ADC到底是什么？（二十）血液毒素的救赎

ADC利用链接子把毒素与抗体通过共价键牢固地绑定在一起，共价链接子的一个缺点是一旦断开就不可逆转、毒素与抗体在体内环境无法重新形成ADC。而现在我们知道ADC虽然可以把毒素选择性递送到肿瘤组织，但因为逃逸能垒较低所以在肿瘤组织很难长时间保持高于血药浓度的毒素蓄积。这好比灌溉山坡上的农田，虽然可以用水泵把水浇到田里、但水会因为重力流失。进入血液的毒素弊大于利，所以需要尽快清除。但毒素毕竟是肿瘤的真正杀伤物质、只因迷路就被清除有些可惜，如果能有一个救赎机会回收到肿瘤组织可能会提高毒素的使用效率。

如果毒素与抗体可以用可逆结合方式偶联，那么流落到血液的毒素则可能被抗体回收重新递送到肿瘤组织。前面讲过延长毒素在肿瘤组织滞留时间以及清除血液毒素的一些策略，那是否有类似滑雪场缆车的技术能把血液里的毒素持续运回肿瘤组织呢？其实自然演化都已经研究过这些策略了，比如神经递质一旦离开突触就会被快速代谢失活、类似上回讲到的软药。而把高活性或代谢不稳定荷尔蒙从分泌组织经过血液送到起效组织则使用非共价结合的转运蛋白。今天讲一讲现在有哪些仿生技术可能用于ADC毒素回收。

小分子毒素可以通过扩散从血液进入肿瘤，但通过这个机制进到肿瘤的游离药物只能低于或等于、而不可能高于血药浓度，如同水不能自动从低处向高处流。如果希望实现高于血液的肿瘤药物暴露就必须有机制提供自由能，通常是药物载体与肿瘤细胞特异受体的结合能或免疫细胞的能量供给。

一个可能技术是一个可变区与ADC靶向同一抗原、另一个可变区结合毒素的双抗。虽然尚无这样双抗用于ADC毒素再回收，但已有一些研究用这个策略递送毒素。比如罗氏的科学家发明了一系列双抗，一个结合区可以靶向肿瘤抗原如Her2、IGF1R、CD22、LeY等，另一个结合区靶向一个甾体药物异羟基洋地黄毒苷元。这个甾体可以与各种各样的活性药物如化疗药物阿霉素、蛋白如GFP、或RNAi偶联在一起，这样双抗一端可以通过与甾体结合绑定毒素、另一端则可通过与肿瘤抗原结合而把毒素递送到肿瘤细胞，他们在多个体系验证了这个平台的体内活性[1]。最近高雄的科学家开发一个HER2xPEG双抗，可以把PEG化脂质体阿霉素递送到HER2阳性肿瘤、在小鼠模型中彻底清除植入肿瘤[2]。

德国默克的科学家最近开发了一个类似技术用于递送PROTAC。这个叫做"PROxAb摆渡车"的双抗一端结合肿瘤抗原，另一端结合VHL配体、可以绑定靶向VHL的PROTAC药物。PROTAC是一个正在走向市场的新治疗模块，但因为分子量和分子极性都比较大所以进入细胞能力较差。PROTAC ADC本身也是一个前沿，但这个摆渡车技术用双抗与PROTAC的非共价结合递送PROTAC，不仅不需要对PROTAC分子进行不必要的化学修饰而可能影响药物性质、也更容易实现抗体与PROTAC的矩阵组合。与ADC类似，PROxAb摆渡车可以显著延长毒素的体内半衰期、也实现了小鼠体内肿瘤控制的概念验证[3]。

人体自身有一个天然公交系统，一个例子是免疫细胞如巨噬细胞可以根据化学信号向炎症组织蓄积、所谓的归巢效应，药物可以通过搭便车（hitchhiking）搭乘这些交通工具进入疾病组织。中国科学家发明了一类可以在体内搭乘巨噬细胞的细菌外膜囊泡（OMV）包裹纳米毒素，首先利用细菌OMV被巨噬细胞识别、吞噬进入细胞，然后利用巨噬的归巢效应进入肿瘤、在小鼠模型显示肿瘤控制活性[4]。今年另一组中国科学家用这个策略把纳米仑伐替尼高效率递送到肝癌消融疗法诱导的肿瘤炎症病灶[5]。巨噬细胞甚至可以穿越血脑屏障，将纳米阿霉素地送到中枢治疗GBM。

另一个在血液和肿瘤之间摆渡的机制是白蛋白，白蛋白紫杉醇Abraxane利用这个机制成为一个成功换代药物。半胱氨酸偶联的ADC通常在血液在通过逆迈克尔加成释放毒素链接子，链接子在血液中则可以与白蛋白偶联，不仅避免很快被清除还可以成为进入肿瘤的一个机制。但这些都是共价偶联，一旦进入溶酶体被降解、毒素就再与白蛋白无缘了，无法回收毒素本身。合成小分子也可以与白蛋白以较高强度和载量通过非共价相互作用结合[6]， TNFxHSA双抗Ozoralizumab则通过与白蛋白结合延长半衰期、并在炎症组织蓄积，这些都为利用白蛋白回收ADC毒素提供了思路。

虽然这些技术尚在早期，但可以借鉴用于ADC毒素回收。比如已经有人筛到高活性结合MMAE的抗体片段，搭乘巨噬细胞也不一定通过纳米材料吞噬、受体介导内吞同样可行。毒素通过简单修饰可以与白蛋白结合，如Aldoxorubicin是一个可以在血液中与靶蛋白共价偶联的化疗药。如果可以把毒素从血液运回肿瘤，那么ADC的毒性得到控制的同时疗效也会增加、降低毒素浪费。ADC毒素范围也可能得到扩展，比如某些清除率较低但活性足够的传统化疗药物也可以用作ADC毒素、这些药物治疗窗口要高于MMAE这样自身不可成药的毒素。虽然这也会令肿瘤治疗变得更加复杂和昂贵，但是治疗晚期肿瘤本来就不是一件轻而易举的事。

参考文献：

[1] Metz, Silke, et al. "Bispecific digoxigenin-binding antibodies for targeted payload delivery." Proceedings of the National Academy of Sciences 108.20 (2011): 8194-8199.

[2] Chen, I-Ju, et al. "Bispecific antibody (HER2× mPEG) enhances anti-cancer effects by precise targeting and accumulation of mPEGylated liposomes." Acta Biomaterialia 111 (2020): 386-397.

[3] Schneider, Hendrik, et al. "PROxAb Shuttle: A non-covalent plug-and-play platform for the rapid generation of tumor-targeting antibody-PROTAC conjugates." bioRxiv (2023): 2023-09.

[4]Gao, Cheng, et al. "In vivo hitchhiking of immune cells by intracellular self-assembly of bacteria-mimetic nanomedicine for targeted therapy of melanoma." Science Advances 8.19 (2022): eabn1805.

[4] Li, Xuehan, et al. "Macrophage hitchhiking for systematic suppression in postablative multifocal HCC." Hepatology 81.1 (2025): 44-59.

[5] Liu, Yu, et al. "Engineered apoptotic bodies hitchhiking across the blood-brain barrier achieved a combined photothermal-chemotherapeutic effect against glioma." Theranostics 13.9 (2023): 2966.

[6] Dumelin, Christoph E., et al. "A portable albumin binder from a DNA‐encoded chemical library." Angewandte Chemie 120.17 (2008): 3240-3245.

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