ADC六大經(jīng)典定點偶聯(lián)技術(shù)綜述 2023

ADC藥物偶聯(lián)，指將ADC各組分連接起來的連接方式，決定藥物抗體偶聯(lián)比（DAR）和均一性，影響藥物的活性、耐受性和穩(wěn)定性，一般分為隨機偶聯(lián)和定點偶聯(lián)兩類。非定點偶聯(lián)常見的方式為Lys殘基偶聯(lián)和Cys殘基偶聯(lián)。定點偶聯(lián)，則包括引入反應(yīng)性半胱氨酸、二硫鍵重橋、非天然氨基酸技術(shù)、酶催化技術(shù)、糖基偶聯(lián)技術(shù)和臨近誘導(dǎo)抗體偶聯(lián)（pClick）技術(shù)。定點偶聯(lián)因其DAR值更易控制，產(chǎn)出的ADC藥物均一性好，已成為偶聯(lián)方法的研發(fā)趨勢。智藥局以此為切入點，就定點偶聯(lián)六大技術(shù)各自優(yōu)缺點進(jìn)行介紹，并以相關(guān)公司技術(shù)為例，展開深度分析。引入反應(yīng)性半胱氨酸引入反應(yīng)性半胱氨酸，又名Thiomab技術(shù)，最早由基因泰克開發(fā)。簡單來說，就是通過基因工程在抗體的特定點插入半胱氨酸殘基，然后將半胱氨酸上的羥基和毒素偶聯(lián)，形成位點專一的抗體偶聯(lián)藥物。Thiomab技術(shù)，工程化引入半胱氨酸，既不會干擾免疫球蛋白的折疊和組裝，也不會改變抗體抗原的結(jié)合模式，獲得的ADC藥物既保留了其體內(nèi)抗腫瘤活性，還提高了耐受性、降低了系統(tǒng)毒性。該技術(shù)具有高均一性、較好的反應(yīng)活性和穩(wěn)定性等優(yōu)點，缺點是需要基因修飾，通常DAR2。目前，羅氏靶向CD79b的ADC產(chǎn)品Iladatuzumabvedotin（DCDS0780A采用的就是Thiomab技術(shù)?；诖耍琒eattleGenetics和Spirogen開發(fā)了一種類似的技術(shù)，稱為MAIA，通過在mAb關(guān)鍵區(qū)域的239位引入絲氨酸-半胱氨酸突變，用于其PBD二聚體的生物綴合。二硫鍵重橋二硫鍵重橋，又名Disulfidere-bridging，是利用半胱氨酸選擇性交聯(lián)試劑（如TECP或DTT將IgG1抗體中4個鏈間二硫鍵還原，隨后使用雙反應(yīng)試劑在多肽鏈重新連接的同時，完成小分子有效載荷的安裝或抗體的進(jìn)一步修飾。通過共價重新連接半胱氨酸殘基，既維持了二硫鍵的穩(wěn)定作用，同時實現(xiàn)每個二硫鍵鏈接一個有效載荷的受控偶聯(lián)。該偶聯(lián)方式具有高均一性、不影響抗體的空間結(jié)構(gòu)、通用的氨基酸序列與糖基化修飾等優(yōu)點，缺點是鏈內(nèi)錯誤橋接，通常DAR4。LgenicaBiotherapeutics的SNAP平臺和Abzena的Thiobridge平臺使用了二硫鍵還原改造的技術(shù)。非天然氨基酸技術(shù)非天然氨基酸技術(shù)，顧名思義，通過在抗體的原始序列中人工加入非天然氨基酸，使其在抗體表面呈現(xiàn)出可方便偶聯(lián)的特異性位點，從而獲得位點確定、DAR值均一的ADC。該偶聯(lián)技術(shù)獨特之處在于可以隨意突變非天然氨基酸，并且得到任意DAR值的ADC，缺點是需要基因修飾、抗體表達(dá)量低、非天然氨基酸序列引起免疫原性和非天然氨基酸的疏水性引起聚集。Ambrx公司的ARX788是首個利用非天然氨基酸開發(fā)的抗體偶聯(lián)藥物，目前正尋求上市申請。ARX788選擇的非天然氨基酸是乙酰苯丙氨酸（pAF），pAF上的酮基可與有效載荷AS269上的羥胺基團(tuán)形成肟鍵，發(fā)生特異性位點的偶聯(lián)，產(chǎn)生均質(zhì)的ADC。同樣采用非天然氨基酸聯(lián)偶技術(shù)得還有STRO-002，是Sutro開發(fā)靶向FRα并擁有全球知識產(chǎn)權(quán)的第三代ADC。該藥抗體部分合成過程采用無細(xì)胞蛋白質(zhì)合成技術(shù)（XpressCF該技術(shù)可在蛋白質(zhì)特定位點嵌入非天然氨基酸，所得抗體的非天然氨基酸可以通過點擊化學(xué)反應(yīng)定點引入cathepsinB可裂解連接子，實現(xiàn)ADC定點偶聯(lián)。酶催化技術(shù)酶具有高特異性和高效性，現(xiàn)也應(yīng)用于ADC的開發(fā)。酶催化技術(shù)，通過在抗體序列中插入可以被一些專門酶識別的特定氨基酸標(biāo)志物，使得毒素可以與抗體有選擇性的進(jìn)行連接。該技術(shù)可以選擇位點，DAR值可選擇，但需要基因改造來插入酶識別序列，且有外來氨基酸序列引起的免疫原性的風(fēng)險。在我國，啟德醫(yī)藥是較早以差異性的酶催化定點偶聯(lián)技術(shù)開發(fā)ADC藥物的創(chuàng)新高科技企業(yè)之一。與傳統(tǒng)的化學(xué)偶聯(lián)方式不同，啟德醫(yī)藥基于多年合成生物學(xué)領(lǐng)域的積累，差異性地開發(fā)了兩套獨特的基于生物酶催化定點偶聯(lián)技術(shù)體系iLDC和iGDC，分別通過轉(zhuǎn)肽酶和糖基轉(zhuǎn)移酶工程化改造實現(xiàn)了高度均質(zhì)ADC藥物的制備。公司旗下的GQ1001就是根據(jù)其獨特的連接酶催化偶聯(lián)技術(shù)和擁有專利的開環(huán)連接子技術(shù)，通過毒素DM1與曲妥珠單抗的定點特異性偶聯(lián)產(chǎn)生的ADC。此外，石藥集團(tuán)的SYS6002通過采用其專有的酶催化定點抗體偶聯(lián)技術(shù)，能將有效的有絲分裂抑制劑MMAE針對性地導(dǎo)向Nectin-4表達(dá)的癌細(xì)胞，而其連接子的穩(wěn)定性有助于將高濃度的MMAE送達(dá)腫瘤中，并同時通過減少不良的全身暴露量而將副作用減低。糖基偶聯(lián)技術(shù)糖基偶聯(lián)技術(shù)，通過用糖苷內(nèi)切酶修飾天然蛋白質(zhì)中不同的糖基，曝露出N-乙酰氨基葡萄糖，然后經(jīng)過疊氮化學(xué)修飾后的N-乙酰半乳糖胺利用糖基轉(zhuǎn)移酶連接到抗體的N-乙酰氨基葡萄糖上，最后發(fā)生點擊化學(xué)反應(yīng)可以得到定點偶聯(lián)的ADC。該技術(shù)優(yōu)點在于藥物連接子與糖鏈偶聯(lián)，而不改變氨基酸序列，并且它們連接在遠(yuǎn)離氨基酸殘基的地方。但該方法需要糖工程所需的特殊試劑和酶。如在修飾過程中的試劑有引入外源因子風(fēng)險的，其純化工藝應(yīng)充分考慮外源因子的去除，并參考ICHQ5A開展病毒清除研究。Syniffix的核心平臺GlycoConnect?,就是基于糖基化的定點偶聯(lián)技術(shù)平臺。GlycoConnect?,通過將有效載荷錨定到抗體的N297的聚糖上，實現(xiàn)高效的定點偶聯(lián)。通過對每個N-聚糖進(jìn)行糖苷內(nèi)切酶修飾和精確的一個疊氮化物標(biāo)記，引入了一個獨特的錨點，用于與有效負(fù)載的無銅點擊反應(yīng)偶聯(lián)。糖嶺生物的糖基化偶聯(lián)技術(shù)叫“DisacLink”技術(shù)，只用一種酶，反應(yīng)時間短，偶聯(lián)率高且穩(wěn)定。該技術(shù)不僅極大地縮減了定點ADC藥物制備的復(fù)雜工藝，降低了定點ADC藥物研發(fā)成本，而且可以兼容不同的藥物及連接子結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)定點ADC化合物的結(jié)構(gòu)多樣性制備，為候選藥物篩選提供了豐富的結(jié)構(gòu)多樣性。臨近誘導(dǎo)抗體偶聯(lián)（pClick）技術(shù)pClick技術(shù)，通過引入鄰近激活交聯(lián)劑，疊氮基修飾的肽可以自發(fā)地與抗體上最接近的賴氨酸殘基反應(yīng)。疊氮基團(tuán)為具有生物正交手柄修飾有效負(fù)載的點擊化學(xué)提供了可用位點。pClick技術(shù)無需對抗體進(jìn)行任何改造，而是將毒素-連接子與抗體親和蛋白相連，然后讓抗體親和蛋白再與抗體進(jìn)行臨近誘導(dǎo)反應(yīng)，從而獲得任意DAR