癌症已成为全球人类健康的最大威胁。小分子化疗药临床应用广泛，但由于缺乏肿瘤靶向性，普遍存在全身系统毒性强和耐药频发等问题。因此，如何将足量的化疗药物定向运送至肿瘤部位成为化学治疗的最大挑战。抗体偶联药物(ADC)利用抗体的肿瘤特异性将高毒性小分子靶向递送至肿瘤部位，能克服小分子化疗药物的上述缺陷，是近年来肿瘤药物研发热点。然而抗体的大分子特点使ADC在肿瘤部位的渗透率低，严重限制了ADC的肿瘤治疗效果。近年来，使用具有肿瘤靶向能力的多肽取代抗体发展的多肽偶联药物(PDC)是另一种新型肿瘤药物的靶向递送途径。其中，具有细胞渗透能力的肿瘤靶向肽在癌症治疗中显示出了巨大的潜力。而且多肽结构简单，可以通过化学合成或原核表达手段获得。因此，相对于ADC，PDC具有更高的载量、更强的组织渗透能力、更灵活的多功能化改造以及更低廉的制备成本。随着对胞内转运途径和药物释放机制的深入研究，PDC有望早日投入临床应用。本工作详细介绍了PDC的最新研究进展，重点阐述了不同靶向肽、细胞毒性分子和连接子对PDC抗肿瘤效果的影响，分析了现有研究的优势与不足，总结发展趋势，并为PDC的优化设计提供思路。

　　2020年3月《柳叶刀》发表的最新统计结果显示，癌症已超越心血管疾病，成为发达及中等发达国家的首要人口死亡原因[1]。国际癌症研究署公布的 2018 年全球癌症新增病例已高达1810万，死亡人数达960万，中国在其中的比例分别为 23.6% (428 万)和 29.8% (286 万)，均已远超中国的全球人口占比(18.3%)[2]。如果不采取有效措施，预计到2040年，全球罹患癌症的人数将达到3700万例[3]。随着发病率和死亡率的持续增高，癌症已成为全球科学家亟待解决的焦点难题。

　　在不同的癌症治疗方法中，化学治疗具有适应症广和经济性好的特点，是最重要的癌症治疗手段之一，并长期应用于临床。然而，传统化疗药物因脱靶毒性高、治疗指数低造成的全身系统性毒性严重影响了患者的生活质量甚至导致生命危险；同时，生物利用度低、转移灶疗效差和继发性耐药频发更是化疗常见的临床障碍[4]。因此，将足够的高效力细胞毒性分子运输至疾病部位，同时减少对健康组织的毒性损伤，成为癌症治疗中药物递送的主要目标。为此，研究人员开发了两种新的给药策略，通过改变药物的药代动力学特性实现其组织分布的优化[5,6]。第一种是被动靶向递送，采用纳微颗粒或强亲水性高分子作为运载工具，借助此类大尺寸分子特有的EPR效应，将包埋或吸附的化疗药物运输至具有特殊血管结构的肿瘤部位[7]；第二种是主动靶向递送，以肿瘤组织中过度表达的受体作为靶点，将特异性识别并结合受体的配体作为弹头与药物共价结合，到达肿瘤部位后经过肿瘤微环境激活，重新释放药物恢复其生物活性(即“前药”策略)[8]。与第一种方法相比，“前药”策略不仅能够将药物精准递送至肿瘤部位，并且在递送过程中借助配体的稳定偶联结构有效掩盖或限制药物活性，具有生物安全性更高、非靶点部位释放量较低和非药理成分含量较少等优势[9]。其中最令人瞩目的是将主动靶向性的弹头(抗体或靶向肽)与高细胞毒性药物共价偶联得到的高特异性肿瘤杀伤药物，即抗体偶联药物(Antibody-drug Conjugate, ADC) 和 多 肽 偶 联 药 物(Peptide-drug Conjugate, PDC)[10-12]。

　　截至2020年5月，已有Trodelvy等8款ADC药物获得美国FDA批准用于三阴性乳腺癌、复发或难治性淋巴瘤等多种临床棘手肿瘤的治疗，其中 Kadcyla, Adcetris已于2019年成功跻身“重磅炸弹”行列，在全球范围获得广泛认可。尽管如此，ADC 的发展之路仍是困难重重，而且这些障碍大多是由抗体大分子所固有的如下结构特征带来的：

　　(1) ADC的大分子体积(15~16 kDa)[13]、肿瘤组织的高间质压和异常血管结构直接导致其肿瘤渗透性极低，每 克 肿 瘤 组 织 仅 能 聚 集 抗 体 注 射 剂 量 的 0.003%~0.08%[11,14,15]，当肿瘤细胞内药物远未达到有效药理浓度时，ADC所负载毒素分子就已产生严重的系统毒性[16]。因此，目前ADC药物适应症大多针对血液恶性肿瘤，对实体瘤的治疗效果不明显。

　　(2) ADC基于多种机制在非靶点部位被大量清除，不仅严重降低药效，更直接激发预期外的高毒副作用：一类是通过抗体Fc区与体内广泛表达的FcR受体(Fcγ和FcRn)非特异性结合，被网状内皮系统(RES)内化及消除，并在此过程中造成肝脏、脾脏和骨髓剂量限制性毒性[17-19]；另一类则是高免疫原性抗体与其诱导产生的抗药物抗体ADA (Anti Drug Antibody)特异性结合亦触发RES消除[20]；再则化学偶联的高效力细胞毒性分子在体内复杂血浆环境极易脱落，造成严重的脱靶毒性[21]。

　　(3) 抗体大分子序列的复杂性和残基重复性，使现行ADC偶联策略缺乏反应选择性，获得的“异质性”产物，其药物载量及负载结构均不可控[22]，对ADC的药代动力学、药效和安全性均造成不良影响，直接导致大量ADC临床研究的失败，乃至上市药品的撤市[13,23-25]。

　　(4) 基于抗体分子的引入，ADC在药物分子外排泵的基础上，更激发了内化效率低、细胞周期蛋白沉默、下游信号通路激活和凋亡失调等更多耐药机制，进一步增加了治疗失败的机率[26]。

　　而且，除上述问题外，制造困难和成本高昂亦是ADC应用中不可忽视的现实问题[27]。出于对简单性、模块化、更好生物物理性质和生产便利性的需求，研究者们提出了利用同样具有肿瘤靶向性，但肿瘤渗透性更高、免疫原性更小的小分子多肽代替抗体大分子，通过与毒素分子共价结合形成新的偶联物PDC，有望从多个方面共同提高其靶向治疗效果。多项研究表明，相较于抗体大分子，靶向肽与毒素分子结合的优势主要体现在以下5个方面[28-30]：

　　(4) 可与阿霉素、紫杉醇多种已获临床验证的细胞毒性分子偶联制备靶向制剂，无须局限于 ADC 领域中MMAE, DM-1 等极少数高毒候选品种，显著降低脱靶毒性影响，可极大地提高PDC制剂平台技术的可行性；

　　(5) 部分靶向肽可通过改变入胞机制克服肿瘤细胞的耐药性，实现耐药肿瘤的有效杀伤，打破传统化疗中普遍存在的耐药导致治疗无效的困境。

　　随着各种新型靶向肽的发现和应用，目前已有数十种适用于乳腺癌、非小细胞性肺癌、复发恶性胶质瘤和胃肠道肿瘤等多种实体瘤治疗的PDC进入了临床研究阶段。如 Angiochem 公司开发了靶向低密度脂蛋白受体相关受体(LRP-1)的药物GRN1005，用于治疗脑转移型非小细胞肺癌及乳腺癌、复发性脑胶质瘤的研究已陆续进入或完成Ⅱ期临床试验；AEterna Zentaris 公司的AEZS-108[促性激素释放激素(GnRH)类似物-阿霉素偶联物]治疗晚期前列腺癌、耐药性卵巢癌/子宫内膜癌的研究也已陆续完成Ⅱ期临床试验。本工作将重点从靶向肽、细胞毒性分子和连接子三部分对PDC进行介绍(见图1)，深入探究PDC的设计原理，为后续PDC的构建提供思路和方向。

　　大量研究表明，肿瘤细胞和肿瘤血管内皮细胞表面的分子表达状态与正常细胞存在较大差别，使区分肿瘤组织与正常组织成为可能。研究者们采用噬菌体展示组合文库、OBOC (One-bead One-compound)组合文库和 PSSPCLs (Positional Scanning-synthetic PeptideCombinatorial Libraries)等技术获得大量靶向肽，以此为载体，通过化学连接与细胞毒素形成 PDC[31-33]，利用这些肽特异性靶向肿瘤细胞，在肿瘤细胞或组织的特异生理环境中(如低pH、高表达蛋白酶、高还原性)释放出携载的抗癌药物分子。基于上述机制获得的受体靶向PDC在乳腺癌、前列腺癌、黑色素瘤等多种肿瘤模型中，均已表现出比未偶联多肽的游离化学药物分子更有效的肿瘤治疗效果[34]。表 1 总结了近年来已被应用于PDC研究的靶向肽[35-60]。

　　用于靶向递送的靶向肽受体通常特异性高表达于肿瘤细胞表面、肿瘤内皮血管表面或肿瘤微环境[61]。当细胞毒素与细胞靶向肽结合时，可被选择性地转运并富集在肿瘤组织，一方面可显著提高病理部位的药物浓度，实施精准有效的肿瘤杀伤，另一方面能避免结合物对低表达或不表达这些受体的正常细胞的进攻，从而有效降低药物的系统毒性。

　　靶向肿瘤细胞是最直接的一种药物递送策略。许多原发性和转移性的肿瘤细胞会不同程度地过表达内源性调节肽，如人类表皮生长因子受体(HER-2)、促性激素释放激素受体(GnRH-R)、转铁蛋白受体(TfR)等，因此靶向肿瘤细胞表面受体的靶向肽能够作为药物递送的弹头。

　　TfR是参与铁吸收过程的必须蛋白，通过受体介导的细胞内吞实现对铁元素的运输。TfR在组织中普遍低水平表达，但在癌细胞中的表达水平升高，如TfR在乳腺恶性肿瘤细胞中的表达量是正常乳腺细胞的 4~5倍[62]，且表达量的变化与肿瘤分期或癌症进展密切相关[35]。基于这种表达量的显著差异，TfR已经成为肿瘤递送药物的主要靶点之一。Sheng等[63]将靶向TfR的多肽 HAIYPRH(T7)与细胞外信号调节激酶(ERK)肽通过硫醇间隔臂键合 ，并通过腙键偶联阿霉素(DOX)，构建了一种双靶杂合 PDC (T10-ERK-DOX)。在MCF-7/ADR耐药乳腺肿瘤模型中，PDC组小鼠的抑瘤率比游离 DOX 组高 58%，但体重减轻率只有后者的近50%，基本克服了后者血小板和白细胞水平严重低于正常范围的问题，表明该 PDC 不仅能成功利用 T7 的TfR靶向及受体介导内吞途径，实现DOX的肿瘤细胞靶向递送，降低药物的系统毒性，而且还同时协助ERK肽，促进凋亡功能并下调P-糖蛋白(P-gp)实现耐药机制逆转，最终完成DOX对耐药癌细胞的强效杀伤。

　　GnRH-R是调节生殖功能的重要受体，在与生殖系统相关(如前列腺癌、乳腺癌、卵巢癌等)或不相关(黑色素瘤、肺癌、胰腺癌等)的癌症组织中过表达[64]。因此，GnRH-R成为重要的肿瘤靶点。Argyros等[36]将GnRHR靶向肽[D-Lys6]-GnRH与抗血管生成物舒尼替尼类似物SAN1通过酰胺键偶联，合成了具有肿瘤靶向功能的SAN1GSC。对 DU145 前列腺肿瘤模型小鼠的研究表明，SAN1GSC组的1小时肿瘤细胞内药物浓度及20天肿瘤细胞靶向率分别比SAN1给药组高4倍和3.4倍，20天后的肿瘤重量控制率较后者高67.4%，而且同期心脏毒性和血液毒性均明显减弱，有效证实该PDC的肿瘤靶向杀伤及副作用缓解能力。

　　因此，将肿瘤细胞表面高表达受体作为肿瘤细胞靶向位点，能够削弱化疗药物普遍存在的全身系统性毒性，不仅能提高化疗药物的临床治疗效果，还能极大提升患者的生活质量，提高患者对化疗药物的接受能力。

　　肿瘤的生长速度很大程度受限于血液供应，新生血管的生成不仅造成了肿瘤增大，更是肿瘤转移的重要途径。与经常发生突变的肿瘤细胞不同，肿瘤血管系统在遗传上更稳定，抗血管生成疗法更不易引起耐药性[65]。因此，直接靶向实体瘤新生血管显然也是一种极具潜力的药物递送方式。与正常血管不同，实体瘤新生血管内皮细胞往往特异性高表达某些整联蛋白、内皮细胞生长受体、蛋白酶和细胞表面蛋白聚糖等蛋白[66]。

　　靶向肿瘤血管最著名的是精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)和天冬酰胺-甘氨酸-精氨酸(NGR)的三肽基序。RGD于20世纪80年代初由Ruoslahti[45]首次发现，能够与整合素 αvβ3结合。αvβ3在肿瘤细胞和肿瘤血管处高表达，是影响肿瘤血管生成和转移的重要因素，因。