含有不可切割的硫醚连接子的ADC具有独特的优势:在血清中高度稳定,只有在内化和溶酶体降解后才显示出抗肿瘤活性,并且对高表达和均一表达靶标抗原的肿瘤具有最大的抗肿瘤效果。然而,这些ADC不会导致旁观者的杀伤,因为只有内化ADC的肿瘤细胞才会被杀死,而对周围的抗原阴性细胞几乎没有影响。
可切割接头包括化学不稳定的(二硫化物和pH依赖的)和酶不稳定的(基于多肽的)接头。通常认为,这些连接子只有在被靶细胞内化后才被切割,随后溶酶体降解释放游离药物。带有这些接头的ADC和药物不仅可以杀死抗原阳性的靶细胞,而且可以杀死周围的抗原阴性细胞。因此,这些ADC对于治疗具有异质性抗原表达的肿瘤是有用的。然而,越来越多的证据表明,ADC的内化可能不是促进这些特定类型的ADC杀伤肿瘤细胞的关键。
酸不稳定或依赖于pH的连接子被设计成在血液中的中性的pH下稳定,但在酸性环境中(pH<5)被水解。虽然酸性溶酶体中不稳定连接子的降解是药物释放的主要降解途径,但研究表明这也可能发生在细胞外。例如,在临床前淋巴瘤模型中,用由酸不稳定的4-(4-乙酰基-苯氧基)-丁酸(AcBut)接头和DNA微小沟槽结合药物Calicheamicin组成的ADC靶向内化不良的抗原CD20是有效的,而用酸稳定的接头(Amide)则没有抗肿瘤作用。这些结果表明,具有酸不稳定连接体的ADC可能不需要内化来达到治疗效果。由于糖酵解和乳酸生成的增强,肿瘤微环境比正常组织酸性得多,可能足以使连接子在细胞外被切割。
二硫键在药物和接头的硫化物基团之间使用直接共价键。N-琥珀酰亚胺基-4-(2-吡啶基二硫代)戊酸酯(SPP)已被用于ADC。有研究表明,这些基于可切割接头的ADC的内化可能不是它们抗肿瘤活性的关键。例如,在异种移植模型中,通过可切割的SPP连接子将微管结合的美坦辛(DM1)与针对低内化抗原(CD20、CD21)的抗体偶联是有效的,并且比使用不可切割的硫醚连接子SMCC与相同抗体/药物连接的ADC有效的多。
最近的“无连接子”技术在药物和抗体之间使用了直接的、不受阻碍的二硫键。得到的药物结合物不需要靶细胞内化,因为药物是在肿瘤微环境中二硫键还原或水解时释放的。例如一种靶向细胞外肿瘤血管生成标记物--纤维连接蛋白的胞外域的F8抗体,与DM1连接的临床前肿瘤模型中,在较低剂量下便会导致肿瘤的持久消退。这些ADC的作用机制依赖于一个还原的肿瘤微环境,使二硫键的断裂独立于ADC的内化。而且死亡的肿瘤细胞释放硫醇可能会产生自我放大效应,从而进一步增加药物结合物的二硫键的降解。
VC二肽接头优先被溶酶体蛋白酶,组织蛋白酶B切割,在人和小鼠血浆中比pH依赖性腙接头更稳定,因此小鼠毒性也更低。VC接头通常用于将微管蛋白结合药物MMAE和MMAF偶联至抗体上。虽然结构相似,但MMAE可以很容易地通过被动扩散进入细胞,而MMAF含有带电的羧酸末端,这限制了其被动扩散到周围细胞的能力。参与这些特定连接子/药物组合的细胞内处理的典型途径首先涉及ADC的内化,运输到溶酶体,在溶酶体中连接子被包括组织蛋白酶B在内的蛋白酶降解,导致高度有效的游离药物的释放。然后药物与微管蛋白结合,破坏微管组装,诱导细胞周期停滞,最终细胞死亡。
尽管基于VC-MMAE的ADC的内化提供了它们发挥抗肿瘤活性的一种方式,但研究表明,这些ADC的抗肿瘤作用也可能不需要ADC内化。例如,用含有VC-MMAF的ADC靶向内化能力很差的抗原CD21在临床前淋巴瘤模型没有杀伤效果,而同一抗体与vc-MMAE的偶联则显示出很强的抗肿瘤活性,这表明,不依赖通过抗原结合直接内化的机制也正在发挥着作用。
小编总结
通过利用肿瘤靶向抗体的特异性和先进接头/药物组合的稳定性和高效性,ADC正在为癌症治疗领域带来革命性的变化。虽然目前已经确定ADC的内化和细胞内处理提供了ADC发挥药效的作用机制,但近年来越来越明显证据表明,这并不是ADC作用的唯一机制,其他独立于细胞表面抗原内化的处理机制也可以让ADC发挥药效。
根据连接子类型和药物组合的不同,非内化ADC可能通过利用许多肿瘤微环境固有的病理特征而具有额外的优势,如缺氧、坏死、过量还原物质、酸性、丰富的细胞外活性蛋白酶和富含蛋白酶的肿瘤浸润性髓系细胞。除了利用抗体对肿瘤抗原特异性,也许通过有条件地激活ADC的其他肿瘤微环境特性,可以增强ADC的肿瘤选择性以及发挥更大的药效。
参考文献
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随着科技的飞速发展,传统中医药行业正站在一个新的历史起点上。近年来,国家层面对中医药的传承与创新发展给予了高度重视,相继出台了一系列政策,旨在通过科技创新推动中医药现代化转型,智能化、自动化已成为当下制药行业的主要发展趋势。作为与中药制剂非常紧密相关的生产设备,其数字化与智能化升级也迫在眉睫,本文基于北京翰林航宇科技发展股份公司(以下简称“翰林航宇”)近年来开展的智能化工程,阐述了对中药制剂设备的数字化升级改造的探索与思考。
作者:张士威、张磊、池明芳
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