卡奇霉素

卡奇霉素是一類被廣泛研究的烯二炔類抗生素，其結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制特別有趣和復(fù)雜，使其成為ADC有效載荷領(lǐng)域的一類抗生素。在ADC中連接calicheamicin的策略以市場上的adc Mylotarg為例，還有Besponsa。

有效載荷的釋放分兩步進(jìn)行：在酸性細(xì)胞內(nèi)環(huán)境中對腙進(jìn)行敏感的裂解，然后通過細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽還原二硫鍵。釋放的硫醇發(fā)生分子內(nèi)1，4－加成的烯酮觸發(fā)伯格曼環(huán)化反應(yīng)，產(chǎn)生一個(gè)二自由基。這種活性中間體能夠從脫氧核糖骨架中提取氫原子，產(chǎn)生雙鏈DNA斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

最近，從不列顛哥倫比亞地衣中發(fā)現(xiàn)的鏈霉菌中分離出一種新的烯二炔類天然產(chǎn)物，稱為uncialamycin。這種結(jié)構(gòu)通過全合成得到證實(shí)，從那時(shí)起，一些高效的合成類似物被制備成ADC的潛在有效載荷。

BMS的研究人員表明，由于在各種肽偶聯(lián)條件下反應(yīng)活性較低，因此，Uncialamycin的仲胺不是一個(gè)合適的連接點(diǎn)。研究人員合成了一種類似物，其中一個(gè)氨基直接引入到芳香環(huán)上，但這種苯胺的反應(yīng)性也太弱，不能作為連接子引入的基團(tuán)。另一方面，使用氨基乙基延伸物安裝脂肪族胺，為連接子提供了合適的連接點(diǎn)。

從后一個(gè)有效載荷中，他們使用蛋白酶可切割的二肽和不可切割的連接子制備前體。CD70－ADC具有可切割連接體，對腎癌細(xì)胞株具有高度特異性的細(xì)胞毒活性，而相應(yīng)的不可切割A(yù)DC在同一細(xì)胞株上不具有活性。

最近，為了繼續(xù)這項(xiàng)工作，BMS的研究人員在設(shè)計(jì)的、高效的、化學(xué)穩(wěn)定的uncialamycin類似物中使用苯酚基作為附著點(diǎn)。使用新開發(fā)的苯酚烷基化，在有效載荷的苯酚基團(tuán)上添加了一個(gè)經(jīng)典的可裂解連接子。將產(chǎn)生的有效載荷與抗體偶聯(lián)，其在體外和體內(nèi)均顯示抗原特異性抗腫瘤活性。

創(chuàng)新藥物

凋亡誘導(dǎo)劑（Bcl－xL抑制劑）

抗凋亡Bcl－2家族成員（包括Bcl－xL）的過度表達(dá)是癌細(xì)胞獲得凋亡抵抗的機(jī)制之一。能夠阻斷Bcl－xL上BH3結(jié)合域的藥物可以觸發(fā)癌細(xì)胞凋亡。2017年，AbbVie首次以ADC的形式展示了BcL－xL抑制劑的有效載荷，其靶向表達(dá)EGFR的特定細(xì)胞或組織。有趣的是，研究人員在有效載荷上使用了三個(gè)不同的連接點(diǎn)來連接可切割的連接子。氨基烷基延伸的核心修飾用于在需要時(shí)建立合適的連接位點(diǎn)。

泰蘭司他丁及其類似物

靶向剪接體是一種參與mRNA加工的大型核糖核蛋白復(fù)合物，為靶向癌癥治療提供了一種有希望的治療選擇。有幾種天然產(chǎn)物能夠通過與不同的剪接體亞單位結(jié)合來抑制RNA剪接。最具代表性的是thailanstatin A，它可以與剪接體的SF3b亞單位結(jié)合，從而阻止RNA剪接。

Thailanstatin A缺乏一個(gè)適合連接連接子的基團(tuán)。為了解決這個(gè)問題，將羧酸與乙二胺偶聯(lián)以引入含有胺的間隔基，該間隔基通常用于連接子的安裝。

將這種天然產(chǎn)物用于ADC的另一個(gè)困難是存在多種反應(yīng)性功能。例如，中心核中的二烯可以通過Diels–Alder反應(yīng)與用于生物結(jié)合的馬來酰亞胺部分反應(yīng)。這個(gè)問題是通過使用另一個(gè)共軛部分，鹵代乙酰胺來解決的。結(jié)合這兩種修飾并包含可切割連接子的ADC首次在專利文獻(xiàn)中報(bào)道，并且聲稱它們在幾個(gè)表達(dá)HER2的細(xì)胞系中具有適度的活性。

最近，輝瑞報(bào)告說，羧酸直接與抗體的有效表面賴氨酸（無連接子偶聯(lián)）結(jié)合導(dǎo)致迄今為止最有效的Thailanstatin ADC。這些賴氨酸偶聯(lián)物的活性與藥物負(fù)載有關(guān)，而其他有效載荷類通常沒有觀察到這種特性。ADCs在胃癌異種移植模型中顯示出良好的作用。

鵝膏毒素

在ADC技術(shù)領(lǐng)域，使用類似amatoxins的轉(zhuǎn)錄抑制劑是一種相對較新的方法。九種天然存在的amatoxin衍生物具有相同的骨架結(jié)構(gòu)，一個(gè)由八個(gè)L－構(gòu)型氨基酸組成的大環(huán)，通過亞砜部分連接在色氨酸和半胱氨酸殘基之間。amatoxins的三個(gè)側(cè)鏈?zhǔn)橇u基化的，OH基團(tuán)具有良好的水溶性并與目標(biāo)分子結(jié)合。兩種肽，α－鵝膏糖蛋白和β－鵝膏毒素，占所有毒素的90％。

在amatoxins上共使用過三個(gè)附著點(diǎn)產(chǎn)生ADC。第一次嘗試是將β－鵝膏毒素的羧基偶聯(lián)到IgG上賴氨酸的氨基，這種連接具有良好的血漿穩(wěn)定性和高細(xì)胞毒性，但這種生物偶聯(lián)的產(chǎn)率很低。二氫異亮氨酸的羥基也被認(rèn)為是一個(gè)連接點(diǎn)，引入谷胱甘肽作為連接子，然后通過賴氨酸結(jié)合，可獲得體外細(xì)胞毒性和體內(nèi)抗腫瘤活性優(yōu)異的ADC，但不幸的是，由于血清羧酸酯酶裂解連接子，導(dǎo)致其循環(huán)穩(wěn)定性差。第三種方法，附著于色氨酸的6－羥基代表了目前的標(biāo)準(zhǔn)程序，苯酚與各種連接子的醚化導(dǎo)致了高度穩(wěn)定和有效的ADC。由于鵝膏毒素其它氨基酸要么不具化學(xué)活性，要么是與RNA聚合酶II結(jié)合的關(guān)鍵，因此不能將其它的鵝膏毒素氨基酸（即羥脯氨酸、甘氨酸、異亮氨酸和半胱氨酸）用于偶聯(lián)。

基于amanitin的代表性的ADC為HDP－101。有效載荷本身是一種合成的金剛烷醇衍生物，優(yōu)化了穩(wěn)定性。與天然天麻素相比，兩個(gè)差異是色氨酸中沒有6′－OH，硫醚鏈取代亞砜。通過天冬氨酸側(cè)鏈上酰胺的形成，引入組織蛋白酶B－裂解連接子。

最近，Park及其合作者為含苯酚的有效載荷設(shè)計(jì)了一種新的連接基序（OHPAS）。它是一種二芳基硫酸鹽，一個(gè)芳基部分來自有效載荷，另一個(gè)來自連接基序的潛在苯酚基團(tuán)。將該技術(shù)應(yīng)用于曲妥珠單抗ADC中的a－鵝膏毒素，在體外和體內(nèi)表現(xiàn)出強(qiáng)大的細(xì)胞毒性。

煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶

煙酰胺磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶（NAMPT）是一種負(fù)責(zé)將煙酰胺轉(zhuǎn)化為煙酰胺單核苷酸的酶，其抑制劑在各種臨床前和臨床研究中顯示出有效性，但其臨床應(yīng)用受到靶向毒性和劑量限制性毒性的限制，如血小板減少和胃腸道不良反應(yīng)。

諾華公司的研究人員在NAMPT抑制劑有效載荷中的苯環(huán)對位中引入哌嗪部分，確定了合適的連接子附著點(diǎn)。這種分子在c－Kit和HER2表達(dá)細(xì)胞系上表現(xiàn)出納摩爾水平的效力，并且耐受性良好，在體內(nèi)表現(xiàn)出靶向依賴性。

卡馬霉素

從庫拉索菌中分離得到兩種新的蛋白酶抑制劑，卡馬霉素A和卡馬霉素B。兩者都具有亮氨酸衍生的α，β－環(huán)氧酮彈頭直接連接到甲硫氨酸亞砜或甲硫氨酸砜。他們被發(fā)現(xiàn)能抑制釀酒酵母20S蛋白酶β5亞單位活性（糜蛋白酶樣活性）。此外，它們對肺癌和結(jié)腸癌細(xì)胞株具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性。

然而，由于它們的高效價(jià)，它們的選擇性較差，經(jīng)常表現(xiàn)出毒副作用。因此，劇毒的卡馬霉素衍生物適合作為ADC的彈頭，可以保持所需的效力，并獲得更好的耐受性。所設(shè)計(jì)的類似物均在P2位置并入砜甲硫氨酸衍生物（如卡馬霉素B），而不是卡馬霉素A中的亞砜甲硫氨酸，因?yàn)檫@消除了亞砜基立體異構(gòu)體混合物產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。

第一代類似物在P4末端含有胺基，不幸的是，這個(gè)附著點(diǎn)并不合適，因?yàn)橛行лd荷顯示細(xì)胞毒性活性降低。第二代卡馬霉素類似物在P2側(cè)鏈上含有一個(gè)胺基，當(dāng)短乙基氨基鏈延伸磺�；鶗r(shí)，效果最好。在第三代類似物中，芳基連接砜和胺，因此降低了它的堿性。第二代和第三代有效載荷都顯示出強(qiáng)大的體外活性，并用可切割或不可切割的連接子連接。不幸的是，沒有一種ADC對受試癌細(xì)胞系表現(xiàn)出比曲妥珠單抗更高的細(xì)胞殺傷能力。

參考文獻(xiàn)：

1．The Chemistry Behind ADCs． Pharmaceuticals （Basel）． 2021 May； 14（5）： 442．