综述:抗体-寡核苷酸偶联物的药物研发进展
【字体:
大
中
小
】
时间:2025年09月28日
来源:European Journal of Pharmaceutical Sciences 4.7
编辑推荐:
本综述系统阐述了抗体-寡核苷酸偶联物(AOC)这一新兴治疗模式的最新进展。文章深入探讨了AOC的作用机制(如靶向递送和RNA干扰(RNAi))、核心结构(包括抗体类型、寡核苷酸(ASO/siRNA/PMO)及连接子技术),并详细分析了其生产工艺挑战与质量控制策略(如OAR均一性)。同时,综述也指出了当前AOC在免疫原性、治疗窗和耐药性等方面面临的挑战,并对其在精准医疗中的未来应用前景进行了展望。
增强药物特异性、安全性和有效性同时最小化毒性,是新型治疗药物研发的核心目标。抗体-寡核苷酸偶联物(AOC)是一类由抗体、连接子和寡核苷酸组成的新型治疗药物。AOC结合了抗体的抗原特异性结合能力和寡核苷酸的基因调控功能,从而在一系列疾病中实现靶向且高效的治疗干预。
AOC通过其抗体组分精确识别细胞表面抗原(如转铁蛋白受体1(TfR1)),该高亲和力结合事件是细胞内在化的起始信号,主要通过受体依赖性内吞作用介导。AOC-抗原复合物内化后形成内体,并经历成熟过程,其腔内环境逐步酸化。这种内在的理化特性(如pH梯度和酶活性)会触发连接子的切割,从而将寡核苷酸从抗体上释放出来。随后,游离的寡核苷酸必须穿越内体膜进入细胞质,这一步常被称为内体逃逸,对治疗成功至关重要。一旦释放到细胞质中,寡核苷酸便与其分子靶点结合以调控基因表达,最终转化为表型变化。
与传统抗体-药物偶联物(ADC)递送作用于特定细胞内分子靶点的细胞毒性载荷不同,AOC中的寡核苷酸载荷作用于上游信号分子(如内源性mRNA),通过碱基配对互补特异性沉默靶标mRNA,从而减少致病蛋白的产生。
抗体组分是AOC的导航系统。用于AOC的抗体应具备以下特征:对抗原具有高特异性和亲和力、高效快速的内化能力以及良好的药代动力学特性。低免疫原性的单克隆抗体(mAb)是理想的递送载体。目前主要使用的抗体类型包括全长单克隆抗体(如IgG)、抗体片段(如Fab或scFv)以及VHH抗体(纳米抗体)。
寡核苷酸包括短的、低分子量的RNA或DNA分子及其合成类似物(异种核酸)。它们是AOC发挥药理作用的关键部分,主要包括反义寡核苷酸(ASO)、小干扰RNA(siRNA)和磷酰二胺吗啉代寡聚物(PMO)。为了克服其在生理环境中的不稳定性等问题,通常需要对寡核苷酸骨架、糖基部分和核碱基进行化学修饰。
连接子在AOC的抗体和治疗性寡核苷酸之间建立了高效且可控的化学桥梁,显著影响AOC的关键参数,如寡核苷酸-抗体比率(OAR)、治疗指数、药代动力学/药效学(PK/PD)和整体稳定性。连接子大致可分为可切割和不可切割两类。常见的偶联策略包括直接偶联(如通过半胱氨酸或赖氨酸残基)、点击化学、亲和偶联(如利用生物素-亲和素系统)以及离子相互作用偶联。
AOC的制造通常涉及裸抗体、连接子、寡核苷酸、AOC原液和AOC制剂的生产。整个过程基于质量源于设计(QbD)和风险评估等原则进行设计和开发。制造材料、细胞基质、耗材和容器的质量都需要在稳健且标准化的质量管理体系内进行控制。生产工艺包括单克隆抗体生产、连接子合成、寡核苷酸合成、带有连接子的寡核苷酸制备、AOC原液制备(偶联反应和纯化)以及AOC制剂生产。
鉴于AOC治疗药物独特的分子结构和作用机制,在制定质量标准时应考虑AOC整体分子(原液和制剂)及其关键组分(裸抗体和寡核苷酸)。AOC表现出复杂的结构、高度的异质性和多种产品和工艺相关杂质。关键的质控属性包括寡核苷酸-抗体比率(OAR)、偶联位点分布、未偶联mAb、生物活性、游离寡核苷酸、AOC和蛋白浓度、产品相关杂质和工艺相关杂质等。需要开发适当的技术和分析方法进行全面表征。对于成品AOC制剂,还需控制外观、pH、渗透压摩尔浓度、可见异物、不溶性微粒、装量、辅料含量等常规指标。
免疫原性是指药物引发免疫反应的潜力。AOC中的抗体和寡核苷酸都可能被免疫系统识别为外来物质。非人源化或不完全人源化的抗体风险尤其显著。寡核苷酸可能通过模式识别受体(如Toll样受体(TLRs))激活先天免疫系统,引发炎症反应。连接子的选择也在调节免疫原性方面起着关键作用。
治疗窗定义为最低有效浓度和最低毒性浓度之间的剂量范围。AOC的开发面临多方面的挑战,包括(1)抗体与健康组织的交叉反应性或寡核苷酸介导的非特异性基因沉默引起的脱靶效应;(2)靶细胞内载荷释放效率低,需要增加剂量从而导致毒性增加。
AOC由大分子抗体和小分子寡核苷酸组成,因此其药代动力学特性受两者影响。关键考量包括:(1)抗体和寡核苷酸在药代动力学上的差异影响AOC的体内分布、代谢和清除;(2)组织分布的差异;(3)对连接子稳定性的双重需求。
对AOC的耐药性可能源于多种机制,包括抗原逃逸、溶酶体降解增强、寡核苷酸稳定性不足以及适应性免疫 evasion。应对这些耐药机制的策略包括抗体工程和多靶点方法、改进连接子和寡核苷酸修饰等。
自21世纪初ADC技术出现以来,AOC的概念逐步演变。AOC结合了抗体的靶向特异性和寡核苷酸的基因调控功能。进入2020年代,AOC治疗药物已进入临床试验阶段并在临床实践中证明了其可行性。展望未来,优化和创新预计将在多个维度展开,包括增强靶向策略(如双特异性抗体和多表位设计)、智能递送系统(如穿透血脑屏障的AOC)、标准化生产方法(如采用AI驱动的连续流生产和模块化偶联平台)以及技术优化(如改进连接子稳定性和免疫原性控制)和临床验证。AOC在精准医学中的独特优势为下一代治疗药物铺平了道路。随着临床数据的积累和监管框架的成熟,AOC有望成为继ADC之后的核心技术平台,并有可能从根本上重塑肿瘤学和慢性病的治疗格局。
生物通微信公众号
生物通新浪微博
今日动态 |
人才市场 |
新技术专栏 |
中国科学人 |
云展台 |
BioHot |
云讲堂直播 |
会展中心 |
特价专栏 |
技术快讯 |
免费试用
版权所有 生物通
Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved
联系信箱:
粤ICP备09063491号