Antibody+ PROTAC: 降解剂-抗体结合物(DAC) 已崭露头角

蛋白水解靶向嵌合体，即PROTAC，是一种异双功能分子，正在迅速地革新生物医药领域的市场格局。这些异双功能分子能够在细胞内特异性地降解靶标蛋白，相对于针对相同靶标的小分子抑制剂而言，它们提供了改善和延长生物活性的可能性。在结构上，PROTAC包括三个部分：一个E3泛素连接酶配体和一个靶蛋白配体，以及通过特殊设计将两者连接在一起的“Linker”，最终形成了三联体的“PROTAC”的活性形式（图1）。然而，这些异双功能降解剂经常会伴有较差的DMPK特性，如低口服生物利用度和快速体内清除的挑战。

图1. PROTAC结构示意图

建立在带有细胞毒性有效载荷的ADC不断取得的临床和商业成功基础之上，为了改善其DMPK特性，使PROTAC降解剂在体内能够更加有效的递送，不少研究探索了将PROTAC降解剂与单克隆抗体偶联。抗体与PROTAC降解剂所产生的新的分子被称为“降解剂-抗体结合物”(DAC)，它相对于PROTAC分子具有几个潜在的优势：(1)可以在体内递送具有较差物化性质或DMPK特性的降解剂；(2)避免了复杂的配方，这些配方通常是使PROTAC在体内暴露中获得活性所必需的；(3)将感兴趣的PROTAC分子靶向特定的肿瘤或组织。

虽然ADC所采用的一些策略可用于制备具有生物活性的DAC，但DAC的构建有时必须克服一些其他挑战。与ADC有效载荷的广泛的细胞毒性不同，DAC的降解剂有效载荷通常表现出与特定癌症更有针对性的生物活性。因此，选择用于DAC的抗原不仅必须满足ADC内化和运输标准，而且它还应该在肿瘤、组织或其他对降解剂靶向的生物途径敏感的细胞上高度表达。另外由于降解剂有效载荷通常比ADC有效载荷相对较弱的毒性，因此可能需要更高的载量才能产生功能性抗体结合物，往往DAR值要大于4。而且由于DAC PROTAC通常比ADC的有效载荷更大或更具亲脂性。

当PROTAC连接到抗体上时，这些差异可以放大聚集和药代动力学问题，因此DAC可能需要设计新的连接子和连接方法。许多研究报道了PROTAC不包含可用于可切割连接子的共价连接的化学基团，例如伯胺、仲胺。在这种情况下，必须仔细考虑是否有目的地将必要的化学基团结合到降解剂结构中或使用新的连接方法来连接降解剂基团，例如羟基/苯酚基团等。使用不可切割连接子需要类似的考虑，在这种情况下，在溶酶体中抗体分解代谢后附加到降解剂结构上的连接子片段不应干扰其生物学性能， 而且DAC有效载荷在溶酶体环境中应具有良好的稳定性以及有效地逃离溶酶体隔间的能力。

最早发表在同行评审的文献中的DAC的例子之一出现在2020年初，其描述了高效力的、基于VHL连接的针对溴结构域蛋白4(BRD4)的降解剂 (GNE-987)通过新的含二硫键的可切割连接子连接到靶向CLL1抗体上 （图2）。需要注意的是，具有不确定生物稳定性的碳酸盐部分(图2的黄色椭圆形)被用来通过VHL结合区中存在的羟脯氨酸片段将连接物连接到降解剂上，DAR 值为6。

图2. BRD4-靶向DAC，二硫键连接子

该DAC在单次静脉给药的HL-60和EOL-1急性髓系白血病(AML)异种移植模型中，显示出强大的、剂量依赖的体内抗肿瘤效应。并且对照实验显示：(1)没有偶联降解剂的CLL1抗体没有体内活性；(2)携带GNE-987羟脯氨酸同分异构体有效载荷的DAC同样无效；(3)识别HER2抗原的相应的DAC (在AML细胞上不高表达)在相同剂量下体内活性较弱；(4)未偶联的GNE-987是无活性的，其较差的PK特性可能是造成这种结果的原因。总之这些结果提供了一个概念验证，即DAC 可以通过连接酶依赖性降解机制并以抗原依赖性的方式在体内发挥抗肿瘤作用，而且DAC可以克服PROTAC 不良PK 特性，并实现可接受的 PROTAC 溶酶体稳定性。

目前还有许多其他报道的使用新型连接子以及连接方法和针对其他靶点的mAb用于构建所述的DAC（图3），这里不再一一详述。与大多数已知的细胞毒性ADC(DAR=2到4)相比，这些DAC大多使用了更高的有效载荷(DAR值为6)。

图3. 已报道的DAC分子

小结

尽管DAC领域仍处于研究初级阶段，但目前已经使用各种PROTAC有效载荷成功的制备了许多DAC分子实体，后续实验其显示出良好的体外和体内生物学活性，证明了DAC可以将PROTAC有效载荷运送到特定的肿瘤或感兴趣的细胞的潜力。毫无疑问，这些有希望的初步结果，将为未来DAC的发展和应用奠定了良好的基础。

参考文献

1.Degrader-antibody conjugates.

2.Antibody Conjugation of a Chimeric BET Degrader Enables in vivo Activity.

3.PROTAC targeted protein degraders: the past is prologue.

* 推文用于传递知识，如有版权等疑问，请于本文刊发30日内联系BiG生物创新社。

打赏