PDC:偶联药物的下一站荣光?
时间:2021-08-20 10:32:44 热度:37.1℃ 作者:网络
作者 | 树叶
在技术进度、商业价值的催化下,偶联药物的类型和概念在不断拓展,多肽偶联药物(PDC)、核素偶联药物(RDC)、小分子偶联药物(SMDC)、抗体免疫刺激偶联药物(ISAC)等概念层出不穷。不过,新技术形态的偶联药物在开发进度上更多处于早期阶段,临床疗效的突破性目前与ADC药物也不可同日而语。
在ADC之外的偶联药物中,谁能成为下一站“荣光”尚未明朗,不过PDC由于上市和处于临床开发阶段的产品相对较多,或许概率更高。
PDC的定义
PDC,Peptide Drug Conjugate,顾名思义就是通过多肽分子作为靶向的一类药物偶联形式。如果不过度细分,PDC与SMDC(小分子偶联药物)也存在交织,上市的几款RDC(核素偶联药物)药物也有采用多肽作为靶向定位,(177镥)镥氧奥曲肽(Lutathera)甚至也可以称作多肽偶联药物的代表。
参考文献[1]
RDC最大的优势是不要求靶标必须内吞,只要能够定位至肿瘤细胞便可以实现成像或放射治疗。不过,核素赛道的进入壁垒较高,也一定程度上限制了更多玩家的进入。SMDC最大的劣势或是针对特定靶标不容易筛选能够实现内吞的小分子,因此在研药物也较少。
注:不含Pepaxto;放射性疗法未公布结构的未列入
整体而言,各种概念偶联药物的结构组成并无二致,通常都是由三部分组成。PDC药物也是如此,包括多肽、Linker和载荷。
参考文献2
1. 多肽
在PDC药物中,多肽最主要的功能也是实现靶向定位。多肽与抗体的组成和连接方式均相同,都是由氨基酸通过肽键连接而成,不同的是,多肽相较于抗体,分子量更低,通常不具备蛋白质三级结构。多肽普遍存在于生物体内,其广泛参与和调节机体内各系统、器官、组织和细胞的功能活动,在生命活动中发挥重要作用。因此也成为PDC药物“另辟新径”的基础。
重要的是,多肽相较于抗体更大的优势是生产成本和技术积累。特别是多肽作为治疗性药物也有长期的实践应用,因此,国内企业在考虑创新转型时,更多的也具备多肽的生产技术和设备,特别是固相合成、酶催化合成等多肽合成手段的应用。
2.Linker
PDC药物的Linker与ADC并无本质不同。多数情况下, Linker的类型和片段也是相通的。在此,不在过多赘述。
参考文献2
3. 药物载荷
PDC药物载荷也涉及多种类型。核素、MMAE(BT5528/ BT8009)、多西他赛(TH1902)、DNA拓扑异构酶抑制剂(SN-38,CBX-12)以及PARP抑制剂等都已经作为PDC药物的有效载荷,出现在临床或临床前PDC药物中。
PDC代表性药物
诺华开发的几款携带放射性核素的偶联药物,也算是PDC药物的一类代表。在此,我们着重介绍另外两款特征鲜明的PDC药物,相较于传统ADC药物作用机制衍生出的偶联药物,可谓“另辟新径”。
1. TH1902
SORT1,也称神经降压素受体3,是一种膜结合受体,属于VPS10P受体家族。SORT1在向细胞内运输和分选各种配体(包括神经降压素、颗粒蛋白前体和载脂蛋白 E)方面发挥着不同的作用。另一方面,在许多类型的人类癌症中也观察到 SORT1 的上调,如乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌和黑色素瘤以及垂体腺瘤。特别是,SORT1 在59%的TNBC中表达,也能够使其成为TNBC的治疗靶标。
Thera technologies针对SORT1受体开发了PDC药物TH1902。在药物的结构形式上,TH1902应该算是常规的偶联药物形式。目前,TH1902已经进入临床Ⅰ期研究,计划Q4发布早期的安全性和有效性数据。2021年初,FDA也曾授予TH1902单药治疗标准疗法难治的分拣蛋白(sortilin)阳性复发性晚期实体瘤的快速通道认证。
TH1902中的多肽分子实现靶向在多种癌症中表达的SORT1 蛋白,可裂解的Linker将多肽和毒性载荷多西他赛链接。
从作用机制而言,TH1902将“锁钥理论”应用到偶联药物中,竞争性结合靶标SORT1。
PDC药物与ADC药物另一个相似之处,多是实现有效载荷的精准释放,减少正常组织的暴露,以提高耐受性和疗效。从某种意义上将,偶联药物也像是一类药物传递技术。TH1902的临床前研究数据,确实也说明了这种性质。
从结果上看,TH1902是通过Linker(琥珀酸)将多西他赛和多肽分子按2:1的比例构成,通过分拣蛋白依赖性机制进入细胞,能够有效的绕过P-pg外排泵 (MDR1)作用,提高胞内浓度,实现更好的肿瘤迁移和生长抑制。
对于TH1902来说,多肽分子的价值犹如白蛋白紫杉醇中的白蛋白,可以说是开辟了一种新型运载技术。通过降低正常组织中的积累,减少副作用的同时,不仅提高了药物耐受性,同时也在扩展药物的治疗窗。多肽分子相较与白蛋白的稳定来源和成本优势自然不用多言,如果TH1902表现出临床数据相似的潜质,对于拓展至紫杉醇中的应用也未尝不可。
2. CBX-12
与多数偶联药物通过明确的靶标内吞或运输,实现载荷胞内聚集不同,Cybrexa therapeutic基于alphalex开发的PDC药物是一类不依赖抗原的细胞内药物递送技术。具体来说,是通过依赖性pH插入肽 (pHLIP) 实现靶向酸性组织。
在正常组织环境中,pH插入肽并不行使细胞膜的插入功能,细胞毒药物无法透过细胞膜进入正常细胞;而在酸性肿瘤环境下,通过膜相关折叠的物理机制,pH插入肽发挥了插入功能,细胞毒分子通过裂解在胞内释放。
携带Enhertu毒素拓扑异构酶I抑制剂(Exatecan,DX-8951)的CBX-12,是Cybrexa在研产品中唯一进入临床研究的药物。除CBX-12之外,Cybrexa也在开发基于alphalex的不同毒素(DM4、MMAE、DDR抑制剂)产品。
其实,Cybrexa的alphalex多肽技术在文献中也有所报道[3]。pHLIP家族肽在其主要序列中具有相同的特征,并表现出相同的作用机制。这些共同特征主要包括:N端区域(序列 1)包含3-20个残基,主要由增加肽整体溶解度的极性氨基酸组成;中间区域(跨膜序列)包括15-25个残基不等,主要由疏水残基组成,但也包括在生理pH下带负电但在低pH下由于质子化而带中性电荷的氨基酸;以及一个包含0-10个残基的C端区域(序列2)。pHLIP家族肽中,可能包含一些额外的可质子化残基或功能性集团,便于Linker链接多肽和载荷。
参考文献3
从CBX-12结构可以看出,CBX-12采用了与变体3(Var 3)完全相同的氨基酸序列。在小鼠、大鼠、狗和人血浆体外稳定性测定结果中,CBX-12显示良好的稳定性,在8小时内未检测到毒素的释放,在24小时时毒素释放极少,充分验证了CBX-12在血液循环中稳定性。并且,在异种移植的动物模型中,再次证实了CBX-12的血液循环稳定性和肿瘤细胞选择性。
最重要的是,相较于单独使用Exatecan (DX-8951,依喜替康),多肽结合型CBX-12在多种肿瘤模型中显示更强大的肿瘤抑制作用。在使用未结合的Exatecan治疗中,模型动物一致的出现显著体重减轻或波动,而CBX-12对体重的影响较小,也显示了CBX-12的耐受性优势。此外,未结合的依沙替康对动物整个脏器也造成损伤,包括显微镜下观察到的显著GI毒性相关。相比之下,服用CBX-12的动物没有表现出可检测性的胃肠道毒性。
参考文献4
Cybrexa甚至强调,CBX-12在部分瘤种中,具备超越ADC药物Enhertu(DS-8201)的潜力。相对而言,在不同文献报道的JIMT-1模型(乳腺癌)中[5],CBX-12临床前数据显示更高趋势的肿瘤抑制。当然,这种对比并不严谨,不能作为CBX-12优于Enhertu的证据,仍有待临床中的进一步验证。
参考文献4,5
总结
在ADC药物繁荣之外,更多的偶联药物尚未表现出真实临床上的突破进展。相较于其他偶联药物,PDC领域中已有几款多肽核素偶联药物上市,算是不错的表现。可能,在更具代表性的药物自证价值之后,PDC药物才会实现更迅猛发展。毕竟,相较于其他偶联药物,多肽药物的技术和生产优势,注定了PDC药物具备更广的产业基础。
不过,PDC药物同样存在挑战和门槛,如靶标多肽的筛选。然而,有别于传统ADC的PDC药物已经开始涌现,使其具有鲜明的潜质,如CBX-12。当然,药物的价值是临床获益,PDC药物能否成为ADC之后的荣光,也需要临床来验证。
参考文献
1. 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
2. Hoppenz P, et al. Peptide-Drug Conjugates and Their Targets in Advanced Cancer. Therapies Front Chem, 2020, 8:571.
3. Linden C Wyatt, et al. Applications of pHLIP Technology for Cancer Imaging and Therapy. Trends Biotechnol . 2017 , 35(7): 653–664
4. Sophia Gayle,et al. Tumor-selective, antigen-independent delivery of a pH sensitive peptide-topoisomerase inhibitor conjugate suppresses tumor growth without systemic toxicity. NAR Cancer, 2021, 3(2):1-13
5. Yusuke Ogitani, et al. DS-8201a, A Novel HER2-Targeting ADC with a Novel DNA Topoisomerase I Inhibitor, Demonstrates a Promising Antitumor Efficacy with Differentiation from T-DM1. Clin Cancer Res, 22(20): 5097–108
来源:新浪医药。