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偶联不止ADC，抗体-寡核苷酸偶联物(AOC)盘点

2023-08-11

寡核苷酸临床1期抗体药物偶联物siRNA信使RNA

前言过去几年，由于寡核苷酸具有调控基因表达的独特优势，基于寡核苷酸的基因疗法开发如火如荼。寡核苷酸即长度在20至60单位之间的短DNA或RNA低聚物，它们可以合成或以单链（ss）或双链（ds）低聚物的形式天然存在。寡核苷酸药物的问世拓宽了疾病治疗的手段与边界，为许多疾病治疗带来新的希望。不过，由于寡核苷酸分子量大、亲水性高且带负电，未经修饰难以透过细胞膜和血脑屏障，同时易被核酸酶降解、稳定性差，其递送问题成为了寡核苷酸药物研发的瓶颈。目前已获批的核酸药物递送系统主要是脂质体递送系统和GalNAc递送系统，但两者均无法进行肝脏以外的药物靶向递送。而抗体-寡核苷酸偶联物（Antibody-oligonucleotide conjugates,AOC）有望解决该难题。AOC的开发建立在抗体药物偶联物（ADC）的成功基础上。ADC的成功奥秘在于药物结构的设计，受此启发，有多种偶联药物利用这种方式提高靶向性或者扩大适应症范围，这也促成了AOC的诞生与发展。在ADC概念的影响下，AOC已成为靶向寡核苷酸药物递送的潜在载体。具体来说，AOC是一类抗体与寡核苷酸偶联合成的新型嵌合生物分子。作为新型药物，AOC通过将单抗和寡核苷酸偶联，达到有效的靶向治疗能力，相比寡核苷酸具有精准靶向和更好的药代动力学特性。2021年11月，AOC先驱Avidity Biosciences的抗体寡核苷酸偶联物AOC1001的I期临床试验完成首例患者给药，标志着全球首款AOC药物进入临床试验。此后，其他公司的AOC项目在2022年陆续进入临床。那么，AOC药物发展到哪一步了？目前有哪些企业在布局？我们跟随发表在Nature Reviews Drug Discovery上的一篇文章Antibody–oligonucleotide conjugates enter the clinic，来一探究竟。本文分享几项AOC技术平台及临床进展，来自Avidity Biosciences、Tallac Therapeutics、Dyne Therapeutics、Denali Therapeutics和Gennao Bio，开发项目涵盖的适应症包括肌肉疾病、中枢神经系统疾病和肿瘤等。国内在AOC方向布局企业相对较少，以迦进生物为代表，走在前列。图注：在研AOC药物（来源：Nature Reviews Drug Discovery） 01 Avidity Biosciences（AOC 1001；I/II期；首个进入临床的AOC）Avidity Biosciences成立于2013年，总部位于美国加州拉荷亚市，是一家正在开创AOC疗法治疗遗传性肌肉疾病的生物医药公司。成立之初，Avidity设想通过抗体进行小干扰RNA（siRNA）-纳米颗粒的组织特异性递送，但并不顺利，因为抗体难以实现siRNA-纳米颗粒的有效输送。为了确保有效的荷载，研究人员将抗体直接与siRNA相偶联，AOC药物的设计便由此诞生。 ①AOC 1001是Avidity的主要候选产品，被开发用于治疗强直性肌营养不良1型（DM1），由专有的转铁蛋白受体1（TfR1）抗体与靶向强直性肌营养不良蛋白激酶（DMPK）mRNA的siRNA偶联而成，旨在通过降低DMPK相关mRNA的水平以解决DM1的根本病因。目前，Avidity正在开展AOC1001治疗DM1的I/II期MARINA和MARINA-OLE研究，AOC 1001也是第一个进入临床的AOC药物。②AOC 1044是一种外显子跳跃药物，可使外显子44跳跃的杜兴氏肌肉萎缩症（DMD）患者受益，该患者群占DMD的6%。AOC 1044旨在向骨骼肌和心脏组织提供磷酸二酰胺吗啉低聚物（PMO），从而恢复DMD基因的阅读框架，并使较小但仍有功能的肌营养不良蛋白得以产生。AOC 1044正在针对DMD44患者进行I/II 期临床试验评估，该试验旨在评估AOC 1044在健康志愿者和可跳过44号外显子的DMD患者中的安全性、药代动力学、耐受性和药效学特性。③AOC 1020是Avidity的另一款AOC药物。它由TfR1抗体与靶向DUX4 mRNA的siRNA偶联而成，被开发用于治疗面肩肱型肌营养不良症（FSHD）。FSHD是一种临床上常见的遗传性肌肉疾病之一，由骨骼肌中DUX4基因的异常表达引起，通过一系列下游事件导致骨骼肌萎缩和肌肉功能受损。图注：AOC 1020简介（来自：洞见conjugates）临床前数据显示，AOC1020可抑制DUX4 mRNA的表达，从而降低DUX4蛋白水平，减少下游基因表达。目前AOC1020正在FSHD成人患者中开展I/II期关键试验FORTITUDE研究。图注：Avidity研发管线（来自：Avidity官网） 02 Tallac Therapeutics（TAC-001；I/II期；启动先天性免疫）Tallac Therapeutics总部位于加州，其药物开发重点是启动先天免疫来识别和摧毁癌细胞。因此，Tallac选择的治疗有效载荷是含有CpG基序的合成寡核苷酸，能模拟激活先天免疫靶点TLR9的细菌指纹(bacterial fingerprints)。 TAC-001是Tallac的一种重要的候选药物，它是一种由强效的T-CpG与CD22抗体结合的AOC，通过与CD22结合将T-CpG递送给B细胞，进而导致TAC-001的内化以及TLR9信号、B细胞激活，产生一系列免疫反应。TAC-001引发的先天性和适应性免疫反应在检查点抑制剂耐药和难治性肿瘤模型中显示出强大、治愈和持久的单药抗肿瘤活性。TAC-001目前处于I/II期临床阶段。Tallac未来的项目可能会包含具有不同靶点的抗体、不同的Fc参与水平、linker和CpG有效载荷。 03 Dyne Therapeutics（DYNE-101；I/II期；Fab+ASO） Dyne成立于2017年12月，产品线主要聚焦三大罕见肌肉疾病：DM1、DMD和FSHD。Dyne在AOC药物设计上，主要靶向转铁蛋白受体1（TfR1），发挥靶向作用的是抗原结合片段（Fab）而非全长抗体。Dyne认为全长抗体会诱导TfR1的降解，进而降低药物作用和铁吸收过程中的受体可用性。较小的抗原结合片段意味着每剂量药物的蛋白质负荷较低，在耐受性上可能更有利。Dyne的AOC药物使用了可断裂的linker。在治疗载荷上，Dyne计划使用siRNA、反义寡核苷酸（ASO）等。图注：Dyne研发管线（来自：Dyne官网）Dyne的核心候选药物DYNE-101由Fab与ASO偶联而成，以实现靶向肌肉组织递送，目的是减少细胞核中的毒性DMPK RNA，释放剪接蛋白，允许正常的mRNA加工和翻译正常蛋白质，并可能阻止或逆转疾病。Dyne已经获得了全面的临床前数据支持其DYNE-101项目，包括在DM1患者细胞中减少核焦点和纠正剪接，在Dyne开发的新型体内模型中稳定敲低人类核内毒性DMPK RNA和纠正剪接，以及在疾病模型中逆转肌强直性。在非人灵长类动物中，DYNE-101显示出良好的安全性，并通过显著减少野生型DMPK RNA证明了其增强的肌肉分布。2023年5月，欧洲药品管理局(EMA)授予DYNE-101孤儿药资格认定。目前Dyne正在针对DYNE-101治疗成人DM1的ACHIEVE的I/II期临床试验进行评估。 04 Denali Therapeutics（DNL310；II/III期；非靶向性的ASO）Denali Therapeutics是一家专注于神经退行性疾病的生物制药公司，公司开发了专有的转运载体（TV）技术平台，能够使治疗用生物大分子更有效地穿过血脑屏障，包括酶、抗体、蛋白质和寡核苷酸。另外，Denali将TfR1视为通往大脑的门户。排列在血脑屏障中的细胞表达着TfR1，因此，TfR1是寡核苷酸、蛋白质和抗体药物进入中枢神经系统的理想途径。图注：Denali研发管线（来自：Denali官网）Denali初次尝试靶向TfR1使用的是DNL310。这是一款由人艾杜糖-2-硫酸酯酶（IDS）与Denali的酶转运载体（ETV）结合的ASO药物，被开发用来治疗II型黏多糖贮积症（MPS II）。这是一种罕见的神经退行性溶酶体贮积症，是由于编码IDS的基因出现突变引起。IDS酶活性的降低或丧失导致糖胺聚糖（GAG）在溶酶体的积累，从而引起溶酶体功能障碍和神经退行性病变。患者自两岁起便会出现症状，包含内脏功能失调、关节硬化、听力损失、生长阻碍以及神经认知相关症状，存在极大的医疗未竟需求。DNL310被设计为可以递送IDS蛋白至包含脑部的全身细胞与组织的溶酶体中，以对GAG进行分解，从而达到治疗MPS II的目的。今年6月，公司公布了DNL310用于MPS II治疗的I/II期临床结果。数据显示，与基线相较，MPS II患者血清中的神经丝蛋白轻链（NfL）水平显著减少达64%。目前DNL310的临床II/III期试验正在全球进行中。值得注意的是，目前Denali开发的抗体载体的抗原结合臂是非靶向性的，Denali考虑在后续的药物中增加对特定细胞类型的靶向。 05 Gennao Bio(GMAB-7001；临床前；首个无linker AOC)Gennao Bio位于新泽西州，由耶鲁大学的Peter Glazer教授基于他对狼疮自身抗体3E10的研究所创立。Gennao Bio正在探索无linker的AOC。 Gennao Bio开发了其专有的非病毒GMAB平台技术，它使用新型细胞穿透抗体特异性地将核酸有效载荷递送到选定的细胞，同时明显避免内吞途径。靶点为肿瘤细胞和骨骼肌上表达的核苷转运蛋白（ENT2）。其候选药物GMAB-7001是首个无linker的AOC，在胰腺癌小鼠模型试验中，GMAB-7001可长期提升肿瘤浸润淋巴细胞（CD45+、CD8+、CD4+和CD19+细胞等）水平，并且可穿透中枢神经系统，将颅内肿瘤负担降低50%，并防止脊柱转移。 06 国内相关：迦进生物首批布局AOC国内在AOC布局企业相对较少，迦进生物是国内首批从事小核酸偶联药物研发的生物科技公司，将小核酸以偶联的方式实现肝外递送，填补了该细分领域的国内空缺。迦进生物的先导产品 CGB1001 为针对 1 型强直性肌营养不良症（DM1）的抗体-siRNA 偶联药物，预计将在 2023 年启动新药临床研究审批（IND）相关工作。图注：迦进生物相关管线独特的是，迦进生物使用的是‘定点偶联’工艺，开发的小核酸偶联药物在收率、纯度、均一性以及体内/外活性方面比‘随机偶联’工艺开发的药物实现了大规模的提升，Avidity Biosciences的主要候选产品AOC 1001（第一款上临床的AOC）为随机偶联方式。图注：定点偶联技术改善CMC结语小核酸药物与小分子化药和抗体药相比，具有显著优势。不过小核酸药物整体研发仍处于早期阶段，其技术难点仍有待多层突破，尤其是靶向递送和有效作用需加快研发。在肝靶向以外，小核酸药物迈向更广泛的组织类型中仍有待于递送工具的拓展。AOC作为一种简便､特异性高､不良反应小的组合式创新递送手段，提供了更多的可能性，期待AOC在多种疾病治疗领域取得更多突破。参考：1.Antibody–oligonucleotide conjugates enter the clinic. Nature Reviews Drug Discovery.2.https://www.biospace.com/article/releases/dyne-therapeutics-receives-european-medicines-agency-ema-orphan-drug-designation-for-dyne-101/?s=63.3.Denali Therapeutics Announces Robust Reduction in Neurofilament Light (NfL) with DNL310 (ETV:IDS) Treatment in MPS II (Hunter Syndrome). Retrieved June 20, 2023 from https://www.denalitherapeutics.com/investors/press-release?id=9391&type=api.