SPARC：用于可编程药物组合的多载荷抗体药物偶联物架构

　　本研究针对肿瘤治疗中联合用药因毒性叠加和药代动力学差异导致的临床转化难题，开发了名为SPARC（协同载荷抗体比率偶联物）的新型多载荷ADC技术平台。该平台基于T1000 linker构建多T1000载荷（MTP）模块，通过正交点击化学实现2-6种载荷的可编程组装，总DAR高达30。研究表明SPARC能实现载荷的同步递送和可控释放，在保持抗体结合能力的同时，显著提高靶向治疗的特异性（如TOP1与DDR抑制剂组合），降低血液学毒性，为精准联合疗法提供了变革性解决方案。

　　

在肿瘤治疗领域，联合用药已成为克服耐药性和提高疾病控制率的基石策略。然而，不同药物在体内的独立药代动力学特征、肿瘤组织渗透差异以及叠加毒性等问题，严重制约了协同药物组合的临床转化。特别是拓扑异构酶I（TOP1）抑制剂与DNA损伤修复（DDR）通路抑制剂（如PARP、ATR、CHK1/2抑制剂）虽在体外展现显著协同效应，但其临床开发常因血液学毒性等剂量限制性毒性而受阻。抗体药物偶联物（ADC）技术通过抗体介导的靶向递送，虽能改善单一化疗药物的治疗窗口，但现有ADC大多仅携带一种有效载荷，难以应对肿瘤异质性和耐药机制。尽管双载荷ADC已有探索，但其设计多受限于固定载荷比例（如1:1或1:2）、较低的药物抗体比率（DAR）以及复杂的抗体工程和连接子化学。

针对上述挑战，来自华奥 therapeutics的研究团队在《Biochimie》上发表了题为“SPARC: A Multipayload ADC Architecture for Programmable Drug Combinations”的研究论文，报道了一种名为协同载荷抗体比率偶联物（SPARC）的新型多载荷ADC平台。该平台旨在实现协同药物组合的可编程、靶向共递送，从而在提高疗效的同时降低系统性毒性。

研究团队运用了几项关键技术方法：首先，基于临床阶段T1000-ADC连接子化学，设计并合成了多T1000载荷（MTP）模块。MTP模块通过铜催化的叠氮-炔环加成反应（CuAAC）将两个或多个可点击修饰的T1000单载荷单元正交连接而成。其次，通过直接偶联MTP至天然抗体的半胱氨酸残基，或采用组合序贯偶联策略将不同MTP模块定点偶联至工程化THIOMAB抗体（一种含有工程化半胱氨酸的抗体形式）的不同半胱氨酸位点，实现了SPARC的可编程组装。研究涉及的体外和体内药效、毒性评价均使用了相应的肿瘤细胞系（如COLO205, H2170, CWR22Rv1等）和荷瘤小鼠模型（如免疫缺陷小鼠移植瘤模型），并利用高效液相色谱-质谱联用（LC-MS）、尺寸排阻色谱（SEC-HPLC）、表面等离子共振（SPR）等技术对SPARC的理化性质、稳定性及靶标结合能力进行了系统表征。

组合协同性与T1000-ADC递送载荷的毒性

研究人员首先评估了由T1000-ADC递送的exatecan（TOP1抑制剂）和rucaparib（PARP1/2抑制剂）的组合协同效应与毒性。体内外实验证实，这两种载荷在达到肿瘤内有效浓度（10-100 nM）时表现出显著的协同抗肿瘤活性。然而，在大鼠模型中，T-exatecan与游离rucaparib或TROP2-rucaparib ADC联用，导致了剂量依赖性的体重下降和显著的骨髓抑制（如网织红细胞和中性粒细胞减少），表明联合用药存在叠加毒性。

双载荷连接子设计与合成

为了降低多载荷ADC的脱靶毒性，研究团队对T1000连接子进行了结构优化，设计了双载荷结构（DT和DM）。通过在VA连接位点正交引入第二个连接子-载荷结构以增加空间位阻，并比较了不同亲水侧链（如聚乙二醇PEG或多聚肌氨酸pSAR）及其修饰位置对载荷释放的影响。最终确定具有两个pSAR₁₀或pSAR₁₂侧链的DT结构（如3-1和3-3）在保持均一性和低聚集度的同时，能实现更优的溶酶体与血清中载荷释放区分度。

SPARC的可编程组装与DAR比率调控

研究团队将优化的双载荷架构扩展至多T1000载荷（MTP），构建了可称为SPARC的高阶偶联物。通过一步法将MTP3（含三种载荷）偶联至天然抗体，可获得总DAR为24（完全二硫键还原）或12（部分还原）的SPARC3。利用THIOMAB技术进行两步组合偶联，则可实现载荷数目达4-6个、总DAR高达30、且载荷比率可调（如1:1至1:10）的SPARC（如SPARC6）。质谱和色谱分析证实了SPARC的结构均一性、高纯度（单体比例>97%）以及保留完好的抗体靶标结合能力。

SPARC的体外细胞毒性

体外细胞毒性实验表明，靶向HER2或B7H3等不同靶点的SPARC2（双载荷）和SPARC3（三载荷）相较于相应的单载荷ADC，在多种肿瘤细胞系中表现出更高的最大效应（E_max）和更低的半数抑制浓度（IC₅₀），即协同增效作用。这种协同效应具有载荷比率依赖性，例如，在HER2高表达的H2170细胞中，exatecan与rucaparib比率从1:1调整至1:10时，IC₅₀的改善程度随之增加。

SPARC的体内药效

在多种人源肿瘤异种移植（PDX）模型中，SPARC2（如S1，靶向HER2的exatecan-rucaparib SPARC）在较低剂量下即展现出与高剂量游离药物组合或双ADC组合相当的抑瘤效果，甚至更优。载荷比率优化的SPARC2系列（如靶向PSMA的S4-S8）在体内也表现出比率依赖的抗肿瘤活性，其中特定比率（如1:8）的SPARC效果最佳。此外，包含免疫刺激载荷（如TLR7激动剂）的SPARC在免疫健全小鼠模型中能诱导更强的抗肿瘤免疫反应，如增加NK细胞浸润和PD-L1表达，并与免疫检查点抑制剂联用产生生存获益。

SPARC的药理与毒理特性

药代动力学研究揭示，SPARC能实现载荷在肿瘤部位的同步、持久释放，且系统循环中的载荷暴露量低于相应单载荷ADC，这为其降低脱靶毒性提供了机制解释。在食蟹猴中，SPARC2和SPARC3的最高非严重毒性剂量（HNSTD）与T-exatecan ADC相当（30 mg/kg），主要毒性反应相似，但SPARC的清除速率稍快，可能进一步减少了系统性暴露。体外实验利用测得的肿瘤内和血浆中载荷浓度进行联合效应评估，证实SPARC能在肿瘤细胞中产生高协同效应，而在正常CD34⁺骨髓细胞中毒性较低，体现了其良好的治疗区分度。

该研究成功开发了SPARC这一新型多载荷ADC平台，解决了传统联合疗法和现有ADC技术在协同药物靶向递送方面的局限性。SPARC的核心优势在于其可编程性，能够灵活组装不同种类、数量和比率的载荷，实现药代动力学同步的协同药物递送。通过增强的连接子空间位阻，SPARC有效降低了系统性载荷释放和由此引发的叠加毒性，同时在靶细胞内凭借载荷的富集和协同相互作用实现了更高的疗效。研究表明，SPARC不仅适用于化疗药物与靶向药物的组合（如TOP1与DDR抑制剂），也适用于免疫调节剂的组合，为克服肿瘤异质性和耐药性提供了强有力的工具。由于SPARC基于已进入临床试验的T1000-ADC平台构建，其临床转化路径相对清晰。总之，SPARC代表了一种从“靶点/载荷中心”向“疾病中心”转变的ADC研发新范式，有望通过精准设计的药物共递送，为肿瘤学及其他疾病领域带来新一代的精准联合疗法。