癌癥已成為全球人類健康最大的威脅，傳統(tǒng)小分子化療藥物臨床應用廣泛但缺乏靶向性，導致全身系統(tǒng)毒性強和耐藥性等問題頻發(fā)，鑒于此，“生物導蛋"抗體偶聯(lián)藥物（Antibody-drug Conjugate, ADC）應運而生。然而，抗體大分子的生物特點使得ADC在腫瘤部位滲透率低，嚴重限制了ADC的腫瘤治療效果。在此基礎上，科學家通過更換抗體結(jié)構(gòu)，即選用可通過化學合成或原位表達的多肽來作為新的“靶向"，這就是近年來乘勢而起的“多肽偶聯(lián)藥物（Peptide-drug Conjugate, PDC）"。

一、多肽偶聯(lián)藥物簡介

圖片來源：A schematic of a peptide-drug conjugate construct consisting of a homing peptide, linker and payload. The structure of Lu-dotatate an FDA approved peptide-drug conjugate.

多肽偶聯(lián)藥物同抗體偶聯(lián)藥物的不同就體現(xiàn)在“靶向單元"，相較于ADC的“抗體靶向"而言，PDC則是由“歸巢肽（Homing Peptide）、連接子（Linker）和有效載荷（Payload）"組成，利用歸巢肽與腫瘤表面受體的高親和性，從而將有效載荷定向遞送至靶點。肽在人類生命中發(fā)揮著多種功能，如修復細胞、改善細胞代謝、防止細胞變性等，具有良好的生物活性和靶向轉(zhuǎn)運能力，使得肽不僅適用于腫瘤學，還適用于糖尿病、風濕病和類風濕關節(jié)炎的靶向治療。其連接子同ADC藥物所選連接子相似，分為“可裂解連接子"和“不可裂解連接子"兩類；而目前常見的PDC的有效載荷有細胞讀藥、放射性核素、蛋白、核酸、多肽和小分子等形式。

PDC的作用機制同ADC的類似，即靶向多肽與細胞毒素通過細胞內(nèi)可分解的連接子共價連接，精準靶向腫瘤細胞的特異性受體，可控釋放細胞毒素，從而殺傷腫瘤細胞。在這個過程中，PDC有不可忽略的優(yōu)勢。PDC的分子量較小，表現(xiàn)出更好的膜滲透性，且免疫原性較低或沒有免疫原性；同時，PDC的分子量小于腎小球的過濾閾值（60 kDa），更易被腎臟清除代謝；最后，與抗體復雜的生產(chǎn)工藝相比，PDC更易合成、純化和鑒定，生產(chǎn)成本也較低。與之同時，隨著環(huán)化技術(shù)、噬菌體展示技術(shù)和mRNA展示技術(shù)應用于靶向肽的篩選，PDC的開發(fā)迎來了加速發(fā)展，或?qū)⒎Q為一種具有巨大研發(fā)前景和市場前景的靶向治療藥物。下表所示為PDC和ADC的藥物異同對比。

二、多肽偶聯(lián)藥物體外藥代動力學特點

在設計藥物時，對藥代動力學（PK）和藥效學（PD）進行研究至關重要。多肽和小分子具有不同的藥代動力學特性。相較于傳統(tǒng)小分子藥物，PDC擁有更大的分子量，其滲透性更差，不易口服，臨床上多選擇靜脈注射給藥，也可經(jīng)皮下或肌肉注射給藥進入血液或淋巴系統(tǒng)。因此，PDC類藥物不涉及吸收過程。且通常多肽的半衰期和清除率均小于生物大分子，因此PDC藥物在血液和組織中會被蛋白酶快速降解并易被腎臟清除。

PDC使用的歸巢肽有細胞穿透肽（Cell-penetrating Peptide, CPP）和細胞靶向肽（Cell-targeting Peptide, CTP）兩類。前者通過非特異性機制進入細胞，而后者通過特異性結(jié)合腫瘤細胞表面的抗原或受體以介導細胞毒性有效載荷進入腫瘤細胞，因此，CPPs基本不作為PDC藥物的歸巢肽類型，CTPs則得到廣泛應用。已知PDC藥物靶向腫瘤的方式有兩種[2]：

目前已知的PDC體內(nèi)代謝有靶點介導的藥物消除（Target-mediated Drug Disposition, TMDD）、非特異性代謝途徑和免疫原性三種方式[3]。

PDC藥物不同于從肝臟清除的其它藥物，腎小球毛細血管約8納米，其過濾閾值通常為60 kDa，而PDC藥物分子量通常小于8 kDa,因此容易被腎臟快速清除，甚至腎臟可能是某些多肽或PDC在體內(nèi)主要的清除方式，導致細胞毒素無法在腫瘤部位有效積累。

三、PDC體外ADME研究模型

盡管PDC是在ADC基礎上進行開發(fā)研究，但多肽本身存在組織特異性及靶向腫瘤差等特點，所以對PDC有效載荷的潛在毒性研究需要更多關注。

PDC兼顧大分子和小分子的特點，因此，對其進行體外ADME研究需同時兼顧歸巢肽、連接子、有效載荷及PDC等多方面。在藥物開發(fā)初期，若歸巢肽的形式為多肽類藥物，其本身容易發(fā)生水解反應，穩(wěn)定性較差，應著重考慮其在血漿中的穩(wěn)定性和靶向性；同時，連接子的兩種形式會產(chǎn)生不同的代謝結(jié)果，釋放出的有效載荷（包括同部分連接子連接的有效載荷）又屬于小分子細胞讀藥，對這些藥物的代謝產(chǎn)物進行判定于藥物開發(fā)來說至關重要。因此，由歸巢肽、連接子和有效載荷共同組成的PDC更需進行血漿穩(wěn)定性、血漿蛋白結(jié)合、代謝產(chǎn)物鑒定等研究，這對于PDC藥物早期研發(fā)具有重要意義！

早期PDC藥物體外研究模型如下：

四、IPHASE體外DMPK研究“一站式"產(chǎn)品解決方案

因此，IPHASE作為體外研究生物試劑引0領者，緊隨藥物開發(fā)前沿，針對PDC藥物體外DMPK研究方向，研發(fā)了多種類、多層次、多領域的體外生物試劑，助力PDC藥物開發(fā)研究！

IPHASE/匯智和源憑借多年的研發(fā)經(jīng)驗，推出了多領域、多種類的科研試劑，為藥物早期研發(fā)提供篩選工具，為生命科學領域的探索提供新材料、新方法和新手段，為食品、藥品、化學品等的遺傳毒性研究提供便捷產(chǎn)品，望廣大科研工作者咨詢。

參考文獻

[1] 藥明康德，《藥物代謝與動力學：前沿、策略與應用實例》。

[2] Cooper B M, Iegre J, O'Donovan D H, et al. Peptides as a platform for targeted therapeutics for cancer: Peptide–drug conjugates (PDCs)[J]. Chemical society reviews, 2021, 50(3): 1480-1494.

[3] 周浩澤, 沈子龍, 徐寒梅. 蛋白多肽類藥物藥代動力學分析方法研究進展[J]. 藥學進展, 2017, 41(8): 592-599.

[4] 《藥物相互作用研究技術(shù)指導原則》。

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