ADC定点偶联技术|酶法偶联技术（1）

本系列将对定点偶联技术在ADC开发中的应用进行总结。本文作为系列第二篇，将对定点偶联技术之酶法偶联技术进行概述。

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酶法偶联技术

酶具有高特异性和高效性，现也应用于ADC的开发，抗体和小分子药物可以利用酶法实现定点偶联。酶法偶联具备定点偶联的优势，但也存在因引入额外序列而造成免疫原性的潜在弊端。下面将对甲酰甘氨酸生成酶（FGE）在ADC开发中的应用进行介绍。

甲酰甘氨酸生成酶（FGE）可特异性识别CXPXR五肽序列，将半胱氨酸的残基替换成醛基，与二甲基化的2-（联氨甲基）-3-吲哚发生反应，在接近中性的pH值下，通过四氢异喹啉合成（HIPS）反应形成稳定的碳碳键（见图1）。Redwood Bioscience 公司的专利SMARTag ™技术即采用FGE来实现抗体与药物的定点偶联。

图1  应用甲酰甘氨酸生成酶进行定点偶联

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技术平台

SMARTag 技术 Redwood Bioscience（2014年被Catalent收购）开发了SMARTag特定位点的蛋白质修饰和接头技术。该技术通过在抗体特定位置引入CxPxR序列，该序列中的半胱氨酸通过甲酰甘氨酸生成酶（FGE），翻译后识别、修饰产生醛，而后有效载荷通过Hydrazino-Pictet-Spengler（HIPS）反应与醛形成稳定偶联物。

图2 对蛋白质进行化学修饰的方法。(a) FGE 识别肽序列中半胱氨酸向甲酰甘氨酸的转化。(b) 将醛标记蛋白与 FGE 共表达会产生带有醛的位点特异性修饰蛋白，该醛随后可以用醛特异性化学物质进行修饰。

SMARTag技术可实现一种简单有效的化学酶促方法来生成统一的抗体药物偶联物。 SMARTag技术与有效载荷无关，并且与细胞毒性和非细胞毒性有效载荷兼容，包括核酸和肽。

•         特定部位可定制化的药物放置

     专有的、基于天然氨基酸的“醛标记”技术      控制有效载荷位置和药物抗体比 (DAR)，以优化每个接头有效载荷的偶联物性能      提高共轭产物的同质性提供了简化的分析

•         高效且可扩展的开发

      一步生成体内标签       与任何基于细胞的表达系统兼容      >95% 标签转化率和高偶联率      抗体滴度高达 5g/L  

图3 SMARTag 平台的组成部分

专用连接器-串联切割接头

传统的可切割接头需要一个“钥匙”来释放有效载荷，并可能导致在循环过程中释放，而 SMARTag串联切割接头需要两个“钥匙”来释放有效载荷，而肿瘤细胞同时拥有这两个钥匙。这提供了卓越的稳定性和降低的体内毒性。

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产品布局

由Triphase Accelerator 与Celgene 合作开发的TRPH-222，是基于此技术的ADC。TRPH-222包含一个抗CD22抗体位点在每条重链的一个位点进行特异性修饰以表达甲酰甘氨酸 (FG)，允许美登素类有效负载、蛋白酶不敏感的间隔物和用于与抗体FG残基上的醛偶联的官能团进行位点特异性缀合。其药物与抗体的平均DAR 为1.8，目前处于Ⅰ期临床活跃状态。其有效负载位置、优化的接头组成与HIPS化学提供的稳定性相结合，可带来更好的耐受性和扩展的治疗指数。

2022年2月22日，Triphase宣布了其TRPH-222在重度预治疗的复发和/或难治性B细胞非霍奇金淋巴瘤（NHL）患者中的1期多中心，开放标签，单一疗法研究的最新结果。

主要结果：

• TRPH-222 单药治疗耐受性良好，最高可达10 mg/kg，通常与 ADC 相关的AE 发生率较低，例如血小板减少症、中性粒细胞减少症和肝转氨酶升高。使用TRPH-222看到的大多数AE主要是低等级，可容忍，易于管理和可逆的。

• 在0.6至10mg / kg的剂量下观察到7种完全反应（CR：5 FL，1 DLBCL，1次MCL）和3种部分反应（PR：2 FL，1 TFL）。在额外3个周期后确诊的5名代谢性CR患者现已停止治疗并继续接受CR治疗;3名患者仍留在 CR 中，反应维持长达 25 个月。

• 观察到的数据支持TRPH-222的进一步临床研究，包括与其他抗肿瘤药物在B细胞淋巴瘤患者中的组合。

Triphase正在为2期研究做准备，预计在2022年下半年进行2期研究。

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小结

在过去的几年中，使用酶在蛋白质中引入位点特异性的翻译后修饰已成为开发新型生物制剂的最有希望的方法之一。该方法将分子生物学的力量与合成化学的精确性和灵活性相结合，能够在体内和体外生成新类别的同质增强蛋白质。这些技术将继续在扩大我们对细胞行为的理解、推进生物医学工程和开发新疗法方面发挥重要作用。  

参考文献：

[1] Dierks, T. et al. Molecular basis for multiple sulfatase deficiency and mechanism for formylglycine generation of the human formylglycine-generating enzyme. Cell 121, 541–552 (2005).

[2] Dierks, T. et al. Posttranslational formation of formylglycine in prokaryotic sulfatases by modification of either cysteine or serine. J. Biol. Chem. 273, 25560–25564 (1998).

[3] Frese, M.A. & Dierks, T. Formylglycine aldehyde Tag-protein engineering through a novel post-translational modification. Chembiochem 10,425–427 (2009).

[4]公司官网