ADC 工具酶｜连接子裂解与定点偶联开发指南_ MedChemExpress (MCE)

ADC 里的酶，是裂解 Linker 的“剪刀”，也是定点偶联的“胶水”。

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ADC 的作用机制

抗体药物偶联物 (ADC) 由抗体和药物通过连接子组成，详情可参考往期内容。

ADC 的传统作用机制包括：在靶细胞表面发生抗体-抗原结合，随后通过内吞作用完成内化，再经溶酶体加工处理，最终释放出细胞毒性有效载荷[1]。

一款成功的 ADC，其性能绝非仅由抗体与靶点的设计决定，连接子的特性与偶联策略的选择，更是决定其药效、稳定性与治疗窗口的核心关键。

图 1.(A) 传统作用机制，涉及内吞作用和胞内载荷释放；(B) 非内化、细胞外作用机制[1]。

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Linker 的特性

ADC 连接子 (Linker) 可分为“可裂解”和“不可裂解”两类。

不可裂解连接子：本身不自带可被酶、pH 等条件特异性切割的位点，无法通过常规的位点断裂来释放游离药物，ADC 进入溶酶体后释放带有完整连接子、氨基酸侧链的偶联形式载荷；无旁观者效应，仅适用于血液肿瘤或抗原高表达实体瘤。

可裂解连接子：依托靶细胞内低 pH、高谷胱甘肽或肿瘤微环境等特定条件触发释药，部分可通过非内化机制释放药物。

可裂解连接子可进一步细分为化学裂解型和酶裂解型两类，二者各有优势。目前已上市的 ADC 药物中，超过 80% 使用的是可裂解型 Linker，其中绝大多数是酶可裂解型 Linker[1]。

表 1.酶可裂解型和化学裂解型连接子的区别。

能够裂解 linker 的酶有哪些？

二肽连接子 Val-Cit 对 Cathepsin B、K、L 等多种组织蛋白酶均表现出敏感性，但只有 Cathepsin B 在癌细胞中高度表达，而对其他组织蛋白酶的普遍敏感性则可能在正常细胞中引发非靶标毒性作用[2]。除 Cathepsin B 外，β-葡萄糖醛酸酶、β-半乳糖苷酶、磷酸酶等均有报道可裂解 Linker[1,2]。

表 2.不同酶裂解 Linker 作用机制[1]。

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偶联策略的选择

在 ADC 药物开发中，偶联技术主要分为随机偶联和定点偶联两类，定点偶联相较于随机偶联，能显著提高产品均一性。

定点偶联中，酶法偶联和糖基偶联技术尤为突出：酶法偶联利用转谷氨酰胺酶、分选酶等生物酶的高特异性，精准识别抗体特定位点，在温和条件下实现高效偶联，获得 DAR 高度均一的产品。糖基偶联则利用抗体天然糖基化位点，通过糖苷酶去除天然糖链，再用糖基转移酶引入含反应基团的工程化糖链，实现药物定点偶联，既保持抗体天然结构，又充分利用其糖基化特性。详情可见往期内容。

表 3.酶法偶联&糖基偶联路径盘点。

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 ADC 相关酶，

性能到底有多硬核？

HPLC 检测酶纯度>99%

MTGase 偶联 NH3-PEG3-VC-PAB-MMAE，质谱确认 MTGase 酶偶联完全

图 2.(左) PNGase F 酶切后的西妥昔单抗，(右)MTGase 酶偶联后的西妥昔单抗。

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小结

在 ADC 的设计中，有多种因素会影响其成功率，如抗体、连接子、有效载荷选择、药物连接位点、偶联方式以及药物抗体比 (DAR)。而今天介绍的酶，既可以酶解 Linker，又能作为定点偶联催化剂，还可以作为糖工程工具，在 ADC 各个环节都发挥着不可或缺的重要作用。

参考文献

[1] J. D. Bargh, et al., Cleavable linkers in antibody–drug conjugates, Chem Soc Rev., 2019, 48, 4361-4374.

[2] Zheng Su，Antibody‒drug conjugates: Recent advances in linker chemistry[J], Acta Pharmaceutica Sinica B,2021,3889-3907

[3] Simone Jeger ,Site-Specific and Stoichiometric Modification of Antibodies by Bacterial Transglutaminase[J].Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 9995–9997.

[4] Carla P. Guimaraes, Site-specific C-terminal internal loop labeling of proteins using sortase-mediated reactions[J].Nat Protoc. 2013 September ; 8(9): 1787–1799.

[5] Wei Shia, Wanzhen Lid, Jianxin Zhangd. One-step synthesis of site-specific antibodyedrug conjugates by reprograming IgG glycoengineering with LacNAc-based substrates. Acta Pharmaceutica Sinica B.2022:12(5):2417-2428