定点偶联技术在抗体偶联药物（ADC）中的应用介绍

抗体药物偶联物（Antibody-Drug Conjugates, ADC）已成为一类极具潜力的抗肿瘤治疗药物，目前已有十几种ADC药物获批用于治疗多种癌症。传统的ADC依赖于将细胞毒素偶联至抗体的赖氨酸残基或链间二硫键，存在异质性高和稳定性差的问题，限制了其疗效和安全性。为了解决这些问题，研究人员开发了定点偶联技术，将细胞毒素精确偶联至抗体的特定位置，如工程化半胱氨酸、谷氨酰胺、非天然氨基酸、短肽标签和糖链等。这些方法显著提高了ADC的均一性、稳定性和药代动力学特性。

基于工程化氨基酸的定点偶联

半胱氨酸定点偶联（THIOMAB技术）

THIOMAB技术是首个利用工程化半胱氨酸残基实现定点偶联的方法。通过在抗体重链（HC）或轻链（LC）的特定位点引入未配对的半胱氨酸，利用硫醇-马来酰亚胺化学反应实现细胞毒素的精确偶联。该方法生成的ADC具有近乎均一的药物-抗体比（DAR），并显著提高了治疗指数。多个基于THIOMAB技术的ADC已进入临床试验，然而，并非所有半胱氨酸工程化ADC都取得了临床成功。

硫醇桥联偶联

硫醇桥联技术利用双功能连接子捕获两个游离的半胱氨酸硫醇基团，生成DAR4的ADC，显著降低了异质性例。

谷氨酰胺定点偶联

谷氨酰胺残基可通过微生物转谷氨酰胺酶（MTGase）进行酶促修饰，实现定点偶联。该方法将含胺的细胞毒素或间隔子偶联至去糖基化抗体的HC-Q295位点，无需使用还原剂或氧化剂。

基于非天然氨基酸的定点偶联

通过在抗体中引入非天然氨基酸（如对乙酰苯丙氨酸pAF、对叠氮甲基-L-苯丙氨酸pAMF和叠氮赖氨酸），可实现细胞毒素的精确和定量偶联。该方法生成的ADC具有均一的DAR、高效性和良好的稳定性，但也面临抗体表达困难和潜在免疫原性等挑战。

基于糖工程的定点偶联

糖工程技术利用抗体CH2结构域中的N297糖链进行定点偶联。目前已开发了多种方法将细胞毒素偶联至糖链的不同单糖上，包括岩藻糖、半乳糖、N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）、N-乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc）和唾液酸（SA）。

岩藻糖偶联

Okeley等人报道了利用6-硫代岩藻糖（一种岩藻糖类似物）进行代谢标记，随后通过马来酰亚胺化学反应实现偶联，生成DAR为1.3的ADC。该方法生成的ADC具有良好的血浆稳定性和显著的抗肿瘤活性。

半乳糖偶联

半乳糖或其类似物可通过半乳糖基转移酶引入抗体。Synaffix的GlycoConnect技术利用内切糖苷酶和糖基转移酶将天然糖链转化为均一的叠氮标记三糖，随后通过无金属点击化学反应实现偶联。该技术已应用于多个临床阶段的ADC。

唾液酸偶联

唾液酸（SA）可通过酶促转移至抗体，随后通过高碘酸氧化与含氨氧基的细胞毒素偶联。另一种方法是通过无铜点击化学反应将C9-叠氮化SA转移至抗体，并与含细胞毒素的DBCO偶联。

糖工程技术的优势在于无需改变氨基酸序列即可实现糖链偶联，但需要特殊的试剂和酶。

基于短肽标签的定点偶联

短肽标签（通常为4-6个氨基酸）可通过酶促反应实现定点偶联。

谷氨酰胺标签偶联

Strop等人开发了谷氨酰胺标签（如LLQG），利用MTGase实现细胞毒素的定点偶联。该方法生成的ADC具有均一的DAR2，并表现出强效的抗肿瘤活性。

转肽酶介导的偶联

转肽酶可催化转肽反应，实现定点偶联。

结论

定点偶联技术，包括工程化氨基酸、非天然氨基酸、糖工程和短肽标签，显著推动了ADC的发展，生成了均一性高、治疗指数优异的ADC。这些新一代偶联技术确保了批次间的一致性，并为肿瘤治疗领域带来了更多突破。未来的研究将进一步优化这些技术，推动ADC药物的进一步发展。