR=6）显示，其具有更好的BRD4降解效果。接下来，作者考虑将降解剂中的胺或苯胺作为偶联位点。加入苯胺分子，同时使用强效降解剂，构建的DAC 9a单次静脉注射在PC3-S1小鼠模型中显示出剂量依赖性的肿瘤生长抑制作用2020年，Maneiro等人报道了将ARV-711与HER2抗体（曲妥珠单抗）偶联的DAC 12，DAR为4。DAC 12 在PBS中很稳定，培养4小时后，其完好率为 98.8%，24 小时后可达 83.5%。DAC 12在 HER2+ 细胞中显示出对 BRD4 的选择性降解。Erα-Targeting DACDragovich 等人还展示了两种不同的 Erα 靶向降解剂13和15（图a,b）。13由连接酶配体 XIAP 和选择性雌激素受体调节剂他莫昔芬偶联，表现出对 Erα 的强效降解作用。在首次尝试中，他们利用他莫昔芬的游离羟基，通过缬氨酸-瓜氨酸-对氨基苄氧基连接子与 HER2 Ab偶联（14），成功证明了靶蛋白的降解。之后构建了PROTAC 15 与 VHL 配体合成的 DAC。并利用 VHL 的羟基、通过碳酸基二硫连接子和焦磷酸二酯连接子合成了相应的DAC 16和 17。但这些偶联物仅表现出中等稳定性。TGFβR2, BRM-Targeting DACCRBN（cereblon）连接的降解剂 18 使用赖氨酸作为连接体连接到 HER2 上的不可裂解酰胺连接体上，构建了TGFβR2 DAC（19），在 24 小时和 48 小时后显示出了所需的 TGFβR2 靶向降解水平。还有BRM降解剂（20），起初该降解剂是由 Arvinas 公司和基因泰克公司于 2019 年开发的。基因泰克公司进一步展示了基于降解剂20的DAC平台，该DAC使用二硫键连接子偶联与CD22细胞表面受体结合的单抗（21）。其异种移植数据显示，靶向 BRM 蛋白水平的降解具有高效性和抗原依赖性。GSPT1-Targeting DAC2022 年，Orum公司针对 GSPT1 蛋白开发的DAC（ORM-5029）进入了首个 I 期临床试验，其由高活性 GSPT1 降解剂 SMol006 通过 Val-Cit PABc 连接子与 pertuzumab 偶联，临床前数据中，与SMol006、Kadcyla和/或Enhertu治疗相比，ORM-5029治疗HER2表达细胞系的疗效增强了10-1000倍。参考：https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1021/acs.jmedchem.2c01791细胞系产品查询投稿丨商务合作加入交流群往期推荐恒瑞医药生物药管线全梳理中生制药企业梳理石药集团生物药技术平台及管线梳理降糖减重外，GLP-1的其他作用汇总点击下方“药研网”，关注更多精彩内容