近年來,多肽作為后基因時(shí)代的熱點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于藥物開發(fā)中。多肽可對(duì)靶點(diǎn)表現(xiàn)出精湛的親和力與特異性,同時(shí)可轉(zhuǎn)化為高效藥物,使副作用顯著降低??茖W(xué)家們積極開發(fā)多肽偶聯(lián)藥物(PDC),彌補(bǔ)傳統(tǒng)小分子化學(xué)藥的缺陷,實(shí)現(xiàn)藥物的精準(zhǔn)投遞,以較低的劑量、更高的效率治療腫瘤。
截止目前,全球范圍內(nèi)已有兩款PDC產(chǎn)品獲批,另有多款PDC產(chǎn)品已進(jìn)入臨床階段。這一領(lǐng)域已吸引很多生物醫(yī)藥公司的關(guān)注,其中既包括諾華(Novartis)、阿斯利康(AstraZeneca)、羅氏(Roche)等在內(nèi)的大型醫(yī)藥公司,也有多家中國公司,他們都在進(jìn)行PDC產(chǎn)品的開發(fā)。為何PDC能從眾多藥物形式中脫穎而出、備受業(yè)內(nèi)青睞?
PDC簡介
PDC(Peptide Drug Conjugate) ,是一種新型的偶聯(lián)藥物,其結(jié)構(gòu)主要包含3個(gè)元素--細(xì)胞毒素,Linker以及靶向多肽,通過一個(gè)可分解的Linker將特定的多肽序列與細(xì)胞毒素共價(jià)結(jié)合。它將細(xì)胞毒素以提高局部濃度的形式靶向遞送至患病組織,減輕非疾病組織中的**效應(yīng),從而減輕不良反應(yīng),達(dá)到增效減毒的科學(xué)目的。
PDC藥物作用機(jī)制(來源:參考1)
PDC產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
PDC整合了多肽的優(yōu)勢(shì),具有較小的分子量,可生物降解同時(shí)不會(huì)引起免疫原性反應(yīng)。PDC可通過修飾肽鏈的氨基酸序列改變共軛疏水性和電離性質(zhì),解決水溶性差、代謝不及時(shí)等問題,同時(shí)促進(jìn)細(xì)胞通透性,避開了小分子藥物由于理化性質(zhì)欠佳在臨床開發(fā)中的磨損率較高這一難關(guān)。此外,低分子量的PDC更容易通過HPLC技術(shù)得到純化,這在藥代動(dòng)力學(xué)中亦至關(guān)重要。PDC很大程度上提供了一個(gè)更靈活的藥代動(dòng)力學(xué)優(yōu)化平臺(tái)。與抗體偶聯(lián)藥物(Antibody Drug Conjugate,ADC)相比,其分子量更小,不易引起自身免疫反應(yīng);與抗體生產(chǎn)的復(fù)雜工藝過程相比,PDC更易合成與純化,有效降低大規(guī)模生產(chǎn)的成本。
PDC產(chǎn)品三要素
PDC是一類靶向治療藥物,其結(jié)構(gòu)與抗體偶聯(lián)藥物(ADC)類似,但在設(shè)計(jì)上有所不同。PDC由歸屬肽(Homing Peptide,即細(xì)胞靶向多肽)、連接子、有效載荷三部分組成,這三個(gè)部分協(xié)同將細(xì)胞**藥物通過特定受體遞送至腫瘤細(xì)胞。
PDC結(jié)構(gòu)示意圖(來源:參考2)
(1)細(xì)胞毒素
細(xì)胞毒素被當(dāng)作"有毒彈頭"應(yīng)用在PDC中,未加修飾的原始細(xì)胞毒素如不與靶向肽結(jié)合,其將癌細(xì)胞與正常細(xì)胞區(qū)分開的能力較差,**不受控制的缺點(diǎn)暴露無遺。細(xì)胞毒素通過合適的載體有效地交付給腫瘤組織去對(duì)抗其高疏水性,從而增強(qiáng)細(xì)胞毒素的藥代動(dòng)力學(xué)和治療窗口。
(2)Linker
Linker的選擇是PDC設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素之一。根據(jù)其長度、穩(wěn)定性、釋放機(jī)理、官能團(tuán)、親/疏水性等特征,PDC中使用的Linker存在多種不同類型。
(3)多肽
在PDC藥物中,多肽最主要的功能是實(shí)現(xiàn)靶向定位。多肽與抗體的組成和連接方式均相同,都是由氨基酸通過肽鍵連接而成,不同的是,多肽相較于抗體,分子量更低,通常不具備蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)。多肽普遍存在于生物體內(nèi),其廣泛參與和調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)各系統(tǒng)、器官、組織和細(xì)胞的功能活動(dòng),在生命活動(dòng)中發(fā)揮重要作用。因此也成為PDC藥物"另辟新徑"的基礎(chǔ)。
重要的是,多肽相較于抗體更大的優(yōu)勢(shì)是生產(chǎn)成本和技術(shù)積累。特別是多肽作為治療性藥物也有長期的實(shí)踐應(yīng)用,因此,國內(nèi)企業(yè)在考慮創(chuàng)新轉(zhuǎn)型時(shí),更多的也具備多肽的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備,特別是固相合成、酶催化合成等多肽合成手段的應(yīng)用。
PDC已獲批產(chǎn)品
諾華--177Lu-dotatate(商品名Lutathera)
2018年初,F(xiàn)DA批準(zhǔn)諾華公司生產(chǎn)的創(chuàng)新性抗癌藥 Lutathera(镥氧奧曲肽)上市,用于治療成人生長抑素受體陽性的胃腸胰 腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤。
Lutathera是一種Lu-177標(biāo)記的生長抑素類似物,屬于肽受體**核素療法(PRRT)。該藥物的機(jī)理是:通過與一種稱為生長激素抑制素受體的細(xì)胞結(jié)合而起作用,該生長抑素受體可能存在于某些腫瘤上。在與受體結(jié)合之后,藥物進(jìn)入細(xì)胞,釋放輻射來損傷腫瘤細(xì)胞。
除了用作治療的藥物之外,攜帶**核素的PDC還被成功開發(fā)為一類疾病診斷工具。
Oncopeptides公司--Pepaxto(melphalan flufenamide,也被稱為melflufen)
2月26日,生物醫(yī)藥公司Oncopeptides宣布,F(xiàn)DA加速批準(zhǔn)了其PDC藥物Pepaxto(melphalan flufenamide,也被稱為melflufen)上市,用于聯(lián)合地塞米松治療接受過至少四種治療前期方法,且至少對(duì)一種蛋白酶體抑制劑、一種免疫調(diào)節(jié)劑和一種靶向CD38的單克隆抗體耐藥的復(fù)發(fā)/難治性多發(fā)性骨髓瘤(R/R MM)成人患者。公開資料顯示,Pepaxto采用創(chuàng)新技術(shù)將多肽與細(xì)胞**藥物連接,產(chǎn)生親脂性化合物并分布在細(xì)胞中,通過靶向MM細(xì)胞中過度表達(dá)的氨肽酶,進(jìn)而將細(xì)胞**藥物帶入MM細(xì)胞中釋放。
近期,另一家名為Theratechnologies的生物醫(yī)藥公司也公布了其研發(fā)管線中兩款PDC的研究進(jìn)展。其中,TH1902是以多西他賽為有效載荷的PDC,擬開發(fā)用以治療三陰性乳腺癌和卵巢癌。另一款TH1904則以多柔比星為有效載荷,擬開發(fā)治療卵巢癌。這兩款PDC均是以神經(jīng)降壓素受體3(SORT1,也稱為NTSR3)為靶點(diǎn)。
SORT1,也稱神經(jīng)降壓素受體3,是一種膜結(jié)合受體,屬于V P S10P受體家族。SORT1在向細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸和分選各種配體(包括神經(jīng)降壓素、顆粒蛋白前體和載脂蛋白 E)方面發(fā)揮著不同的作用。另一方面,在許多類型的人類癌癥中也觀察到 SORT1 的上調(diào),如乳腺癌、卵巢癌、胰 腺癌和黑色素瘤以及垂體腺瘤。
在藥物的結(jié)構(gòu)形式上,TH1902應(yīng)該算是常規(guī)的偶聯(lián)藥物形式。目前,TH1902已經(jīng)進(jìn)入臨床Ⅰ期研究,計(jì)劃Q4發(fā)布早期的安全性和有效性數(shù)據(jù)。2021年初,F(xiàn)DA也曾授予TH1902單藥治療標(biāo)準(zhǔn)療法難治的分揀蛋白(sortilin)陽性復(fù)發(fā)性晚期實(shí)體瘤的快速通道認(rèn)證。
另一款TH1904則以多柔比星為有效載荷,擬開發(fā)治療卵巢癌。根據(jù)Theratechnologies公司官方資料,與傳統(tǒng)化療相比,TH1902和TH1904可將抗癌活性成分選擇性遞送至癌細(xì)胞中的SORT1上,抗癌活性成分迅速被癌細(xì)胞內(nèi)化從而釋放。臨床前研究表明:與單獨(dú)使用多西他賽相比,結(jié)合了靶向SORT1受體的多肽、連接子和多西他賽的TH1902具有更好的抗轉(zhuǎn)移活性,且耐受性更佳。
與小分子和生物制品相比,盡管PDC在臨床試驗(yàn)中取得的進(jìn)展仍較少,但其多功能性以及許多優(yōu)勢(shì)意味著PDC是一個(gè)發(fā)展前景廣闊的研究領(lǐng)域。而中國正在經(jīng)歷生物類似藥、PD-1/L1、ADC藥物扎堆的時(shí)代,PDC藥物或許將是中國偶聯(lián)藥物開發(fā)企業(yè)另辟蹊徑所在。
參考來源:
1. Paul Hoppenz,Sylvia Els-Heindl and Annette G.Beck-Sickinger. Peptide-Drug Conjugates and Their Targets in Advanced Cancer Therapies. Fronters in Chemistry. 2020, 8, 571.
2. Bethany M Cooper,et al(2021). Peptides as a platform for targeted therapeutics for cancer: peptide-drug conjugates (PDCs). Chem Soc Rev ,DOI:10.1039/D0CS00556H.
3.Bethany M Cooper,et al. Peptides as a platform for targeted therapeutics for cancer: peptide-drug conjugates (PDCs). Chem Soc Rev, 2021, 50, 1480-1494.
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