
幼核酸药物行业发展迅速,至今已有15款药物获批,成为继幼分子和抗体药物后的第三波创新药海潮。然而受限于递送伎俩以及内含体陷阱,目前已上市的幼核酸药物仅能针对肝脏靶点。幼核酸抗体偶联药物(AOC)结合了幼核酸药物的精准性和抗体等大分子药物的特异性两大利益。
AOC的意思:利用抗体药物的特异性作用,解决幼核酸药物的靶向问题,使幼核酸药物能进入细胞内,靶向mRNA;利用抗体药物的不变性结构,提高幼核酸的不变性;最终推进幼核酸药物安全、有效、选择性地医治疾病等。
核酸药物是生物医药发展的前沿领域,核酸药物靶向给药系统是难点也是重点。目前幼核酸药物在靶向肝脏细胞/组织中已经获得了重猛进展,但无法解决肝脏以表的药物靶向递送。且也存在剂量、浓度以及功夫依赖性等问题。同时,近年来抗体药出现出发作式发展,在疾病市场中所占比重越来越高。一方面,抗体对肿瘤细胞抗原所具备的高特异性亲和力是药物靶向递送的梦想载体,利用其能够将药物靶向递送至肿瘤病灶部位。另一方面,现有抗体药物单独使用抗肿瘤疗效有限,且无数初始接受抗体医治有效的患者易产生耐药性。
因而,目前抗体药与其他药物偶联形成新型药物的组合联用战术越来越多。以幼核酸抗体偶联药物(AOC) 等新递送步骤吸引了人们的宽泛关注,成为肝靶向表组织特异性递送的有效开发伎俩?

将幼核酸药物包裹在脂质纳米颗粒(LNP)中,使被包裹的幼核酸药物免于降解和断根,并推进其跨细胞膜运输到指标靶位。LNP携带幼核酸药物通过载脂蛋白E(ApoE)介导的内吞作用富集在肝细胞中,合用于医治肝脏有关的疾病。

N-乙酰半乳糖胺 (GalNAc) 通过酸敏感的化学linker与幼核酸药物相连。酸敏感的linker设计可使核酸偶联物在通过内吞作用进入细胞之后与偶联物脱离。GalNAc可与肝细胞表表的糖蛋白受体ASGPR特异性结合,形成的复合物通过胞吞作用进入肝细胞,此表,ASGPR能以较高的循环速度反复使用,并结合胞表其它GalNAc,最终削减给药剂量。ASGPR仅在肝内容细胞高表白,利用GalNAc递送可精确靶向肝脏,医治肝部疾病。

幼核酸抗体偶联药物(AOC)的结构与ADC类似,重要由三部门组成:阐扬组织靶向作用的载体,衔接子(linker),作为payload的幼核酸。AOC将抗体和幼核酸有效地结合在一路,以实现靶向医治,能够削减医治疾病所需的药物量,同时解决不成靶向和幼核酸药物的递送问题。与传统的幼核酸疗法相比,AOC拥有更好的药代动力学个性和更具特异性的生物散布。
幼核酸药物通常比幼分子药物拥有更多的偶联步骤。以下为造备幼核酸抗体偶联药物(AOC)的四种常用步骤:

寡核苷酸主链带负电荷,鱼精蛋白带正电荷。将抗体或抗体片段(Fab或scFv)与鱼精蛋白构建成融合蛋白,通过鱼精蛋白的正电荷偶联带负电荷的寡核苷酸,形成抗体偶联寡核苷酸(antibody-oligonucleotide conjugates)。
利益是单一,矫捷;且寡核苷酸进入细胞,多阳离子复合物可充任溶酶体逃逸剂。在溶酶体中,多阳离子复合物充任质子海绵,氯离子在内部扩散以赔偿电荷不平衡,导致渗入膨胀,形成泄漏膜。这种溶酶体逃逸很重要,由于寡核苷酸没有强的膜通透性。
弊端是离子相互作用是可逆的、不不变的;且难以确定OAR值 (oligonucleotide to antibody ratios)。

通过Avidin/Streptavidin?Biotin偶联:将硫醇建饰的DNA化学衔接到马来酰亚胺激活的链霉亲和素上,天生链霉亲和素-DNA,进一步与各类生物素化蛋白非共价衔接。重要利用于免疫检测步骤开发。进一步发展,直接利用链霉亲和素的四个生物素结合位点,将生物素化的抗体和生物素化的寡核苷酸直接相连。

直接偶联步骤更类似于ADC药物的偶联战术。将一个可衔接的基团增长到寡核苷酸上,并直接偶联到抗体的赖氨酸、半胱氨酸上。衔接子能够使用可裂解Linker 或者不成裂解Linker,通过定点偶联等方式。
利益是衔接子更幼,更不变;另表寡核苷携带衔接子必要的搭手 (handhold),经过化学建饰能够与衔接子相连。衔接子必须存在于DNA或RNA,双链退火过程中不变。
弊端是不含溶酶体逃逸剂,因而可能会导致寡核苷酸从溶酶体中缓慢逃逸,从而影响AOC的活性。

一条单链寡核苷酸首先偶联到抗体上,另一条互补链通过杂交方式偶联,形成一个双链AOC。双链杂交步骤, 长度很重要。太短,形成的杂交链不不变,太长则容易形成2级结构。这种杂交技术在诊断方面极度有利用远景,但用于医治药物,工艺挑战大。
将抗体药物的组织特异性优势与幼核酸的靶点特异性优势相结合,解决目前幼核酸药物仅能通过LNP(脂质纳米颗粒)、GalNAc(N-乙酰半乳糖胺)递送系统靶向肝脏的问题,因而具备辽阔的发展空间。优势可概况为:1、拥有靶向性,增长生物利用度,削减毒作用;2、提高不变性,增长梦想半衰期,提高有效性。
? ADC药物解读(四) |一文相识ADC市场近况及竞争格局
? ADC药物解读(一) | 新利luck18带您相识ADC奥妙之处
[1] Kalina Paunovska, et al. Drug delivery systems for RNA therapeutics. Nat Rev Genet. 2022 May;23(5):265-280. doi: 10.1038/s41576-021-00439-4.
[2]. Julien Dugal-Tessier, et al. Antibody-Oligonucleotide Conjugates: A Twist to Antibody-Drug Conjugates. J Clin Med. 2021 Feb 18;10(4):838. doi: 10.3390/jcm10040838.
[3]. Victor Lehot, et al. Non-specific interactions of antibody-oligonucleotide conjugates with living cells. Sci Rep. 2021 Mar 15;11(1):5881. doi: 10.1038/s41598-021-85352-w.
[4]. K Sreedurgalakshmi, et al. Cetuximab-siRNA Conjugate Linked Through Cationized Gelatin Knocks Down KRAS G12C Mutation in NSCLC Sensitizing the Cells Toward Gefitinib. Technol Cancer Res Treat. 2021 Jan-Dec;20:15330338211041453. doi: 10.1177/15330338211041453.
[5]. Nicole B?umer, et al. Antibody-coupled siRNA as an efficient method for in vivo mRNA knockdown. Nat Protoc. 2016 Jan;11(1):22-36. doi: 10.1038/nprot.2015.137.
[6]. Hua Lu, et al. Site-specific antibody-polymer conjugates for siRNA delivery. J Am Chem Soc. 2013 Sep 18;135(37):13885-91. doi: 10.1021/ja4059525.
[7]. Patrick J Kennedy, et al. Antibodies and associates: Partners in targeted drug delivery. Pharmacol Ther. 2017 Sep;177:129-145. doi: 10.1016/j.pharmthera.2017.03.004.
[8]. Guizhi Zhu, et al. Aptamer-Drug Conjugates. Bioconjug Chem. 2015 Nov 18;26(11):2186-97. doi: 10.1021/acs.bioconjchem.5b00291.
[9]. Tsukasa Sugo, et al. Development of antibody-siRNA conjugate targeted to cardiac and skeletal muscles. J Control Release. 2016 Sep 10;237:1-13. doi: 10.1016/j.jconrel.2016.06.036.
[10]. Asher Mullard. Antibody-oligonucleotide conjugates enter the clinic. Nat Rev Drug Discov. 2022 Jan;21(1):6-8. doi: 10.1038/d41573-021-00213-5.
有关新闻