GRL-0617

多肽-药物偶联物作为一种新兴的治疗平台，将多肽的靶向特异性与小分子药物的药效强度相结合。作为对抗体-药物偶联物的演进，PDCs具有显著优势，包括增强的细胞渗透性、改善的药物选择性和灵活的设计多样性。 土狗将在本文全面分享PDCs的基本组成部分，包括归巢多肽选择、连接子工程和有效载荷优化，并探讨了应对其固有挑战（如稳定性、生物活性和临床转化障碍）的策略。PDCs的治疗应用涵盖肿瘤学、传染病、代谢性疾病以及COVID-19等新兴领域，已有多个偶联物进入临床试验并达到监管里程碑。包括双环多肽、超分子结构和新颖连接子技术在内的创新，被认为是增强PDC设计的有前景的途径。通过克服局限性和利用新兴进展，PDCs作为能够应对复杂疾病状态并推动精准医疗发展的靶向治疗药物，展现出巨大的前景。 1. 引言 近年来，多肽-药物偶联物作为一种有前景的靶向治疗策略，引起了广泛关注。通过结合多肽的高特异性与小分子药物的治疗效力，PDCs提供了一种增强药效同时最小化全身毒性的新方法。抗体-药物偶联物的成功开发已证明了基于偶联物的疗法直接将药物递送至作用部位的潜力。 然而，与抗体不同，多肽更小、更灵活，并能更有效地穿透组织，使其成为靶向药物递送的有吸引力的载体。对PDCs日益增长的兴趣源于其解决传统疗法若干局限性的独特能力。小分子药物通常缺乏特异性，导致脱靶效应和治疗指数有限。另一方面，基于多肽的疗法虽然具有选择性，但常因其在体循环中的低稳定性和快速降解而受限。PDCs通过结合两种模式的优势——利用多肽的特异性靶向能力和小分子的强效治疗活性——弥合了这一差距。 PDC的设计与开发涉及几个关键考虑因素，包括选择合适的多肽和小分子、选择连接子化学以及优化药物-多肽比例。通过对其组成部分的精确工程，研究人员可以设计出具有更高疗效、增强选择性和改善安全性的PDCs。PDC设计的一个关键方面是选择合适的归巢多肽，这些多肽能特异性地结合在疾病或受影响细胞上过表达的靶标受体。这些多肽通过可裂解或不可裂解的连接子化学与小分子药物偶联。连接子化学的选择至关重要，因为它决定了偶联物在循环中的稳定性以及在到达靶点后释放药物的能力。此外，有效载荷的选择，如细胞毒性剂、抗炎药物和显像剂，使得偶联物能够针对不同治疗领域的特定应用进行定制。PDCs的治疗范围广泛，应用已超出肿瘤学，延伸至传染病、神经系统疾病和炎症性疾病的治疗。PDCs处理复杂疾病状态的能力，特别是那些已建立耐药机制的疾病，使其成为现代药物开发中的一种多功能工具。通过将小分子药物与多肽偶联，可以改善其药代动力学性质，从而增加药物在靶点的暴露并延长治疗效果。随着该领域的不断发展，多个PDCs已进入临床试验阶段，显示出有望重新定义靶向疗法的前景。 图1. 多肽-药物偶联物示意图，包含三个关键部分：用于靶向递送的归巢多肽、可裂解或稳定的连接子以及治疗性有效载荷。与抗体-药物偶联物相比，PDCs具有多项优势，包括尺寸更小以实现更深组织穿透、清除更快以减少脱靶毒性、合成更简单且更具成本效益，以及针对不同受体的稳定性和多功能性得到改善。 2. 多肽基药物偶联物的基础 2.1. 归巢多肽 归巢多肽是通过生物淘选技术鉴定的短天然多肽序列。这些多肽可以结合到癌细胞、新生或重塑血管或其他感兴趣的细胞类型（无论是健康还是病变）表面的特定受体上。与这些受体结合后，归巢多肽或用其修饰的纳米颗粒可通过两种主要方式内化到细胞中：能量依赖性转位和内吞性细胞摄取。内吞机制是常见的内化途径，包括巨胞饮作用、网格蛋白依赖性内吞和小窝蛋白介导的内吞作用。此外，对于肿瘤归巢多肽如CGKRK和CRGDKGPDC（iRGD），还鉴定出一种新描述的内化途径，即C端规则途径。 与抗体相比，归巢多肽作为亲和靶向配体具有几个优势。其小尺寸有助于更好的组织和细胞穿透，并降低免疫原性。此外，多肽通常与靶分子上保守且具有生物学意义的结合口袋相互作用，常能产生功能活性。为了增强稳定性、靶点结合以及引入用于位点特异性偶联的官能团，可以对归巢多肽进行非天然修饰。在某些情况下，蛋白水解处理对于触发多肽与其靶标的相互作用至关重要。例如，促进肿瘤细胞穿透的CendR多肽，需要被肿瘤来源的蛋白酶切割以暴露其C端精氨酸残基。此外，为了延长其体内半衰期，多肽可以与白蛋白结合元件或聚乙二醇偶联，或通过氨基酸替换和环状结构进行修饰。在临床前研究中，基于多肽的靶向显著改善了有效载荷的生物分布和治疗效果。然而，将这些结果转化为临床成功仍然是一个挑战，目前FDA批准的多肽靶向疗法仍然很少。 一些归巢多肽也充当细胞穿透多肽，它们具有疏水性、两亲性和净正电荷，有助于其跨细胞膜转运。当与诸如治疗性多肽或小分子等货物连接时，这些多肽可将货物引导至所需组织并使其内化。然而，阳离子CPPs可能缺乏特异性，导致非选择性摄取。为了增强肿瘤特异性，PDCs中常包含阴离子CPPs，并且其靶向能力可以通过刺激响应性连接子进一步增强。多年来，大量来源于Arg-Gly-Asp基序的多肽，以及整合素特异性配体，已被精心设计用于实现治疗剂和显像探针的精确递送。包括cRGDfV、cRGDfK和RGD4C在内的这些多肽，靶向在血管生成中起关键作用的αvβ3和αvβ5等整合素。临床前研究已在多种癌症模型中测试了含RGD的多肽，证明了它们在设计药物递送系统方面的潜力。Asn-Gly-Arg归巢基序是通过针对α5β1整合素的多肽噬菌体生物淘选鉴定出来的，它特异性结合在肿瘤血管和其他病理条件下过表达的氨多肽酶N。NGR多肽已被用于将抗癌药物和显像剂递送至肿瘤，在神经母细胞瘤、前列腺癌、肺癌和卵巢癌的小鼠模型中观察到显著的治疗效果。另一种归巢多肽Lyp-1，结合p32，这是一种在肿瘤内皮细胞和巨噬细胞上显示的线粒体伴侣蛋白。Lyp-1已在临床前研究中用于评估PTX-白蛋白纳米颗粒和负载DOX的脂质体的靶向递送，显示了其在淋巴肿瘤靶向方面的潜力。CREKA多肽是通过噬菌体展示筛选鉴定的，它结合肿瘤基质和恶性血管中的凝固血浆蛋白。当用于靶向负载DOX的脂质体时，在转移性乳腺癌模型中显示出增强的抗肿瘤和抗转移功效。最后，表皮生长因子受体家族，在多种实体恶性肿瘤中显著过表达。基于EGF结构设计的EBP多肽，在乳腺癌异种移植模型中与DOX偶联后，显示出改善的抗癌效果和降低的系统毒性。 有几个数据库收录了PDCs的信息。其中，ConjuPepBD是一个免费访问、人工管理的数据库，提供详细的注释，包括CAS号、生物医学应用、化学偶联类型以及PDCs的结构和理化性质。此外，还开发了“PDCdb”知识库，系统性地汇编了关于PDCs的广泛信息，包括生物活性数据。 2.2. PDC中的连接子 连接子是PDC中药和多肽之间的关键连接，显著影响其在体内的循环时间和稳定性。理想的连接子在循环过程中应保持稳定以防止药物过早释放，同时在到达靶组织后能够快速有效地释放药物。此外，连接子不应干扰多肽对其受体的亲和力或药物的活性。连接子与多肽和药物的合成应简单直接，并在整个过程中保持稳定性。值得注意的是，连接子不应过度疏水，因为这可能导致PDC聚集，从而引起稳定性差、体内疗效降低以及系统毒性和免疫副作用增加。连接子通常根据其药物释放机制和裂解行为分为不可裂解和可裂解连接子。可裂解连接子，包括pH敏感型、氧化还原敏感型和酶敏感型连接子，专门设计用于在肿瘤环境或靶组织内的特定条件下断裂，以促进可控的药物释放。而不可裂解连接子在循环过程中保持稳定，在血浆稳定性和降低脱靶毒性方面具有优势。 2.2.1. 不可裂解连接子 顾名思义，不可裂解连接子以其在血流循环中保持完整性和稳定性而著称。相较于可裂解连接子，其优势包括血浆稳定性、降低的脱靶毒性、更宽的治疗窗和增强的耐药性。不可裂解连接子通常不响应外部刺激，而是通过多肽的代谢来释放药物，使其在到达靶点之前在血液中保持稳定。用于构建PDCs的常用不可裂解连接子包括肟键和硫醚键。为了证明硫醚键在生理条件下的稳定性，Liang等人设计了三种不同的PDCs：RSSDOX、RSDOX和RVCDOX。每种构建体都包含DOX作为细胞毒性有效载荷和环状RGD作为靶向部分，但分别采用了不同的连接子策略：氧化还原响应的可裂解二硫键、不可裂解的硫醚连接以及可被组织蛋白酶B裂解的缬氨酸-瓜氨酸二多肽连接子。从药物释放曲线可以明显看出，通过不可裂解硫醚键连接的RSDOX偶联物表现出持续且缓慢的释放行为。值得注意的是，即使添加了小分子还原剂（DTT），RSDOX的药物释放曲线也保持不变，这凸显了硫醚键的稳定性。因此，使用此类不可裂解连接子的PDCs在到达靶组织之前能保持连接子的完整性，从而保留药物的细胞毒性效力。不可裂解与可裂解连接子的选择取决于特定的设计目标和治疗构建体的策略设计。 2.2.2. 可裂解连接子 可裂解连接子在PDC构建中被广泛使用，因为它们可以在靶点被酶或生理条件裂解以释放药物。这一关键特征使其区别于不可裂解连接子，主要优势在于能够在靶组织中选择性断裂，从而实现可控且快速的药物释放。通过确保药物在肿瘤部位特异性释放，可裂解连接子能够在预期的作用部位达到治疗药物浓度，同时最小化对非靶组织的暴露。这种选择性释放机制体现了“智能”药物递送系统的概念，旨在增强治疗疗效，同时减少与传统治疗相关的毒性副作用。 2.2.3. pH敏感型连接子 pH敏感型连接子旨在利用肿瘤微环境的酸性条件（pH 6.5–6.9）相对于正常血液pH（7.2–7.4）的差异，实现肿瘤部位的可控药物释放。这些连接子在循环中保持稳定，但在酸性条件下快速降解，确保药物主要在肿瘤内部释放。在各种pH敏感型连接子中，腙键因其对酸性的敏感性和实现靶向药物递送的有效性而得到最广泛的研究。例如，Saghaeidehkordi等人开发了一种靶向乳腺癌细胞角蛋白1受体的18-4多肽。该多肽通过pH敏感的腙桥与DOX偶联，形成PDC。在她们对三阴性乳腺癌的研究中，接受PDC治疗的小鼠肿瘤中DOX积累量提高了1.4倍，而其他器官中的DOX水平降低了1.3-2.2倍。与游离DOX或盐水治疗相比，这导致抗肿瘤疗效显著增强，脱靶毒性降低。尽管腙键很常用，但其在血液循环中的不稳定性可能导致药物过早释放，潜在地降低治疗效果并对非靶组织造成意外损伤。另一种pH敏感型连接子——缩醛，由于其对较低pH值更高的敏感性，已显示出有前景的结果。研究表明，缩醛键的断裂速率随pH值每降低一个单位而增加十倍。Gillies等人使用各种缩醛结构将模型药物分子连接到PEO上，开发了四种偶联物，并通过HPLC评估其水解动力学。结果表明，在pH 5.0条件下，半衰期从不到一分钟到几天不等，所有偶联物在pH 7.4下均显示出较慢的水解。这表明缩醛键在构建pH敏感型PDC以实现更可控和靶向的药物释放方面具有巨大潜力。 2.2.4. 氧化还原敏感型连接子 谷胱甘多肽作为一种强效的细胞内还原剂，在氧化还原敏感型药物递送系统中起着关键作用。其细胞内浓度约为细胞外浓度的1000倍，由于肿瘤细胞的缺氧和异常微环境增强了还原酶活性并提高了GSH水平，GSH在肿瘤细胞内尤为丰富。肿瘤细胞的这一独特特性使GSH成为裂解药物偶联物中特定化学键的关键触发因素。值得注意的是，GSH的抗氧化特性使其能够裂解二硫键、硫酯键、二硒键和金属-硫醇连接等，促进靶向药物释放。在这些连接子中，二硫键因其在体循环中的稳定性和在肿瘤还原性细胞内环境中的高效裂解而被广泛应用于PDC构建。Wu等人利用这一特性开发了两种包含肿瘤靶向多肽的PDCs：RGD-VC-CA和RGD-SS-CA。RGD-VC-CA使用酶响应性二多肽连接子，而RGD-SS-CA使用氧化还原敏感型可裂解的二硫键连接子。体外研究表明，在药物释放和细胞毒性方面，RGD-SS-CA优于RGD-VC-CA，证明了氧化还原敏感型连接子在肿瘤特异性药物递送中的优越功效。此外，在荷瘤小鼠的体内实验中，静脉注射RGD-SS-CA显示出显著的肿瘤生长抑制，突显了其作为一种有效靶向治疗策略的潜力。 2.2.5. 酶敏感型连接子 酶敏感型连接子在PDCs中通过响应特定酶活性实现靶向药物释放而发挥着关键作用。这些连接子通常依赖于在酶作用下选择性降解的化学键或多肽序列。酯键、酰胺键和氨基甲酸酯等化学键由于在肿瘤细胞内体/溶酶体中酯酶和酰胺酶丰富，能促进药物释放，因此在PDC设计中得到广泛应用。其中，酯键和酰胺键特别常用于构建肿瘤靶向PDCs。Bohme等人通过使用酰胺键将神经多肽Y类似物与甲氨蝶呤连接，展示了这种方法，其中抗肿瘤活性与通过这些键连接的甲氨蝶呤数量成正比。 类似地，氨基甲酸酯连接子因其稳定性和能够进行无痕水解而在药物释放过程中产生二氧化碳、胺和醇，确保高效递送而无残留片段而受到重视。除了化学连接子，酶敏感型多肽连接子为选择性药物释放提供了另一种策略。这些连接子在肿瘤相关酶（如蛋白酶）的作用下特异性降解，释放活性药物。例如，在其内体/溶酶体中富含组织蛋白酶B等酶的肿瘤细胞能有效水解多肽键。与酶响应性多肽（在酶相互作用时改变PDC结构）不同，酶敏感型多肽连接子完全断裂以释放药物，确保在肿瘤部位进行精确有效的递送。 2.3. PDC的有效载荷 PDC的有效载荷通常由旨在发挥靶向作用的细胞毒性剂或治疗剂组成。尽管具有潜力，但这些药物常面临水溶性低、选择性差、半衰期短和不稳定性等挑战，限制了其临床应用性。为了通过PDCs成功递送，药物必须具有合适的附着位点，并在偶联形式下保持无活性，仅在靶点释放后激活。这确保了明确的作用机制和强大的药理活性。与多肽偶联通过改善溶解性、增强选择性、延长循环时间、优化生物利用度以及减少脱靶副作用和毒性，解决了这些局限性。PDCs中的细胞毒性有效载荷具有低的IC50值（通常在纳摩尔范围），例如PTX、5-氟尿嘧啶、DOX和柔红霉素。此外，放射性核素可作为治疗性或诊断性有效载荷。例如，[⁶⁸Ga]Ga-dotatate常用于显像，而[¹⁷⁷Lu]Lu-dotatate作为FDA批准的治疗剂用于靶向放射性核素治疗。在治疗中，PDCs也可作为显像剂。一个显著的例子是FDA批准的含放射性核素的PDC——In-DTPA-Octreotide，用于诊断神经内分泌肿瘤。然而，Octreoscan的治疗潜力有限，因为它主要用于诊断而非肿瘤消退。 3. 靶向、结合、内化及靶点药物释放 PDC在靶细胞中的靶向、结合和内化，随后在靶点释放药物有效载荷的过程，受多种因素影响，包括所使用的连接子和归巢多肽类型。作用机制因这些元素而异。可裂解连接子起着关键作用，因为它们可以被特定的刺激（如pH变化或酶的存在）激活，从而决定药物释放的部位和方式。一种情形类似于ADCs，PDC先发生内化，随后在细胞内裂解释放药物有效载荷。另一种情况是裂解发生在细胞外，随后游离药物进入靶细胞。归巢多肽是决定PDC作用机制的另一个关键因素。这些多肽可分为细胞穿透型和非细胞穿透型。非细胞穿透型归巢多肽通常结合肿瘤细胞上过表达的受体，启动受体介导的内吞作用。一旦内化，PDC在早期分选内体中与受体解离，随后被转运至晚期内体并最终到达溶酶体，在酸性环境或特定溶酶体酶的作用下裂解PDC，释放细胞毒性药物。还有其他机制被报道。例如，You等人描述了一种靶向转移性乳腺癌的PDC，其中基质金属蛋白酶-2在肿瘤微环境中内化前裂解PDC。裂解后，释放的药物——DOX——扩散穿过肿瘤细胞膜以发挥其治疗作用。因此，在选择连接子、归巢多肽和靶组织时，同时考虑微环境中存在的刺激因素，对于设计PDC以确保实现预期的作用机制至关重要。 4. 多肽-药物偶联物的应用 4.1. 癌症治疗 当前使用抗癌药物的化疗存在显著的缺点，如不希望的副作用、缺乏选择性以及不遵守给药方案。ACPs为克服这些限制提供了一个有前景的替代方案，提供了针对肿瘤的有效治疗方法。这些低分子量生物活性多肽通常由10-50个氨基酸组成，可以来源于天然或化学合成，靶向多种抗肿瘤机制，包括损伤遗传物质、破坏膜完整性、诱导程序性细胞死亡和抑制血管生成。 4.1.1. 细胞靶向多肽-药物偶联物 为了有效靶向癌细胞的特定生化特征并将其与健康正常细胞区分开来，必须深入了解癌症细胞的病理学和周围生理变化。癌细胞表现出可利用于治疗干预的独特特征，包括翻译机制的失调、表观遗传调控机制的改变，以及对其生存和逃避机体对不受控增殖的自然防御机制至关重要的酶的过度生产。此外，癌细胞通常过表达特定于特定类型癌症的独特受体，有助于吸收必需的营养物质和化学物质。另一个特征是癌细胞周围pH向更酸性环境的转变。这种酸性微环境在减弱细胞因子释放方面发挥作用，进一步促进免疫逃逸。这些独特的特征为设计选择性靶向癌细胞同时不影响健康组织的PDCs提供了宝贵的机会。一个重要的研究领域集中在过表达的受体上，这些受体是有前景的靶标。这些受体通常通过细胞靶向多肽来利用，CPPs增强了癌症治疗的特异性。所连接的多肽与其靶受体之间的相互作用在很大程度上依赖于多肽的精确氨基酸序列，这确保了受体的识别和结合。通过整合这些生化和生理变化的知识，可以优化PDCs以选择性靶向癌细胞、最小化脱靶效应并改善治疗结果。Jiang等人设计了一种新型PDC，通过将DTX与选择性结合细胞表面Hsp90的七多肽偶联而成。在非小细胞肺癌中评估了DTX-P7的抗肿瘤功效，与游离DTX相比，其显示出增强的肿瘤抑制作用，同时具有优先的肿瘤积累和延长的循环时间。从机制上讲，DTX-P7被发现能诱导未折叠蛋白反应，最终触发细胞凋亡。值得注意的是，它还刺激了缓慢增殖的癌症干细胞样细胞重新进入细胞周期，随后导致其被清除，遵循一种“促增殖以杀灭”的策略（图2）。 图2. DTX-P7通过选择性地在肿瘤组织中积累、促进Hsp90降解和激活未折叠蛋白反应来抑制肿瘤生长并触发肿瘤细胞凋亡。 4.1.2. 整合素 整合素是一类在细胞粘附、信号传导和癌症进展中起关键作用的跨膜受体家族。它们在多种癌症中的过表达使其成为PDC的有吸引力的靶标。Chen等人在靶向整合素方面取得了重要进展，他们首次合成了RGD-PTX偶联物。这些偶联物利用环状二聚RGD通过酯键连接，该酯键在细胞内被溶酶体酶水解以释放PTX。虽然与单独的PTX相比，RGD-PTX偶联物在体外表现出增强的细胞渗透和滞留能力，但它们的高亲脂性导致低溶解度，从而引起体内生物利用度差，且未观察到显著的肿瘤体积减小。为了进一步评估这些偶联物在MDA-MB-435乳腺癌细胞中的生物分布，将碘作为放射性标记配体连接。观察到RGD和RGD-PTX偶联物的血液清除迅速，在肿瘤细胞中积累更高。这突显了靶向潜力，但也强调了优化药物递送系统的必要性。在此基础上，研究人员通过将DOX的前药连接到RGD多肽上，合成了DOX-RGD PDCs。这些偶联物在体外显示出对αvβ3整合素受体的改善亲和力。它们在MDA-MB-435细胞中的抗肿瘤效力被证明优于单独的DOX，进一步强调了RGD多肽在增强受体特异性药物递送中的作用。 除了RGD多肽，Cox等人引入了另一种多肽载体分子——结蛋白，它显示出对整合素的选择性结合，特别是αvβ3、αvβ5和αvβ1，并将结蛋白与吉西他滨偶联。合成的结蛋白-Val-Ala-PAB-吉西他滨偶联物在各种细胞系中显示出优异的肿瘤生长抑制作用，展示了整合素靶向多肽在癌症治疗中的多功能性。进一步的进展包括开发靶向αvβ6整合素受体的PDC，该受体在许多癌症中过表达，旨在增强肿瘤特异性药物递送并最小化系统毒性。该PDC采用MMAE作为细胞毒性有效载荷，连接到αvβ6结合多肽。该偶联物表现出高稳定性、选择性肿瘤细胞内化和有效的细胞毒性。使用PET成像观察到肿瘤特异性积累，实现了同时治疗和诊断的能力。体内研究表明，在携带αvβ6阳性肿瘤的小鼠中存活期延长，突显了这种双功能PDC在靶向癌症治疗和实时治疗监测方面的潜力。 4.1.3. 生长抑素受体 生长抑素受体，特别是SSTR2，在多种癌症中过表达，使其成为PDCs的有价值的靶标。Redko等人开发了一种新型SST多肽类似物3207-86，对SSTR2具有高选择性。该类似物与五种化疗药物偶联，每种药物通过不同的抗肿瘤机制发挥作用。通过3207-86的二硫键桥连环状构象连接的偶联物，在过表达SSTR2的HCT116、H1299和TRAMP C2细胞系中表现出卓越的生物学稳定性和增强的抗肿瘤功效。在此基础上，Whalen等人合成了PEN-221，这是一种将SST类似物Tyr-奥曲多肽与细胞毒性剂DM1结合起来的PDC，在多肽的C端使用二硫键连接子。PEN-221即使在低剂量下也显示出显著的疗效，并表现出剂量依赖性活性。体外和体内研究均证明PEN-221在SSTR2阳性小细胞肺癌细胞系中内化，证实了其作为靶向治疗的潜力。另一个值得注意的SST类似物奥曲多肽由Bauer等人合成。该类似物包含序列D-Phe-Cys-Phe-D-Trp-Lys-Thr-Cys-Thr(ol)，显示出对SSTR2受体的最高亲和力。当与¹¹¹铟偶联时，奥曲多肽成为首个美国FDA批准的PDC诊断剂，以Octreoscan为商品名用于肿瘤成像。基于奥曲多肽的潜力，Lelle等人制备了奥曲多肽-DOX偶联物。该偶联物显示出对SSTR2的特异性结合，并且在抑制MCF-7乳腺癌细胞系肿瘤生长方面具有更高的效力。此外，它能有效抑制AtT-20垂体肿瘤细胞系在体外分泌ACTH，展示了其双重治疗潜力。在另一项研究中，强效化疗药物CPT与SST类似物JF-07-069偶联。该PDC在过表达SSTR2的细胞系中表现出显著的选择性和抗肿瘤功效，包括IMR32、CFPAC-1、MOLT-4和PC-3。值得注意的是，在所有测试的细胞系中，该PDC实现了超过80%的肿瘤体积减小，突显了其治疗前景。 4.1.4. 表皮生长因子受体 EGFR是一种跨膜蛋白，在多种恶性肿瘤中大量过表达，使其成为治疗干预的重要靶标。Panosa等人开发了一种修饰的EGF，称为EGFt，它选择性结合EGFR并内化到达细胞核。EGFt促进药物递送并抑制天然配体与癌细胞上EGFR的结合，从而阻碍细胞增殖和分化。为了提高靶向特异性，Li等人合成了一种新型EGFR类似物，称为GE11多肽。GE11在过表达EGFR的癌细胞系中显示出高选择性和有效的内化。该研究探索了使用GE11偶联的聚乙烯亚胺载体进行基因递送，该载体在EGFR阳性细胞和肿瘤异种移植物中显示出成功的摄取，突显了其在靶向基因治疗中的潜力。Ahsan等人通过合成分裂多肽，进一步推进了EGFR靶向治疗。分裂多肽显示出选择性内化到癌细胞中而不影响正常细胞，解决了早期治疗的一个关键限制。在携带人EGFR肿瘤异种移植物的裸鼠中腹腔注射分裂多肽时，它促进了EGFR降解而未对宿主细胞造成损伤。与传统的EGFR抑制剂如格尔德霉素或顺铂不同，分裂多肽被证明缺乏相关毒性，进一步增强了其治疗潜力。这些EGFR靶向多肽的进展突显了它们抑制肿瘤进展同时最小化脱靶效应的能力，为更安全、更有效的治疗铺平了道路。 4.1.5. 蛙皮素受体家族 蛙皮素受体家族由神经介素B受体、胃泌素释放多肽受体和BB3受体组成，在哺乳动物外周和中枢神经组织中起着重要作用。GRPR在几种癌症中显著过表达，包括SCLC、乳腺癌、外分泌肿瘤和一些胶质母细胞瘤，在SCLC中的表达水平超过70%。GRPR激活导致EGFR的反式激活，促进细胞增殖和分化。为了探索蛙皮素受体靶向的治疗潜力，Cescato等人研究了两种蛙皮素类似物——Demobesin 1和Demobesin 4——对GRPR的亲和力和功能活性。虽然Demobesin 1作为强效拮抗剂，逆转了GRP底物的刺激作用，但Demobesin 4在HEK293和PC3细胞系中显示出更高的内化，展示了其作为肿瘤靶向剂的潜力。在另一项研究中，Jacopo等人合成了各种蛙皮素类似物，包括新型多肽[D-Phe⁶, β-Ala¹¹, Sta¹³, Nle¹⁴] BBN(6–14)，并使用柔红霉素作为模型药物评估了它们的药物递送潜力。这些偶联物表现出增强的受体结合和有效的细胞内化，证明了它们在MDA-MB-231、PC3和MDA-MB-453细胞系中的安全性和有效性。Terry等人通过开发与海洋毒素（如Hemiasterlin和Dolastatin）偶联的蛙皮素多肽类似物，进一步推进了蛙皮素受体靶向治疗。使用多肽DPhe-Gln-Trp-Ala-Val-βAla-His-Phe-Nle-NH₂作为载体，这些偶联物在NCI-H1299肺癌细胞系中进行了测试。两种偶联物都被有效内化；然而，只有Hemiasterlin偶联物抑制了癌细胞增殖，确立了它们对表达GRPR/BB2的肺癌细胞的细胞毒性潜力。 4.1.6. 作用于免疫调节的PDCs 人体配备了一个精密的免疫系统，利用T细胞和NK细胞来对抗外来入侵者和内部异常，如癌细胞。然而，肿瘤进化出机制来逃避免疫检测和抑制。这些包括减少肿瘤相关抗原、募集调节性T细胞以及促进肿瘤相关巨噬细胞，所有这些都会抑制免疫反应。激活肿瘤微环境内的免疫细胞是摧毁癌细胞和防止复发的一种有前景的策略。肿瘤细胞利用免疫检查点来抑制T细胞活性，特别是通过PD-1和CTLA-4等受体。使用旨在靶向这些通路的PDCs来克服这种抑制已成为一种新方法。Wang等人合成了一种用于结肠癌治疗的PD-L1靶向多肽。该PDC利用pH敏感型连接子在酸性肿瘤微环境中选择性释放DOX，避免伤害正常细胞。在CT26结肠癌异种移植小鼠模型中，PPA1-DOX显示出优越的安全性，与单独的DOX相比，体重没有显著减少。PDC的荧光标记证实了高肿瘤特异性和积累。免疫组化分析显示肿瘤微环境中CD4⁺和CD8⁺ T细胞的浸润增加，导致肿瘤大小显著减小。Pang等人开发了一种靶向TAMs的PLGA纳米颗粒制剂。Moon等人采取了一种创新方法，通过使用组织蛋白酶B特异性可裂解的FRRG多肽连接子，将PD-L1靶向多肽与免疫原性细胞死亡诱导剂DOX偶联。该偶联物通过π-π堆积和氢键等相互作用形成纳米颗粒。这些Nano-IDCs通过EPR效应和PD-L1介导的主动靶向显示出高肿瘤积累。一旦通过受体介导的内吞作用内化，DOX响应组织蛋白酶B的过表达而释放，诱导显著的ICD并增强DAMPs的表达。这增加了肿瘤组织中的肿瘤浸润淋巴细胞。Nano-IDCs还破坏了PD-1/PD-L1轴，放大了已有的抗肿瘤免疫，同时保护了组织蛋白酶B表达低的正常细胞和免疫细胞。这些研究突显了PDCs在免疫检查点阻断中的巨大潜力。通过选择性靶向肿瘤微环境和激活免疫反应，这些策略提供了安全有效的组合免疫治疗方法来对抗癌症。 4.1.7. PDC在递送化疗药物方面的其他优势 目前大多数抗癌药物属于生物药剂学分类系统第二类或第四类，具有溶解性差和渗透性低的特点。这些物理化学限制为有效的药物递送带来了重大挑战，特别是通过口服途径，这是最常见和最方便患者的给药方法。为了从胃肠道有效吸收，治疗剂必须表现出足够的溶解度和最佳的log P值，以便容易地穿过脂双层。因此，了解关键的物理化学性质，如溶解度、log P、pKa、多晶型以及在生理条件下的稳定性，对于药物开发至关重要。克服这些限制的一种新兴策略是使用多肽连接子。这些连接子不仅提高了化疗药物的溶解度和稳定性，还通过促进靶向递送来增强其选择性和抗肿瘤功效。一个值得注意的例子是CPT，它溶解度差，并且对肿瘤细胞缺乏特异性。Cui等人通过将CPT与tau蛋白衍生的多肽连接子VIQVIC偶联解决了这个问题。该偶联物在水环境中自组装形成纳米管，实现持续的原位药物释放。此外，他们通过掺入RGD多肽开发了一种两亲性前药。疏水的DiCPT位于纳米结构的内表面，显著增强了溶解度。细胞毒性测定显示，DiCPT-iRGD在GL-261脑癌细胞系中将CPT的IC50值降低了一半。这一改善归因于通过神经纤毛蛋白-1结合进行靶向内化，从而增强了肿瘤细胞的渗透。类似地，Gao等人利用基于多肽的策略来增强PTX的性质。他们通过琥珀酸连接子将PTX与Nap-FFKYP共价偶联，形成用于抗癌治疗的水凝胶。水凝胶纳米结构延长了药物在体内的循环时间，改善了抗肿瘤活性。在HepG2细胞中过表达的酶CES裂解琥珀酸键，在细胞内释放PTX。因此，1-紫杉醇-P表现出比单独PTX更好的抗肿瘤功效。进一步的进展包括将DOX与六多肽KGFRWR偶联。该偶联物自组装成纳米纤维，促进持续的药物释放并增加循环时间。DOX-KGFRWR纳米纤维显示出比游离DOX增强的抗肿瘤功效，突显了基于多肽的递送系统在改善癌症治疗结果方面的潜力。这些研究强调了多肽偶联在解决现有抗癌药物局限性方面的变革潜力。通过改善溶解性、稳定性和靶向递送，基于多肽的策略为更有效和方便患者的癌症疗法铺平了道路。 4.2. 抗菌多肽-药物偶联物 PDCs已成为对抗抗菌药物耐药性的有力策略，通过结合多肽的靶向能力和抗菌剂的效力。这些偶联物增强了药物的选择性、稳定性和疗效，同时降低了系统毒性。已经开发了几种PDCs来靶向耐药细菌感染，显示出显著的治疗潜力（表1）。Rodriguez等人通过在N端和赖氨酸侧链将左氧氟沙星与Pep-4偶联，开发了一种PDC。所得的偶联物与未偶联的抗菌多肽相比，表现出增强的抗菌活性。此外，偶联物在高盐环境中保留了更高的抗菌功效，而在这种条件下天然AMPs通常会失去活性。Desgranges等人通过将头孢菌素与Bac8c连接，设计了β-内酰胺酶可裂解的偶联物，以特异性靶向耐药细菌。由于耐药细菌产生的β-内酰胺酶会降解抗生素的β-内酰胺环，头孢菌素被用作AMP活性的掩蔽剂。当β-内酰胺环裂解后，该偶联物表现出强效的抗菌效果。在Li等人的一项研究中，头孢菌素的前体通过乙醇酸连接子与MSI-78、CA(1–7)M(2–9)和des-Chex1-Arg20偶联。这种偶联策略增强了抗菌效力，同时降低了在哺乳动物细胞中的细胞毒性，证明了β-内酰胺抗生素前体在提高AMP有效性方面的潜力。 连接子的选择在减少空间位阻和增强分子相互作用方面起着至关重要的作用。Ghaffar等人研究了甘氨酸和乙醇酸连接子对Indolicidin-TAT-Levofloxacin偶联物的影响，报告称使用乙醇酸连接子的左氧氟沙星-吲哚啶偶联物比使用甘氨酸连接子的表现出更优的抗菌活性。类似地，Umstatter等人使用各种聚乙二醇化和长链连接子将聚阳离子多肽与万古霉素偶联。研究发现，与其它连接子相比，带有PEG连接子的Van3偶联物表现出增强的抗菌功效，突显了连接子选择在优化抗菌活性中的重要性。Brezden等人开发了一种可裂解的AMP-抗生素偶联物，使用依赖于二硫键的连接子将卡那霉素与P14LRR连接。一旦内化到细菌细胞中，二硫键被裂解，释放出两个独立的活性组分。该偶联物表现出显著增强的抗菌活性，对卡那霉素耐药菌株的最小抑菌浓度降低了128倍。类似地，HLopt2通过含二硫键的连接子与氟康唑、左氧氟沙星和环丙沙星偶联，与单独的多肽相比，MIC提高了4倍。这些研究突显了可裂解连接子在AMP-抗生素偶联物中的潜力，能够实现可控的药物释放和增强的抗菌活性，特别是针对耐药细菌菌株。这些下一代PDCs在解决抗生素耐药性方面具有巨大潜力，特别是在医院获得性感染、生物膜相关感染和多重耐药细菌菌株方面。 Yamauchi等人设计了一种膜破坏性蛙皮素类似物，通过二硫键与氨苄青霉素偶联。通过优化AMP类型、偶联位置和连接子化学，研究人员证明Amp-SS-9P2-2对氨苄青霉素耐药的鲍曼不动杆菌表现出显著增强的抗菌活性，同时对HEK293细胞保持低细胞毒性。该研究强调，选择无毒的膜破坏性多肽与可裂解连接子结合，是开发针对新发传染病的强效抗生素的通用策略。此外，偶联的成本效益使得这种方法比全多肽合成更具实用性。由于二硫键在细胞外环境中保持稳定，使用对映体多肽可以进一步防止蛋白酶降解。这种创新的偶联方法有潜力复兴那些以前因外膜渗透性差而被放弃的抗生素候选药物。将抗生素与AMPs偶联是增强AMP有效性的一种有前景的策略，通常产生协同效应而非仅仅是相加效应。例如，Azuma等人通过二硫键将9P2-2和oncocin与氨苄青霉素连接，证明了对革兰氏阴性菌的抗菌活性显著改善——MIC从10 µM降低到2.5 µM。此外，抗生素-AMP偶联物在靶向顽抗生物膜方面显示出潜力。 Etayash等人报道，将宿主防御多肽IDR1018与万古霉素偶联，导致比单独联合治疗更有效的生物膜根除。此外，这些偶联物还促进了免疫调节反应，诱导细胞因子和趋化因子释放以增强宿主防御。近年来，光动力疗法已应用于通过光动力抗菌化疗或光动力失活来对抗微生物感染。由于光敏剂缺乏对特定生物靶标的内在特异性，它们可以与选择性靶向细菌或真菌细胞的AMPs或CPPs偶联。与常规抗生素不同，光敏剂不太可能诱导耐药性，因为它们产生的活性氧寿命极短（约3 μs），且作用谱广。此外，光敏剂在光暴露下的有效性受其电荷影响；阳离子光敏剂通常比中性或带负电荷的光敏剂表现更好。当与AMPs结合时，这一特性特别有益，因为光敏剂的正电荷增强了偶联物对带负电荷细菌膜的亲和力，从而带来更大的抗菌功效。 图3. 使用可裂解连接子的抗菌多肽-抗生素和抗菌多肽-光敏剂偶联物示意图。 摄取后裂解增强协同杀灭作用。AMP-光敏剂偶联物通过PACT中ROS的产生实现靶向病原体破坏。 4.3. 抗病毒多肽-药物偶联物 抗病毒PDCs在药物开发管线中仍然代表性不足，与抗病毒多肽的情况类似。在大多数现有案例中，策略是将已知的小分子抗病毒药物与CPP化学连接，以促进靶向细胞内递送。PDCs作为有前景的抗病毒剂受到了关注，因为它们能够增强药物生物利用度、提高递送效率并绕过病毒耐药机制。这些偶联物将AVPs与抗病毒小分子整合，利用可裂解或稳定的连接子确保在细胞内靶点精确可控的药物释放。Liang等人使用点击化学设计了吲哚偶联的CPPs，与目前可用的临床抑制剂相比，显著增强了HIV-1融合抑制。他们的方法涉及将小分子gp41抑制剂偶联到截短的C多肽的N端，形成一种新颖的偶联结构。其中，26残基多肽Indole-T26在低纳摩尔浓度下表现出强效的HIV-1 Env介导的细胞-细胞融合抑制和病毒复制抑制，其效力与T20相当。这项研究引入了一种基于短多肽的HIV-1融合抑制策略，可能适用于开发针对其他I类病毒融合蛋白的治疗药物。类似地，Wang等人通过将小分子抑制剂与CPPs偶联设计了HIV-1融合抑制剂，实现了增强的细胞摄取和抗病毒效力。他们设计了非常强效的小分子-多肽偶联物，在低纳摩尔范围内表现出强大的抗HIV融合活性。所有四种偶联物都对HIV-1诱导的细胞-细胞融合、病毒复制和六螺旋束结构的形成显示出明显的抑制功效。小分子部分有效地替代了C34多肽的口袋结合域，保持了强大的抗HIV-1融合活性。与T20相比，这些杂合构建体表现出更强的抗蛋白酶K降解能力，并对T20敏感和T20耐药的HIV-1毒株保持强效活性。这种小分子和基于多肽的融合抑制剂的战略整合为开发针对gp41蛋白的下一代HIV-1融合抑制剂提供了宝贵的见解。 Liu等人靶向SARS-CoV-2木瓜样半胱氨酸蛋白酶，因为其在病毒成熟和免疫逃逸中的作用。他们通过将GRL0617连接到源自PLpro底物LRGG的硫鎓系联多肽，设计了一种PDC。EM-C和EC-M PDCs表现出强大的体外抑制活性，EC-M与PLpro活性位点共价结合，并显示出抗ISGylation活性。这项研究引入了PDCs作为一种新型抗病毒策略，将多肽的特异性与小分子的效力相结合，以有效抑制PLpro（图4）。Liotard等人合成了齐多夫定的酯和磷酰胺多肽偶联物，用于靶向抗HIV递送。基于酯的偶联物在TK⁺细胞中显示出抗病毒活性，与水解速率相关，但不是HIV蛋白酶的底物，充当AZT的前药。磷酰胺偶联物在缓冲液中迅速降解，释放AZT，但表现出低的细胞内药物释放和抗病毒活性。HPLC证实没有HIV-PR介导的裂解，突显了需要改进连接子策略以增强细胞内AZT-MP递送。 图4. 旨在共价靶向SARS-CoV-2 PLpro的PDCs示意图，其特点是将抑制剂GRL0617与基于PLpro特异性底物序列LRGG的硫鎓连接多肽偶联。 4.4. 神经系统疾病 在开发通过血脑屏障进入中枢神经系统的新型药物递送系统方面，递送大分子如多肽、单克隆抗体和基因疗法穿过该屏障仍然具有挑战性。如今，构建BBB穿透多肽和穿梭药物构建体提供了跨越CNS分子的有前景的非侵入性策略。Chapeau D.等人最近开发了靶向小分子药物偶联物eSOMA-DM1，用于治疗神经内分泌肿瘤。该偶联物由一个明确靶向SSTR2的奥曲多肽多肽组成，通过整合物连接子与细胞毒性药物DM1连接。整合物N₃-Py-DOTAGA最小化了空间位阻，确保了有效的受体结合，并允许用⁶⁸Ga进行放射性标记用于诊断性生物成像，尽管用¹¹¹铟进行放射性标记显示出更高的产率和稳定性。虽然eSOMA-DM1在较高剂量下表现出与游离DM1相当的细胞毒性，但其在较低剂量下的疗效下降。此外，该偶联物显示出较差的血清稳定性、改变的药代动力学，并引起了对二硫键快速裂解的担忧，导致系统毒性增加，这需要进一步关注。在另一项研究中，Mendonca等人制备了用于增强HIV治疗和脑部递送的多肽-卟啉偶联物。PPC改善了卟啉的水溶性，减少了聚集，并增加了细胞摄取。使用树脂的固相合成方法进行了优化，DIC/Oxyma活化方法产生了更高的纯度和产率。PPC显示出显著的BBB易位，而不破坏单层完整性。优化的PPCs的IC50值在16–34 µM范围内，与膜亲和力和内化有关。在14种PPCs中，有9种未显示出溶血活性。Liang Y.等人开发了一种VPALR-舒必利偶联物，增强了药物穿过BBB的递送并增加了其在脑中的浓度。药代动力学研究显示，药物的生物利用度增加了三倍，半衰期延长。该偶联物还通过在生理条件下酯键裂解表现出持续的药物释放。它降低了促炎细胞因子IL-1β和TNF-α，减少了caspase-3活性，并减轻了神经细胞凋亡和炎症。在抑郁小鼠中，与单独的舒必利相比，该偶联物改善了行为结果，并选择性地靶向中枢神经系统中的多巴胺D2受体，而没有外周拮抗作用。脑转移发生在半数慢性癌症病例中。为了解决这个问题，Zheng M.等人报道了一项研究，验证了一种与PTX偶联的多肽作为潜在的治疗策略，用于穿越BBB和血肿瘤屏障。体外和体内模型均证明，与游离药物相比，PDC具有优越的穿越BBB的能力，利用LRP1受体促进多肽的转胞吞作用。在肺癌脑转移的小鼠异种移植模型中，PDC给药显著减少了脑肿瘤增殖，这一点通过生物成像得到证实。组织学评估显示主要器官没有可观察到的损伤，突显了该偶联物系统给药的安全性。 4.5. 炎症性疾病 PDCs代表了一类有前景的治疗药物，用于管理炎症性疾病，因为生物活性多肽可以与强效分子结合，以高生物相容性精确靶向炎症和调节免疫反应。Bi J.等人探讨了S-烯丙基-L-半胱氨酸及其大蒜酸偶联物的抗炎潜力，重点关注其作用机制和构效关系。在40种合成的化合物中，SMU-8c成为最有效的抗炎剂，可能抑制巨噬细胞一氧化氮的产生。它特异性靶向TLR2信号通路而不影响TLR3/4通路。增强疏水性、延长碳链长度和引入甲氧基提高了抗炎活性。像1-戊烯基这样的取代基增加了活性，而柔性较差的结构则降低了功效。在第三、第四和第五位进行三甲氧基取代对于增强活性至关重要。Shokri等人探索了PDCs在靶向抗癌治疗中使用非甾体抗炎药与线性RGD和NGR多肽偶联的潜力。RGD靶向αv整合素，而NGR靶向APN。Naproxen-spacer-NGR偶联物通过氢键和π-π堆积等相互作用与APN/CD13结合，减少了空间冲突。带有间隔基的NGR偶联物表现出改善的活性，特别是针对SKOV-3和HT-1080癌细胞，突显了减少空间位阻对于有效受体结合的重要性。尽管RGD偶联物显示出有限的功效，但需要进一步研究免疫原性和血清稳定性以优化靶向。Rakesh等人研究了喹唑啉酮偶联多肽作为抗氧化剂和抗炎剂的双重潜力。他们通过用不同疏水性、电荷和极性的残基替换第二个氨基酸来修饰多肽模板。结果表明，疏水性残基，特别是色氨酸，表现出高抗氧化潜力，而带电残基和极性残基增强了抗炎活性。通过喹唑啉酮核中更长的烷基链和封闭的C端基团进一步增加了抗炎活性。研究还表明，抗氧化活性偏好于多肽末端的极性-COOH基团，而抗炎活性偏好于非极性末端。 4.6. 治疗诊断型多肽-药物偶联物 TPDCs将治疗和诊断功能整合到单一分子中，其中一个多肽与药物和诊断剂连接，实现靶向药物递送和治疗效果的实时监测。Mitra等人展示了泛素与2-乙酰基-苯基-硼酸偶联的治疗诊断潜力，用于对抗耐抗生素的金黄色葡萄球菌菌株。该偶联赋予泛素杀菌特性，有效根除细菌的浮游态和小菌落变异。偶联后泛素的MIC和MBC降低了16倍。为了提高诊断能力，使用NODAGA连接子将偶联物用⁶⁸Ga进行放射性标记。放射性标记的偶联物显示出高放射化学纯度、稳定性，并且与其未偶联形式相比摄取增加（表1）。Pham等人开发了一类新型靶向前列腺特异性膜抗原的治疗诊断放射性药物，利用放射性核素⁹⁹ᵐTc和¹⁸⁸Re进行成像和放射治疗应用。这些放射性示踪剂在表达PSMA的前列腺癌细胞中显示出特异性摄取，且非特异性结合可忽略不计。研究报告了多肽偶联物的肿瘤摄取增强，伴随着快速的肾脏清除。二膦-二多肽偶联物由于其成本效益高而具有显著优势，仅需要台式发生器和必要的试剂盒制备。虽然DP1和DP2表现出相当的摄取，但DP2在肾脏部位积累。作者提出，由于脱靶效应减少，DP1放射性示踪剂代表了更优的临床候选药物。Qin Y.等人开发了一种钌(II)配合物Ru1-LHRH，与LHRH多肽偶联用于靶向治疗诊断应用。该偶联物选择性结合过表达LHRH的A2780卵巢癌细胞，与母体化合物相比，细胞毒性提高了八倍，且不影响非靶细胞。该配合物诱导细胞凋亡，促进肿瘤成像，并被认为定位于A2780细胞的线粒体中，在那里产生活性氧并激活Caspase 3/7，这是关键的凋亡标志物。Khan等人开发了一种用于乳腺癌的可注射治疗诊断制剂，使用聚乙二醇亚胺涂层的上转换纳米颗粒与抗癌药物DOX偶联，并与EGFR靶向多肽静电纺丝。该UCNP尺寸为26.75 ± 1.54 nm，显示出68.8%的光热转换效率，在980 nm照射下5分钟内产生显著热量（约62.7 °C）。该系统在酸性条件下表现出高药物负载率和包封效率，并具有pH响应性药物释放。它在乳腺癌细胞系中显示出优异的生物相容性和强大的抗癌效果，并被认为产生活性氧以促进细胞凋亡。结合光热疗法，这种靶向制剂提供了增强的癌症治疗，同时最小化了毒性。 表1. 不同多肽-药物偶联物列表，包括其各自的靶向多肽、治疗有效载荷和相关疾病指征。 靶向多肽：RGD，NGR，奥曲多肽，EGFR靶向多肽等。 有效载荷：DOX，PTX，CPT，DM1，放射性核素（¹⁷⁷Lu，⁶⁸Ga）等。 疾病指征：癌症（神经内分泌瘤、乳腺癌、肺癌等）、细菌感染、炎症性疾病等。 5. 基于PDC的制剂 由多肽、连接子和药物组成的PDC系统作为一种自递送机制，具有高载药效率，增强了药物生物活性，同时消除了对额外载体材料的需求。通过自组装，PDCs可以产生各种一维纳米结构，包括胶束、纳米纤维、纳米管和纳米线。然而，系统给药带来了挑战，如药物积累不足、药物失活和脱靶效应，这些显著阻碍了治疗效果，并可能导致不良副作用。相比之下，局部递送系统提供了一个有前景的解决方案，通过将药物集中在预期部位，同时最小化对健康组织的暴露，从而改善治疗结果。 自组装多肽在基于PDC的制剂中通过氢键、静电相互作用、疏水力和π-π堆积促进水凝胶形成，起着关键作用。这些相互作用使PDCs能够形成纳米纤维、纳米管和超分子水凝胶网络，创造出一个有效的药物递送系统。使用GV2Q2HKD多肽开发了一种基于CPT的自组装PDC水凝胶系统。该系统在与水溶液接触时形成纳米丝，这些纳米丝相互缠绕形成水凝胶。该水凝胶提供了延长的药物释放效果，在胶质母细胞瘤模型中抑制了肿瘤复发（图5）。另一个例子是将地塞米松与多肽两亲物偶联配制而成的地塞米松两亲性前药水凝胶。该水凝胶表现出增强的抗炎活性，药物释放延长，减少了系统免疫抑制作用。 图5. 自组装多肽-药物偶联物水凝胶设计用于局部脑肿瘤治疗。 (A) 自组装过程的示意图，其中单体前药组织成超分子细丝，随后在引入抗衡离子时形成水凝胶。(B) 化学结构。(C) 原位胶质母细胞瘤小鼠模型发展的示意图，以及所提出的在手术切除后抑制肿瘤复发的机制。 靶向多肽通过结合特定的细胞受体来提高药物递送的精确性，增强药物在病变部位的积累。设计了一种带有iRGD多肽的超分子水凝胶用于肿瘤穿透。该水凝胶系统包含负载PTX的多肽偶联物，在暴露于PBS时自组装成水凝胶。该策略显著增加了药物在U87癌细胞中的滞留和细胞毒性。另一个例子是包含CPT和DOX用于联合化疗的水凝胶系统。水凝胶支架持续释放药物，增强了肿瘤穿透和滞留，导致有效的肿瘤抑制。具有内在治疗作用的生物活性多肽已被整合到基于PDC的水凝胶中以增强治疗效果。配制了一种自佐剂多肽疫苗水凝胶，以调节针对黑色素瘤的适应性免疫反应。该疫苗水凝胶激活了树突状细胞，并引发了强大的CD8⁺ T细胞反应，有效抑制了肿瘤生长。另一个含有YSAYPDSVPMMS多肽的水凝胶系统靶向癌细胞上的EphA2受体，诱导受体聚集并激活抗肿瘤信号通路。将生物活性多肽整合到基于PDC的水凝胶中遵循不同的策略，包括共价偶联、自组装和刺激响应性释放。共价偶联涉及通过可裂解连接子将生物活性多肽直接连接到药物分子以实现可控释放。自组装通过非共价相互作用实现水凝胶形成，改善药物稳定性和生物活性。刺激响应性释放水凝胶响应酶、pH或离子触发，允许位点特异性药物释放。 6. PDC开发的挑战 有几个挑战阻碍了PDCs的广泛临床应用和治疗效果。一个主要问题是其安全性，特别是生物相容性。多肽来源于氨基酸，通常以水溶性形式可生物降解，一般不表现出不良影响。然而，当与药物分子偶联时，存在关于多肽的生物相容性和生物降解性是否得以保留的担忧。因此，开发创新策略以确保PDC中多肽的生物相容性和生物降解性是必要的。另一个挑战是PDCs的稳定性，特别是多肽的半衰期短，这限制了PDCs在体内的分布和循环时间，为药物分子在多肽被酶降解之前进入细胞提供了一个狭窄的时间窗口。已经开发了几种技术来增强多肽的半衰期，例如环化、非天然氨基酸替换、二硫键连接的环化、模拟多肽、订书多肽和双环方法。然而，这些分子较小，通常会被肾脏快速清除。为了解决这个问题，将前药方法与新型递送系统的壁材相结合可以改善稳定性，并保持适当的尺寸以实现充分的循环。此外，必须仔细考虑PDCs的功效。PDC中的连接子需要特定的环境条件（如温度、pH或酶）来裂解并从偶联物中释放药物分子。在某些情况下，药物分子可能无法有效释放。此外，药物在靶细胞中的释放速率和效率难以确定，这突显了需要适当的方法来评估PDCs的功效。目前，基于蛋白质疗法的PDC药物的口服给药受到胃肠道蛋白酶介导的酶降解的阻碍。它们仅限于侵入性注射方法，这限制了其临床适用性。为了克服这一限制，设计包含合适载体或结构修饰的递送系统至关重要，以保护PDC药物免受胃肠道酶降解并促进其吸收进入血液。最终，开发高效的PDCs取决于多功能多肽的设计。随着多肽筛选和合成技术的进步，基于PDC的智能纳米医学递送策略有望在未来广泛应用于临床。 7. 多肽-药物偶联物的临床现状 PDCs具有巨大潜力，但仍处于发展阶段，全球仅批准了两个。Lutathera于2018年获批，使用多肽受体放射性核素疗法靶向生长抑素受体阳性肿瘤，向受损肿瘤细胞递送辐射。第二个是Pepaxto，于2020年获批用于多发性骨髓瘤，但由于三期试验结果不佳，于2021年撤回。同样，Zoptralin在针对晚期或复发性子宫内膜癌患者的三期试验中未能证明与单独DOX相比改善的安全性和疗效。尽管存在这些挫折，正在进行的临床试验正在通过改进设计策略来解决PDCs的缺陷。例如，ANG1005使用Angiopep-2穿越BBB并释放PTX用于治疗乳腺癌脑转移，在患者中显示出改善的生存结果。目前处于临床开发阶段的两个PDC靶向分选蛋白1受体：TH1902和TH1904。SORT1受体在包括乳腺癌和卵巢癌在内的几种癌症中高度表达。TH1902携带DTX作为其细胞毒性有效载荷，已获得FDA的快速通道资格，用于治疗对标准疗法耐药、SORT1阳性的晚期实体瘤患者。该PDC目前正在一期临床试验中进行评估。同时，TH1904正在临床前研究阶段。此外，其他处于临床研究阶段的PDCs包括与化疗药物（如DOX和PTX）偶联的天然多肽配体的合成类似物。然而，这些PDCs的临床结果不一致，表明在将其有前景的药效学特性转化为对患者有显著治疗益处方面仍然存在挑战。随着更好的再工程方法的出现，许多PDC候选药物继续推进临床开发，如表2所列。 表2. 目前处于临床试验和已获批准治疗用途的各种多肽-药物偶联物列表。 已批准： Lutathera ([¹⁷⁷Lu]Lu-DOTA-TATE)：治疗胃肠胰腺神经内分泌肿瘤。 Pepaxto (melflufen)：治疗多发性骨髓瘤（已撤回）。 临床阶段（示例）： ANG1005：靶向乳腺癌脑转移（II/III期）。 TH1902：靶向SORT1+实体瘤（I期，FDA快速通道）。 BT1718：靶向MT1-MMP实体瘤（I/II期）。 8. 未来展望 PDC研究的轨迹预示着一个变革的时代，其基础是分子设计、纳米技术和计算生物学的进步。一个重要的重点是将人源化抗体纳入PDC框架，规避鼠源类似物的免疫原性陷阱，同时放大治疗精度和安全性。这种人源化不仅减轻了免疫学问题，还延长了系统循环，从而提高了药物的生物利用度。新兴的多肽支架（如亲和体和ADAPTs）提供高亲和力的肿瘤靶向、精确的药物负载和易于生产的特点，使其成为下一代PDCs的有前景的候选。与此同时，增强生物学稳定性的策略，整合稳健的连接子和保护性纳米药物递送系统，解决了PDCs对酶降解的固有脆弱性。这些设计用于靶向和可控释放的多功能纳米系统，有可能将PDCs的特异性与增强的药代动力学特性协同起来，彻底改变肿瘤学及其他领域的治疗结果。计算方法的整合，特别是人工智能，标志着PDC创新的一个关键前沿。AI驱动的平台促进了新多肽、有效载荷和连接子的理性设计，优化了配体与受体之间的相互作用，同时以前所未有的精度预测药效学行为。与此同时，双特异性和双药负载PDCs的发展突显了该领域对抗治疗耐药性的转变。通过接合多个受体或采用不同的细胞毒性有效载荷，这些构建体放大了细胞内化并瓦解了癌症的耐药机制。此外，多功能连接子的出现，能够进行药物追踪或催化特定的生物反应，体现了对PDC内治疗诊断能力的追求。总而言之，这些进步预示着一个范式，其中PDCs不仅是强效的治疗剂，也是诊断工具，体现了靶向精准性、系统稳定性和治疗适应性的结合。 好啦，本期分享就到这里，如果你觉得知识有用，欢迎关注、收藏、转发呀！ 更多多肽手册资料，资源链接：https://pan.quark.cn/s/2fa0f8621fb0