这些支架可以通过噬菌体展示或核糖体展示进行选择,并且可以通过大肠杆菌表达。通过半胱氨酸残基与支架的位点特异性结合,然后与马来酰亚胺接头反应,可以实现与 DARPins 的位点选择性结合。
ADC迭代更新,已经历三代技术革新,目前的技术主要集中在大型全免疫球蛋白形式,以DAR为2或4为主,第三代ADC的DAR达到了7。考虑到希望ADC在实体瘤中能有重大突破,研究者们开始探索具有更好穿透特性和更快药代动力学(PK)的小尺寸药物偶联形式,希望获得更宽的治疗窗口。这里综述了近十年在该领域的发展概况,小尺寸药物偶联跨越了从80KDa到1KDa,研发结果是否如愿以偿呢?这里先给个结论:小尺寸药物偶联在体外验证时普遍是有效的,但在体内验证时发现,清除速度过快,导致效力曲线发生了变化。
图二:小鼠亚饱和(A、B)和饱和(C、D)条件下特异性和非特异性 IgG(A、C)和 scFvs(B、D)的时间曲线
4.1Fab-药物偶联Fab片段包含IgG的恒定和可变结构域,通过存在于C端的单个二硫键连接。它们可以说是临床上探索最多的片段形式(~50KD),并且非常适合通过双烷基化缀合进行药物缀合,因为它们具有单一的、溶剂可及的链间二硫键。研究表明,在Fab的链间二硫化物处的缀合具有高度选择性,制备出均质缀合物并且理想地位于结合域远端。因此,理论上预计药物对Fab的结合特性影响最小。还有在特定位置引入半胱氨酸残基的工程方法。
4.2Diabody-药物偶联Diabody是指双特异性抗体形式(~60KD,见图六)。众所周知:当RAS和P53发生突变后,它们的突变基因蛋白会被水解产生肽,这些肽段可以和人类白细胞抗原(HLA)蛋白形成复合物(pHLA),然后被呈递在细胞表面,成为T细胞受体(TCR)可识别的新抗原。但一直以来RAS和P53靶点被认为不可成药。 2021年5月,约翰·霍普金斯大学Bert Vogelstein教授团队在《科学》及子刊《科学·免疫学》[6]上发布的最新研究成果显示:新型抗体Diabody可成功靶向RAS和P53突变,作用于RAS-HLA复合体或P53-HLA复合体能够显著抑制肿瘤的生长,完美的实现了真正的精准打击。
4.3SIP-药物偶联小免疫蛋白(SIP)(~80KD)包含与Ig衍生恒定区融合的scFv片段。这些恒定区的存在促进了两种单体的非共价二聚化。与SIP的化学缀合通常通过将半胱氨酸残基位点特异性掺入单体的恒定结构域来实现。由于SIP通常在哺乳动物细胞中表达,因此可以很容易地改变诸如恒定结构域、接头长度和位点特异性氨基酸等特征。
ScFv由IgG重链和轻链的可变区组成,通过短氨基酸间隔区、二硫键和两者连接(~27KD)。scFv的小尺寸使其适合在细菌和酵母系统中表达。这也使它们成为细胞展示、噬菌体展示、酵母展示和核糖体展示等高通量选择技术的理想候选者。故可以针对目标蛋白筛选大型克隆文库。通过多轮筛选可以识别和表达针对疾病靶点的高结合克隆。使用定点诱变可以很容易地将反应性氨基酸引入片段上的特定位置,然后用于高度可控的有效负载缀合。
有证据表明使用基于NHS酯接头的非特异性赖氨酸缀合是scFv修饰的可行选择。此外,传统和新型化学修饰、非天然氨基酸的掺入、酶促方法(如基于转谷氨酰胺酶的方法)以及多组氨酸标签、SNAP-标签的加入都可用于scFv缀合。例如,SNAP-tag技术允许将苄基鸟嘌呤修饰的细胞毒性有效载荷(如 AURIF)与scFv-SNAP融合蛋白进行位点特异性共价和不可逆偶联[5]。
5.5Abdurin-药物偶联与大多数结合支架不同,Abdurins是基于工程化IgG CH2结构域的支架,保留了与FcRn受体结合的能力,具有延长血清半衰期的能力。大小仅为1/10(~15 kDa),具有热稳定性,具有3个环,可以多样性地形成结合物库。