作者:近水含烟
前言
降解剂-抗体偶联物(Degrader-Antibody Conjugates, DAC)是近年来新药研发领域最具前沿性的技术方向之一,它将靶向蛋白质降解(Targeted Protein Degradation, TPD)技术与抗体药物偶联(Antibody-Drug Conjugate, ADC)技术巧妙结合,旨在克服传统PROTAC分子口服生物利用度低、组织选择性差的矛盾,同时发挥ADC靶向递送的精准优势。这一概念的提出,标志着蛋白质降解领域从单纯的小分子药物向生物大分子偶联药物的重大转变。
传统的PROTAC (Proteolysis Targeting Chimeras)分子由三部分组成:E3泛素连接酶配体、链接子和靶蛋白配体。其作用机制是将E3泛素连接酶招募至靶蛋白附近,利用细胞内泛素化-蛋白酶体途径实现靶蛋白的选择性降解。然而,PROTAC分子量较大(通常>800 Da)、疏水性强、口服生物利用度低,这些固有缺陷严重限制了其临床转化。而ADC技术已经在肿瘤治疗领域取得了巨大成功,通过抗体介导的内吞作用将细胞毒性载荷精准递送至肿瘤细胞内。DAC的核心思路是将PROTAC或分子胶降解剂作为“载荷”替代传统的细胞毒性小分子,通过抗体实现靶向递送,从而将蛋白质降解技术的催化活性与ADC的组织特异性有机结合,同时克服每种技术的局限性。
2024年,Orum Therapeutics的ORM-6151 (BMS-986497)成为全球首个进入临床试验的DAC产品,开展用于治疗急性髓系白血病或高危骨髓增生异常综合征患者的I期临床试验(NCT06419634)。此前,BMS与Orum达成最终协议,BMS将以1亿美元的首付款收购Orum的ORM-6151项目,Orum将有资格获得里程碑付款,交易总价值为1.8亿美元,这一里程碑事件极大地激发了行业对DAC技术的关注。此后,多家企业纷纷布局DAC技术平台,包括Crossfire Oncology、Baylink Biosciences、Helioson Pharmaceutical、石药集团、Nurix Therapeutics等,各自形成了独特的技术路线和产品管线。
本文将系统介绍这些企业的技术平台、产品管线及研究进展,并对DAC领域的挑战与展望进行展望。
01
DAC的技术原理
DAC的基本结构与ADC类似,由三个核心组分构成:靶向特异性抗体、可裂解连接子和降解剂载荷(PROTAC或分子胶)。其作用机制包括以下几个关键步骤:首先,DAC通过抗体特异性识别肿瘤细胞表面抗原,经受体介导的内吞作用进入细胞内;其次,在溶酶体或胞内其他裂解机制作用下,连接子裂解释放活性降解剂;最后,释放的降解剂招募E3泛素连接酶和靶蛋白,形成三元复合物,触发靶蛋白的泛素化标记和蛋白酶体降解(图1)。
图1 DAC基本结构示意图
DAC与传统ADC的核心区别在于载荷的作用机制(表1)。传统ADC使用细胞毒性小分子(如MMAE、SN-38、exatecan等)作为载荷,通过破坏DNA、抑制微管聚合或干扰DNA拓扑异构酶等机制杀死靶细胞,属于“化学计量比”杀伤模式(1:1)。而DAC使用蛋白质降解剂作为载荷,其催化降解机制意味着一个降解剂分子可以反复催化多个靶蛋白分子的降解(PROTAC的"事件驱动"药理学核心特征),理论上具有更强的细胞杀伤效率(1:N催化模式)。此外,降解剂可以靶向传统药物难以靶向的“无法成药”蛋白质,开辟全新的治疗空间。
表1 传统ADC vs DAC:机制对比的深层解读
然而,DAC的设计也面临着独特的挑战。PROTAC分子量大(通常>800 Da),远超Lipinski"类药五规则"(Rule of Five),导致其水溶性差、细胞膜通透性低、口服生物利用度有限、体内清除迅速且组织分布不佳,这些"超越类药五规则"(beyond Ro5)的理化性质严重制约了PROTAC的临床转化。传统ADC载荷如MMAE分子量仅718 Da,可以轻松实现DAR4甚至DAR8的偶联,而PROTAC的大分子量和疏水性使得高DAR偶联时极易产生聚集和沉淀,严重影响药物的稳定性和药代动力学。因此,将PROTAC分子与抗体偶联制成DAC,核心目的正是为了解决PROTAC作为独立药物在成药性上的固有缺陷。
DAC通过抗体介导的靶向递送策略,将PROTAC以"特洛伊木马"方式精准输送至目标组织:抗体赋予其组织特异性,通过抗原-抗体结合和内吞作用将PROTAC载荷直接递送至靶细胞内,从而绕过了PROTAC自身给药时面临的膜通透性障碍;同时,抗体的长半衰期特性显著改善了PROTAC的药代动力学行为,降低了全身暴露带来的脱靶毒性风险。此外,由于PROTAC载荷的催化性作用机制在理论上即使以较低DAR值也能实现充分的药效,这为解决PROTAC分子量大、DAR受限的问题提供了独特的药理学优势。因此,DAC并非简单地将PROTAC"挂"在抗体上,而是将抗体的靶向递送能力与PROTAC的催化降解效率进行功能互补,在解决PROTAC递送瓶颈的同时,也拓展了抗体偶联药物载荷的药理学边界。
02
DAC设计的关键技术策略
当前企业界采用的DAC设计策略主要包括以下几个方向:第一,采用分子胶(Molecular Glue)替代PROTAC作为载荷,分子胶分子量小(约400 Da)、疏水性低,更适合作为DAC载荷;第二,开发亲水性连接子技术,通过PEG化等策略提高偶联物的亲水性,克服PROTAC疏水性导致的聚集问题;第三,采用大环分子技术构建新型降解剂,兼具高亲和力和较低分子量;第四,优化连接子裂解机制,确保降解剂在肿瘤细胞内高效释放的同时维持血浆稳定性。
03
DAC平台技术概述
3.1 Orum Therapeutics——TPD²平台
Orum Therapeutics是DAC领域的先驱企业,其专有的TPD² (Targeted Protein Degradation+Delivery)平台是全球首个将分子胶降解剂与抗体偶联技术结合的技术体系(图2)。TPD²平台的核心创新在于以GSPT1 (G1 to S Phase Transition 1)分子胶降解剂替代传统PROTAC作为DAC载荷。GSPT1是真核生物翻译终止因子,在多种肿瘤细胞中高表达,是当前血液肿瘤治疗的重要靶点。分子胶通过重塑CRBN E3连接酶与GSPT1的相互作用界面,促进GSPT1的泛素化降解。与传统PROTAC相比,Orum的分子胶载荷具有显著优势:分子量仅约400 Da,远小于PROTAC的典型分子量(>800 Da),这使得其作为DAC载荷时可以实现更高的DAR值,且偶联物的物理化学性质更优;疏水性显著降低,减少了聚集和沉淀风险;催化降解机制使得其效力远超化学计量比的传统ADC载荷。
图2 Orum Therapeutics TPD²平台示意图(官网)
Orum同时开发了专有的无痕连接子技术(PROTAb Linker Platform),确保分子胶在血浆中稳定存在,仅在肿瘤细胞内裂解释放。该平台能够将基于cereblon的降解剂的戊二酰亚胺环稳定地偶联到抗体上,而无需对降解剂的化学结构进行任何修饰。在靶向递送和细胞内触发后,连接子会迅速水解,从而释放活性降解剂,实现有效载荷的无缝且“无痕”释放。PROTAb利用多种条件释放触发机制,包括将水溶性部分整合到适配器中的机制,这显著提高了所得PROTAb分子的偶联性和类药特性。
ORM-6151 (BMS-986497)是全球首个进入临床开发的DAC产品,由抗CD33抗体与GSPT1分子胶降解剂偶联而成,用于治疗复发/难治性急性髓系白血病(AML)。该产品于2023年进入I期临床试验,同年被BMS授权引进。临床前研究显示,ORM-6151在体外和体内均展现出强效的抗AML活性,在表达CD33的细胞系中,ORM-6151的治疗显示出皮摩尔级的活性,其效力比临床候选药物GSPT1降解剂CC-90009或CD33靶向药物Mylotarg (gemtuzumab ozogamicin)高10-1000倍,包括在Mylotarg耐药细胞系中也表现出强劲的活性;此外,在异种移植模型中,单次低至1 mg/kg的剂量即可使ORM-6151显示出强大的体内活性。值得注意的是,ORM-6151对CD33阴性的AML细胞也表现出一定的效力,提示其可能具有旁观效应。
ORM-5029是Orum的第二款DAC产品,由高效GSPT1降解剂SMol006通过临床验证的Val-Cit PABc连接子与帕妥珠单抗(Pertuzumab)偶联而成,用于治疗HER2阳性实体瘤,解决传统HER2 ADC在低HER2表达肿瘤中效果有限的问题。临床前研究显示,ORM-5029在多种体内异种移植模型中观察到单次低至3 mg/kg的剂量即可发挥显著疗效;在BT474异种移植瘤模型中,ORM-5029单次给药的疗效优于T-DM1,且与同等剂量的T-DXd疗效相当。ORM-5029在HER2表达的晚期实体瘤患者中进行I期临床试验(NCT05511844),试验中发生SAE (患者因肝衰竭死亡),之后FDA对试验实施partial clinical hold,限制继续入组;Orum基于对临床安全性、PK/PD数据的综合评估,决定停止ORM‑5029的进一步临床开发,并自愿撤回该临床项目。
ORM-1153是Orum的第三款DAC产品,由GSPT1选择性分子胶降解剂SMol006通过临床验证的专有β-葡糖醛酸苷连接子(连接子-有效载荷:SMol249)偶联到OR559抗体(抗CD123)上而生成的,用于治疗急性髓系白血病(AML,包括TP53-mutant)等血液肿瘤,治疗指数比其第一代DAC高30倍。该抗体经过基因工程改造,可最大限度地减少与Fcγ受体的相互作用,从而减少脱靶效应和免疫细胞的参与,同时对连接子进行了优化,以增强血浆稳定性。ORM-1153目前处于临床前研究阶段,ORM-1153在CD123阳性AML细胞系及AML原始细胞中展现出强劲活性,其活性与吉妥珠单抗(GO)相当,且比维奈克拉高出约3个数量级;在弥散性AML模型,ORM-1153单次给药剂量在0.1mg/kg (最小有效剂量, MED)的疗效优于标准治疗及竞品ADC药物—抗CD123/TOP1i,进一步拓展了TPD²平台的应用范围。
3.2 Crossfire Oncology——EPriL平台
Crossfire Oncology是一家总部位于美国的生物技术公司,其核心技术平台EPriL (Engineered Precision Ligand)采用大环分子骨架构建新型降解剂,并将其作为DAC载荷与抗体偶联(图3)。EPriL平台的核心创新在于利用大环肽架结构同时完成E3连接酶配体和靶蛋白配体的功能,从而大幅降低分子量和提高亲和力。与传统PROTAC的线性三元结构不同,EPriL大环分子通过环化约束减少构象空间,显著提高了分子的结合亲和力和选择性。
图3 Crossfire Oncology EPriL平台示意图
EPriL平台的模块化设计是其另一大优势。E3配体和靶蛋白配体可以独立优化和替换,这意味着可以快速生成靶向不同蛋白质的新降解剂。同时,EPriL大环分子的分子量显著低于传统PROTAC,更适合作为DAC载荷实现高DAR偶联。Crossfire Oncology在2024年AACR年会上发表了EPriL平台的概念验证数据,证明了EPriL大环分子作为DAC载荷的可行性。
Crossfire Oncology目前正在推进多个EPriL-DAC项目,其中最先进的项目为基于CFON-18801偶联获得DAC分子,靶向肿瘤领域的重要靶点。该项目目前处于临床前研究阶段,其临床前数据显示EPriL-DAC在多种肿瘤模型(胰腺癌、乳腺癌、肺癌、膀胱癌和淋巴瘤(DLBCL))中展现出良好的抗肿瘤活性和可接受的安全性特征。此外,Crossfire还在开发多个早期项目,靶向包括BCR-ABL、KRAS G12D等“无法成药”靶点。
3.3 Baylink Biosciences——亲水性连接子平台
Baylink Biosciences是一家总部位于美国的生物技术公司,其核心技术专注于开发新型亲水性可裂解连接子平台,该平台可以兼容多种载荷类型,包括传统化疗药物、降解剂(PROTAC/分子胶)和双载荷(化疗+降解剂)。Baylink的连接子技术采用亲水性PEG骨架,有效克服了PROTAC疏水性导致的聚集问题,使得高DAR偶联成为可能(图4)。Baylink连接子平台的核心优势包括:亲水性PEG骨架显著提高了偶联物的水溶性,允许在高DAR条件下保持药物的稳定性;可裂解设计确保载荷在肿瘤细胞内高效释放,同时维持血浆稳定性;模块化设计使得同一连接子可以兼容不同类型的载荷,从而支持从传统ADC到DAC乃至双载荷ADC的全谱产品开发。在AACR 2025年会上,Baylink发表了其连接子平台在DAC应用中的概念验证数据。
图4 Baylink Biosciences连接子平台示意图
目前,Baylink有多款抗体偶联物管线在研,主要产品BLB-101是一款靶向Claudin 6/9的ADC,使用Exatecan作为载荷,目前处于IND-Enabling阶段。在DAC方面,Baylink正在利用其连接子平台开发多个早期DAC项目(药物发现阶段),包括BLB-201、BLB-202和BLB-301,仅BLB-202靶点公开披露靶向HER2 (Tentative),采用新型蛋白降解剂作为载荷用于实体瘤的治疗;BLB-301采用双载荷策略(TOP1i+降解剂)构建,可能实现协同抗肿瘤效应,用于实体瘤治疗。
BLB-201靶向CD123,采用GSPT1降解剂作为有效载荷,通过提高载荷耐受性,选择性杀伤AML原始细胞及白血病干细胞。它可快速降解GSPT1、诱导细胞应激驱动凋亡,并具良好稳定性和选择性,对CD123+细胞强效杀伤,CD123-细胞无影响。体外对AML原代细胞及干细胞具强细胞毒性;体内低剂量(0.1-0.3 mg/kg)与维奈克拉、阿扎胞苷或奎扎替尼联用表现出协同作用,在PDX模型中联合治疗可达完全缓解。BLB-201单药疗效优于CD33靶向GSPT1 DAC对照药,且对正常造血分化无影响,而CD33 ADC吉妥珠单抗奥佐米星则具有高毒性。
3.4 Helioson Pharmaceutical——DAC平台
依托前沿技术平台(蛋白质稳态和DAC),Helioson致力于开发差异化且具有全球价值的药物。公司研发管线涵盖了肿瘤和自身免疫性疾病领域不断增长的分子胶/PROTAC项目。基在DAC平台的管线包括HP-004 (血液系统恶性肿瘤)、CY006 (肿瘤/自免)和DAC-002 (多发性骨髓瘤)。
DAC-002是一款以高效IKZF1/3 (Ikaros family zinc finger proteins 1 and 3)降解剂(MGD) CY001-80作为载荷,通过优化的可切割连接子与抗CD38 Daratumumab偶联形成。在MM-H929肿瘤异种移植模型中,单次静脉注射DAC-002 (2 mpk)可促进肿瘤消退(15天内肿瘤生长抑制率达73%),其疗效优于Daratumumab (6 mpk, IV, 单次)+CY001-80 (0.01 mpk, PO, QD*14)联合方案。高剂量DAC-002 (18 mpk, IV, 单次)可实现肿瘤完全消退。对荷瘤小鼠进行的药代动力学研究表明,肿瘤内IKZF1/3 MGD的暴露量持续较高,而血浆中游离药物的释放量较低;初步的非人灵长类动物毒理学研究未发现明显的安全隐患。目前,Helioson已公开披露的DAC产品主要处于早期发现阶段。
3.5 石药集团 (CSPC)——DAC融合平台
石药集团(CSPC Pharmaceuticals)是中国领先的创新药企业,其DAC技术平台建立在公司成熟的ADC平台和PROTAC研发经验之上。在ADC方面,石药集团已有多款ADC产品进入临床阶段,包括靶向Claudin 18.2的SYSA1801 (已授权Elevation Oncology,EO-3021)等,积累了丰富的抗体偶联、连接子优化和CMC经验。在PROTAC方面,石药集团也已布局多个靶蛋白降解项目。这两大技术平台的自然融合,为石药集团开发DAC产品提供了坚实的基础。石药集团的DAC融合平台整合了三大核心能力:PROTAC设计与优化能力、ADC偶联与连接子技术、以及从早期发现到临床开发的全流程CMC能力。这种融合策略使得石药集团能够快速将已有的PROTAC降解剂转化为DAC形式,同时利用其在ADC领域的成熟经验确保产品质量。
目前,石药集团已公开的DAC管线只有ADC‑2419,靶向CD38,通过组织蛋白酶可切割的连接子将强效IKZF1/3降解剂P5与人CD38抗体偶联。P5与CRBN的结合亲和力(Kd <10 nM)比来那度胺高80倍,即使在细胞内CRBN水平较低的情况下也能形成稳定的三元复合物,从而绕过了阻碍IMiD疗效的耐药机制;P5具有皮摩尔级的降解效力(IKZF1 EC₅₀<0.1 nM; IKZF3 EC₅₀<0.1 nM),并能驱动肿瘤细胞内靶点的深度降解(≥ 90% Dmax)。ADC-2419在体外对表达CD38的细胞表现出强效细胞毒性。在NCI-H929异种移植模型中,单次1 mpk剂量即可实现肿瘤完全消退,优于相同剂量的亲本CD38抗体。在PBMC人源化小鼠模型中,ADC-2419显示出增强的疗效,并保持了对CD38抗体的显著优势。ADC-2419强大的临床前证据支持其在克服MM治疗局限性方面具有良好的应用前景。
3.6 Nurix Therapeutics——协作型DAC平台
Nurix Therapeutics是靶向蛋白质降解领域的先驱企业,拥有丰富的E3连接酶配体库(DEL-AI)和多款临床阶段的PROTAC/分子胶产品。在DAC方面,Nurix采取了独特的矩阵合成和筛选方法对设计要素进行客观评估策略(图5)。2023年9月,Nurix与Seagen (被Pfizer收购)达成多项DAC开发合作协议,Nurix将获得6000万美元的首付款,并有可能在多个项目中获得高达约34亿美元的研发、监管和商业里程碑付款。Nurix的DAC平台核心优势包括:多年的靶向蛋白质降解技术积累,拥有广泛的E3连接酶配体库和降解剂设计经验;与Seagen/Pfizer的合作提供了世界级的ADC技术支持;可以快速将其现有的降解剂分子转化为DAC形式。这种协作模式体现了行业内“降解剂专家+ADC专家”的强强联合趋势。
图7 Nurix Therapeutics DAC协作平台示意图
Nurix与Seagen/Pfizer合作的DAC项目具体信息尚未公开披露,但根据合作协议,双方将共同开发多个DAC项目。根据Nurix官网消息,靶向BTK的DAC靶点包括CD79b、CD19和HER2 (DAR均为4)。其中,Anti-CD79b BTK DAC具有高效旁观者效应,其细胞特异性递送能力使其能够对致病细胞类型(例如炎症免疫细胞)进行精确调控。上述管线均处于临床前阶段,未来均有可能进入临床试验。Nurix除将DAC适应症布局癌症和自免外,还尝试布局了代谢疾病和神经疾病领域。
3.7 Cullgen
Cullgen是一家总部位于美国圣地亚哥的生物技术公司,其核心技术平台uSMITE (Ubiquitin-mediated Small Molecule-induced Target Elimination)是一种新型靶向蛋白质降解技术。Cullgen已基于uSMITE平台开发了多款PROTAC产品,并正在探索将其降解剂技术应用于DAC领域,官网暂无管线披露。2026年5月4日,Gyre Therapeutics以3亿美元完成对Cullgen的收购,核心是看中其uSMITE平台和临床阶段降解剂管线;DAC是该平台上的关键升级方向和未来发展引擎,增强了交易的战略价值,或为收购的主要动机。
3.8 百济神州 (BeOne)
百济神州作为全球领先的生物技术公司,也在积极布局TPD领域。公司已建立了包括嵌合式降解激活化合物(Chimeric Degradation Activation Compounds, CDAC)和ADC在内的多个技术平台,有望探索将两者结合的DAC产品开发。百济神州的优势在于其广泛的临床开发经验和全球化的研发体系,能够支持DAC产品的快速推进。
除上述企业外,多家传统ADC企业也在关注DAC技术,如第一三共(Daiichi Sankyo)等,预计未来将有更多企业进入这一领域。
04
当前主要挑战
DAC技术虽然前景广阔,但仍面临多重挑战。首先,PROTAC的物理化学性质是最大的技术难题。PROTAC分子量大、疏水性强,导致高DAR偶联时极易产生聚集和沉淀,严重影响药物的稳定性和药代动力学。尽管分子胶和大环分子等新型载荷在一定程度上缓解了这一问题,但完全解决仍需更多创新。
其次,连接子设计是DAC成败的关键。理想的DAC连接子需要在血浆中高度稳定,同时在肿瘤细胞内高效释放活性降解剂。与传统ADC载荷不同,PROTAC降解剂的释放需要保持其三元结构的完整性,因为只有完整的PROTAC才能招募E3连接酶并介导靶蛋白降解。这对连接子的裂解位点和裂解方式提出了更高的要求。
再者,降解剂的胞内释放后的活性保持是一个重要问题。PROTAC分子需要进入细胞核和细胞质两个区室发挥作用,其较大的分子量可能影响细胞内的扩散和分布。此外,降解剂的催化循环特性虽然是优势,但也可能导致旁观效应引发的毒性问题,如何平衡效力和安全性是临床开发的重要课题。最后,如何确定哪些PROTAC适合与DAC偶联需要更多的实验去验证。
05
未来展望
尽管面临挑战,DAC技术的未来发展前景仍然十分广阔。随着相关临床数据读出,DAC的临床验证将为后续产品开发提供重要参考。分子胶降解剂作为DAC载荷的成功应用已经得到初步验证,未来将有更多基于分子胶的DAC产品出现。同时,大环分子技术、亲水性连接子技术等创新方案也将为DAC的发展提供更多可能性。
从行业趋势看,DAC技术将从以下几个方向继续演进:一是载荷创新,从PROTAC向分子胶、大环分子等更小、更亲水的降解剂演进;二是双载荷策略,将化疗药物与降解剂同时偶联至同一抗体,实现协同杀伤效应;三是适应症拓展,从血液肿瘤向实体瘤、免疫性疾病、代谢疾病以及神经系统疾病领域扩展;四是联合用药策略探索,将DAC与免疫检查点抑制剂、化疗等联合使用。我们有理由相信,DAC将在未来的新药研发中扮演越来越重要的角色。
近期会议
点击图片,跳转会议详情
参会报名
1. 免费审核门票(仅限生物医药投资人、Biotech/药企、临床/院校科学家,不含餐,不含私董会)免费门票获取(微信朋友圈集21个赞,报名时上传截图,可获取门票)
2. 会议门票500元(含两天公开会议,含5月22日午餐,不含私董会);
3. 晚宴门票2000元(含两天公开会议,含5月21日晚餐,5月22日午餐,不含私董会)