GYS1

Investigational, next-generation therapy for Pompe disease delivers GYS1 siRNA to muscle tissue Phase 1a safety and bioactivity data in normal healthy volunteers supports moving into first-in-patient LOPD trial PHILADELPHIA, PA, USA I October 29, 2024 I Aro Biotherapeutics , a clinical-stage biotechnology company working to develop potent and tissue-targeted medicines, today announced the initiation of the Phase 1b portion of its clinical trial of ABX1100, a novel potential treatment for late-onset Pompe disease (LOPD). By targeting a known receptor called CD71, ABX1100 delivers siRNA therapy to muscle tissue, where it inhibits the production of the GYS1 enzyme, which is responsible for synthesizing glycogen. In the planned 1b study, investigators seek to enroll adults with LOPD to evaluate the safety and bioactivity of ABX1100. More information about the trial is available at ClinicalTrials.gov using the identifier NCT06109948. “The limitations of enzyme replacement therapy for Pompe disease underscore the need for new therapies with novel mechanisms of action,” said Aneal Khan, MD, principal investigator of the trial and a pediatrician and medical geneticist at the Metabolic and Genetic in Calgary (MAGIC) Clinic in Alberta, Canada. “ABX1100 is being evaluated as a new therapeutic approach for individuals with late-onset Pompe disease, and we are eager to begin this trial in the underserved Pompe disease population.” Pompe disease is a rare neuromuscular disorder driven by the toxic buildup of glycogen, a stored form of sugar used for energy, in the muscle. This over-accumulation of glycogen leads to progressive loss of muscle function, weakness, and disability that can eventually progress to death from respiratory failure. 1 Currently available enzyme replacement therapies (ERTs) for Pompe disease have limited long-term efficacy. Preclinical studies suggest that inhibiting the production of GYS1 may be a valuable addition or alternative to ERT. “The encouraging preclinical and clinical evidence generated to date provides a solid foundation for ongoing clinical studies of ABX1100, which has the potential to be the first new treatment for Pompe disease beyond ERT. We anticipate dosing the first patient with Pompe disease in the Phase 1b study before the end of 2024,” noted Susan Dillon, Ph.D., co-founder, president and chief executive officer of Aro. “ABX1100 was well tolerated in a recently completed Phase 1a trial conducted in normal healthy volunteers, and it showed durable GYS1 mRNA knockdown in muscle biopsies, with effects lasting through at least 10 weeks following a single dose,” added Dr. Dillon. “The study achieved the goal of identifying a safe and effective starting dose for studies in patients with LOPD. We plan to present the Phase 1a results at a future medical conference.” About ABX1100 ABX1100, an investigational treatment for Pompe disease, is comprised of a CD71 receptor-binding Centyrin conjugated to a small interfering RNA (siRNA) that specifically interferes with expression of GYS1 messenger RNA (mRNA), thereby reducing levels and overall activity of the GYS1 enzyme in muscle tissues. ABX1100 demonstrated a favorable safety profile in toxicology studies, with durable reductions in GYS1 mRNA in muscles, supporting the potential for quarterly dosing. ABX1100 has received Orphan Drug Designation and Rare Pediatric Disease status from the United States Food and Drug Administration (FDA). About Aro Biotherapeutics Aro Biotherapeutics is a biotechnology company working to develop potent and versatile tissue-targeted genetic medicines with a platform based on a proprietary protein technology called Centyrins. The company is developing a wholly owned pipeline of Centyrin-based therapeutic candidates for tissue-specific targeting of therapeutics for a diverse set of diseases. For more information, visit www.arobiotx.com . Reference SOURCE : Aro Biotherapeutics

RNA干扰(RNAi)疗法的发展始于1998年发表在Nature杂志上的一篇题为“Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans”重要论文。Andrew Fire、Craig C. Mello等科学家发现，使用长双链RNA (dsRNA)能够沉默秀丽隐杆线虫中特定基因的表达。 在该研究的基础上，Thomas Tuschl等在2001年发表的另一篇Nature论文中揭示，使用小干扰RNA (small-interfering RNAs,siRNAs)在哺乳动物细胞中实现了序列特异性RNAi，且不会诱导使用长双链RNA (dsRNA)引发的免疫反应。基于这些重要发现，siRNA在科研及治疗领域的应用开始发展。 来源：Nature Biotechnology 与单链反义寡核苷酸(antisense oligonucleotides，ASO)不同，siRNA是短的双链RNA (dsRNA)，由一条与靶RNA具有相同序列的正义链，及一条互补引导(反义)链组成。在被细胞摄取后，siRNA与RNA诱导沉默复合物（RISC，一个由AGO2内切酶、反式激活应答RNA结合蛋白2和DICER1组成的多蛋白系统）相互作用，正义链被清除，引导链（反义链）充当识别靶序列的模板，介导互补靶mRNA的结合及降解，从而终止靶蛋白的翻译。 反义寡核苷酸(ASO)是首个获监管部门批准的寡核苷酸药物，合成ASO可以被设计成靶向剪接信号序列并调节pre-mRNA剪接(图1a)，也可以被设计成结合靶mRNA中的互补序列，并招募核糖核酸酶H1 (RNase H1)以降解靶mRNA(图1b)。外源性siRNA是内源性miRNA的“表亲”，利用siRNA诱导沉默复合物（siRISC）介导基因沉默(图1c)。miRNA利用miRNA诱导沉默复合物(miRISC)通过使mRNA脱帽或缩短poly(A)尾巴介导基因沉默（图1d）。（来源：Nature Biotechnology） 目前，全球已有6款RNAi药物获批上市，验证了RNAi疗法在人类中的应用。随着RNAi不断取得治疗突破，该赛道的产业热度也在急剧上升。2023年以来，制药巨头BD之风也吹到了RNAi领域，罗氏牵手Alnylam（潜在交易总额28亿美元）、BI牵手瑞博生物（潜在交易总额超20亿美元）、诺华牵手舶望制药（潜在交易总额41.65亿美元）……MNC已毫不掩饰对RNAi疗法的兴趣。此外，从管线来看，医药魔方NextPharma®数据库显示，截至2024年7月26日，全球有超620个RNAi项目同步在研。 已获批上市的RNAi疗法 来源：Nature Biotechnology RNAi疗法具有特异性沉默几乎任何治疗靶点的潜力。然而，将这类创新性疗法带给更多患者仍面临巨大的挑战，其中递送问题最为突出。过去几年，RNAi疗法递送技术进展如何？RNAi疗法的靶点选择有何讲究？临床开发有哪些注意点？未来的优势发展方向在哪？近日，来自University of Massachusetts Chan Medical School的两位科学家在Nature Reviews Drug Discovery 杂志发表一篇综述文章，就以上问题展开了深入探讨。 来源：Nature Reviews Drug Discovery   01   递送突破 siRNA向靶组织或细胞类型的功能性递送受到多种因素的影响，包括给药途径、生物屏障、外渗、组织或细胞摄取和内体逃逸。目前获批用于递送siRNA的技术包括LNP和基于GalNAc的偶联技术（肝脏递送）。其中，偶联介导的递送是目前临床上递送siRNA的主要平台。在LNP和GalNAc介导肝脏递送取得成功后，目前适合递送的组织正在扩大。其中，中枢神经系统(CNS)、眼睛、肺、肌肉和皮肤递送显示出可喜的进展，其他组织（包括肾脏、心脏、脂肪、胎盘和胰腺等）的递送也正在积极探索中。这些进步主要归因于最近递送平台和给药模式的创新。例如，通过局部给药（local administration）可将siRNA选择性递送至中枢神经系统（CNS）、眼睛、肺和皮肤；通过系统递送（systemic delivery）可以使siRNA到达肌肉、肾脏、心脏、脂肪、胎盘和胰腺，虽然这种方法没有选择性，但siRNA在可接受的剂量水平下会优先在这些组织中的某些细胞类型中积累。 在不同组织中实现治疗性RNAi递送的技术 来源：Nature Reviews Drug Discovery ▌系统性递送 偶联介导的递送 GalNAc偶联siRNA结合细胞表面去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR），通过内吞作用，促进肝细胞摄取。已获批上市的6款RNAi疗法有5款使用了GalNAc系统。GalNAc介导的肝细胞递送是一种独特的情况，肝脏的天然过滤功能、高血流量、开窗内皮以及ASGPR的快速循环共同导致了强大的疗效和持久性。目前，一些靶向偶联物，包括抗体、工程蛋白、肽、适体和脂质，正在开发用于siRNA肝外递送(图2a)。 肝外递送 改变药代动力学特征以改善siRNA全身分布和促进肝外疗效的策略（来源：Nature Reviews Drug Discovery ） siRNA向非肝组织的系统递送在概念上是复杂的，需要更好地理解驱动清除和生物分布的原理。siRNA的生物分布可能受到给药途径、核酸酶稳定性和清除器官生理特性的影响。肝脏和肾脏是系统注射siRNA的主要清除器。肝脏较高的血流速率、不连续的内皮以及肾脏的天然过滤功能会在达到充足的系统积累之前就清除大部分注入的化合物。 一般来说，骨架（scaffold）的整体亲疏水比决定了siRNA的清除模式。高疏水性siRNA在肝脏中被清除较多，高亲水性siRNA在肾脏中被过滤较多。事实上，与肌肉和中枢神经系统等组织(通常1–2 μg g−1就足够了)相比，肾脏中的靶向沉默需要高近两个数量级的siRNA积累(>100 μg g−1)。因此，对于肾脏，需要额外的化学改造，如增强稳定性和内体逃逸，以提高疗效。肾脏是许多肾脏疾病的重要器官，siRNA成功递送到肾小球内皮细胞和足细胞等细胞类型，将开启前所未有的机会。 有研究显示，脂质偶联物（如docosanoic acid，phosphocholine (PC)–DCA）能够显著改善了siRNA的系统分布，在包括肌肉、心脏和脂肪在内的几种肝外组织中显示出疗效。除了表现出更好的肝外摄取外，这类化合物还显出更好的安全性。一项治疗先兆子痫的I期临床试验正在评估PC–DCA偶联siRNA对sFLT1的调节作用。此外，2′-O-hexadecyl (C16)脂质偶联siRNA正在临床前和临床研究中被广泛评估。 显示出强大系统肝外效用的其他类型偶联物包括抗体、抗体片段和工程蛋白。这类偶联同时显著增加了siRNA药物的总体大小，从而通过降低肾脏清除率促进系统分布。 抗体偶联siRNA进展最快的是使用靶向转铁蛋白受体1 (TfR1)的单抗，可用于骨骼、心脏和平滑肌递送。在一项临床前研究中，靶向SSB mRNA(编码小RNA结合外切酶保护因子La)，单次静脉注射6 mg kg - 1剂量的anti-TfR1–siRNA偶联物导致高达75%的靶点下调。一项针对人类患者的I/II期研究表明，使用anti-TfR1–siRNA靶向肌张力蛋白激酶(DMPK)治疗1型强直性肌营养不良，可显著改善疾病预后。 Centyrins是一类小的，工程化的人类蛋白质衍生物，也被用于siRNA肝外递送。centyrin-siRNA偶联平台显示出有希望的系统递送特性。一项使用centycin -conjugated siRNA (ABX1100)用于肌肉递送，以沉默糖原合成酶1 (GYS1)基因以治疗庞贝病的I期试验正在进行中。 肽偶联也有望发展为siRNA的递送平台。肽可以合成，因此CMC相对不那么复杂。胰高血糖素样肽1（GLP1)是GLP1受体的一种配体，已被成功地用于将ASO递送到胰岛细胞。许多学术实验室和制药公司正在进一步探索肽偶联作为一种有前途的siRNA递送策略的潜力。 适配体是第一批被探索用于递送siRNA和其他寡核苷酸疗法的偶联物之一，但可能由于早期的一些尝试观察到的持久性有限，目前还没有在转化领域获得太多的关注。不过，最近适配体在疾病动物模型中取得了显著进展，特别是靶向肿瘤相关的某些生物标志物，因此具有临床转化的潜力。 另一种改善系统递送的策略是使用纳米结构（nanoconstruct）作为siRNA的载体。不过，某些包含大量siRNA的高载荷设计可能会触发不希望的免疫反应。因此，为了更好地利用纳米结构递送siRNA，需要增强对如何避免潜在免疫原性和改善有效载荷释放的理解。 ▌局部递送 经优化的siRNA局部给药到中枢神经系统、眼睛、肺和皮肤已显示出强大的疗效。将化合物直接递送到这些相对封闭或易于进入的组织中，可以增强滞留，并确保化合物的充足供应以供细胞摄取。如前文所述，siRNA的分子性质（如疏水性、分子大小）也能够降低清除，并促进摄取。举例来说，偶联C16脂质链到siRNA正义链上可以在啮齿动物和非人灵长类动物(NHPs)的中枢神经系统、眼睛和肺中实现安全、有效和数月的沉默。此外，当siRNA进行局部给药时，可以测试多种优化骨架结构的设计，不同的骨架可以产生不同的细胞类型摄取谱。 siRNA局部递送（来源：Nature Reviews Drug Discovery ） 中枢神经系统 通过直接注射到脑区或注入脑脊液(CSF)，将siRNA治疗药物递送到中枢神经系统是可行的。给药方案是向中枢神经系统递送siRNA的重要考虑因素。将二价siRNA注射到脑脊液中支持广泛分布：在脑脊液高暴露区域(如海马体、丘脑、皮质和脊髓)积累水平高，而在更深区域(如尾状核和壳核)积累水平较低。因此，CSF注射治疗性siRNA可能适用于治疗累及皮质、海马体和脊髓的神经退行性疾病，如肌萎缩侧索硬化症和阿尔茨海默病。 皮肤 皮肤是siRNA局部递送最大和最容易接近的人体组织。但局部递送大分子（如siRNA）穿过皮肤屏障的最外层(即角质层)是具有挑战性的。皮内注射是一种可行的siRNA递送方法，在临床上通常用于局部皮肤病适应症的治疗。疏水偶联物可以显著改善局部注射后siRNA在皮肤中的滞留。未来的研究重点包括在猪模型（更接近人类皮肤）中测试不断优化的siRNA平台的皮内注射效果，以促进临床转化。 体外移植 将siRNA递送到离体器官用于移植是一个潜在的令人兴奋的应用。机器灌注递送siRNA沉默参与缺血再灌注损伤的基因有助于保持移植器官的质量。递送沉默免疫因子的siRNA可能有助于减少快速的移植排斥反应。这绝对是一个值得关注的领域。   02   临床开发五大“关键点” siRNA药物的开发与传统的小分子和生物制剂有很大的不同，主要区别在于siRNA的PK特性和靶向特异性可以独立优化：PK特性由整体化学骨架和偶联定义，而靶向特异性主要由向导链序列定义(图2a)。值得注意的是，平均而言，siRNA候选药物的设计和开发走向临床验证的成功率大大高于传统管道的成功率，但依然有一些关键因素需要重视： 靶点选择 RNAi药物开发的临床适应症和靶点选择（来源：Nature Reviews Drug Discovery ） 成功开发用于某一临床适应症的siRNA药物需要选择相关靶点。考虑靶点选择的基本因素是将siRNA递送到靶组织的能力（具有强大的有效性和可接受的安全性）。如前所述，当前肝脏递送已经经过充分验证，中枢神经系统、肺、眼睛、肌肉和皮肤递送也有可靠的动物数据。第二个关键因素是了解递送系统的分布。举例来说，大多数肌肉靶向偶联物也会递送到心脏和肝脏病诱导靶点沉默。因此，对于治疗应用，开发人员应确保靶点优先在预期组织中表达，或者off-tissue调控是良性的。 此外，需要注意的一点是，如果某个疾病的靶点过度上调，那可能会超过RNAi机制的能力。一个替代策略是靶向与该靶点相互作用的上游信号因子。另一个方法是，使用多靶向siRNA再额外靶向其它靶点，或者联合其它药物类型实现协同效应。同时，靶点选择还需要考虑mRNA turnover率对siRNA药效的影响。研究表明，高turnover率的mRNA更能抵抗RNAi介导的沉默。 靶点表达细胞类型的增殖速率也会显著影响siRNA的效力和持久性。随着时间的推移，快速分裂的细胞会稀释内化siRNA的细胞浓度。因此，活跃分裂细胞（例如肿瘤细胞和表皮角质形成细胞）中的RNAi活性可能会降低，需要重复给药以维持沉默效果。相比之下，siRNA的持久性通常在非分裂状态的细胞类型中持续更长时间，比如神经元。 另一个重要的考虑因素是临床有效性。在很长一段时间里，人们认为siRNA不能与小分子和生物制剂竞争，因此，没有考虑已经有有效药物的靶点。然而，一年两次或一年一次给药频率的潜力，支持实际的便利性和患者依从性，现在使siRNA成为一种非常有吸引力的替代modality。最明显的例子是inclisiran，它靶向PCSK9，降低失调的胆固醇水平，尽管市场上已经有几种获批的生物制剂。 on-tissue靶向选择性 为了避免off-tissue沉默带来的潜在副作用，一个有用的策略是关注在siRNA递送组织中优先表达的治疗靶点。例如，由MSTN编码的myostatin是一种主要在骨骼肌中产生的肌肉因子，作用于肌细胞抑制肌肉生长。靶向调节myostatin可能对治疗肌肉萎缩症有益。在跨多个组织普遍表达基因的情况下，系统靶向需要通过安全性研究进行仔细评估，因为off-tissue靶向沉默可能会带来潜在的风险。 先导化合物优化 先导化合物优化是连接体外筛选和体内验证的关键步骤。骨架和核苷酸修饰能够显著影响siRNA活性，因此优化过程中的任何重大变化都必须进行测试，以与亲本化合物进行活性比较。先导化合物的优化重点是改善体内递送、效力和持久性。先导化合物应仔细纯化和做好质量控制。在进行全面的临床前安全性和有效性研究之前，对优化的先导化合物物进行快速体内验证以确认靶点沉默情况将有所帮助。 临床前评价 理想情况下，先导化合物的疗效应在相关疾病模型中进行评估。然而，许多人类疾病缺乏动物模型，或者相关模型可用性有限，带了较大挑战。此外，动物模型的相关性——也就是说，它是否准确地反映了人类疾病的特征——是至关重要的，特别是对于炎症性疾病和癌症，这些疾病的确切原因可能是未知的。对于其他疾病，如亨廷顿病和肌强直性营养不良，其潜在机制在遗传水平上得到明确定义，因此，siRNA的设计和临床前评估更加“有利”，特别是当建立了人源化转基因模型时。 临床验证 尽管siRNA在啮齿类动物和NHP中具有良好的临床前安全性，但在临床验证中仍可能存在不确定性，如在revusiran的III期试验中所见，该试验导致了意外死亡率。尽管进行了广泛的调查，但确切原因仍不清楚，这强调了siRNA药物开发的所有阶段都需要进行彻底的安全性评估。 值得注意的是，siRNA药物先导化合物的鉴定和临床前开发的时间较短，这一特点支持针对罕见遗传疾病或对现有治疗无响应的晚期癌症个体化患者开展临床试验的高可行性。这些N-of-1研究（一种基于单个病例进行的随机对照试验）为siRNA药物的快速临床验证和开发提供了绝佳的机会。   03   未来四大优势方向 与传统药物相比，siRNA具有明显的优势，包括它们能够沉默以前被认为不可成药的靶点，开发时间更短，临床持久性更长等。未来，这类药物形式在以下几个领域极具前景： siRNA药物极具前景的未来应用方向（来源：Nature Reviews Drug Discovery ） 调节疾病相关mRNA异构体 转录后过程，如选择性剪接是固有的细胞机制，这会产生来自单个基因的多种调控和编码RNA转录本异构体（ transcript isoform）。这一过程可能导致在生物学功能和病理作用上不同的调节性RNA和蛋白质亚型。由于缺乏RNA或蛋白质异构体的结构特性表征，通过传统的小分子和生物制剂对它们进行特异性调节非常具有挑战性。相比之下，基于寡核苷酸的方法提供了在转录后水平上精准靶向疾病相关异构体的解决方案。异构体特异性siRNA的设计需要靶转录本有独特的序列延伸，将其与非靶向（non-targeted）异构体区分开来。使用新兴的强大工具，如长读测序，来确定疾病状态下的异构体表达谱，将极大地增加设计siRNA的信心。随着这一领域的发展，siRNA药物选择性调节致病异构体的能力将是前所未有的。 病毒感染 siRNA可能在对新出现的病毒病原体和流行病的快速反应中发挥重要作用。肺和肝脏目前是应用siRNA的有希望的组织，例如用于治疗病毒性肺炎和肝炎。事实上，多种抗乙型肝炎siRNA已经进入临床验证阶段。siRNA可能是治疗病毒性感染性疾病的理想modality。首先，siRNA专门针对病毒RNA成分设计，可最小化对宿主RNA的脱靶效应。其次，通过靶向对维持生存能力至关重要的病毒基因组的保守区域，siRNA有可能覆盖多种现有和未来的病毒株。 调节长链非编码RNA 人类基因组的很大一部分不编码蛋白质，而是产生在基因表达和蛋白质功能中具有调节作用的非编码RNA(ncRNA)。越来越多的证据表明，包括长链非编码RNA (lncRNA，大小超过200个核苷酸)在内的ncRNA可以作为某些疾病的治疗靶点。考虑到lncRNA的多样性及其在生物功能调控中的各种作用，lncRNA的治疗性调控对药物开发人员来说是一个探索较少但充满机会的方向。尽管目前靶向lncRNA，且已取得临床成效的药物有限，但siRNA和其他基于寡核苷酸疗法非常适合开发lncRNA靶向药物，在未来具有很大的潜力。 联合治疗 将siRNA与其他药物形式（如小分子或生物制剂）联合使用，可能会协同改善治疗复杂疾病的临床结果。一项正在进行的研究是Alnylam的siRNA药物cemdisiran联合Regeneron的单抗药物pozelimab治疗阵发性睡眠性血红蛋白尿症。尽管结合了siRNA药物的联合疗法的临床成功尚未确定，但未来的潜力是可以预见的。   小结   从在秀丽隐杆线虫中发现RNAi机制，到在哺乳动物细胞中证明其功效，再到开发一类新的人类药物，RNAi技术在过去20多年经历了一段非凡的历程。除了已获批上市的6款药物，一些晚期临床管线已经显示出有希望的疾病改善效果，这可能导致下一波siRNA药物获批。随着分子设计和肝外递送平台的不断发展，预计在不久的将来siRNA药物的应用将在各种适应症中大幅扩展。 参考资料： [1]https://www.nature.com/articles/s41587-023-02105-y [2]https://www.nature.com/articles/s41573-024-00912-9   近期活动推荐   共建Biomedical创新生态圈！ 如何加入BiG会员？

偶联技术有多火？仅ADC（抗体偶联药物）领域，2017年之后就有超过10款新药获FDA批准上市，时至今日，全球进入临床阶段的ADC药物更是超过500余款，而万物偶联趋势下，这个数字还在无限扩大。 偶联药物有多卷？随着DS-8201获批上市，其突出的优势为ADC药物开发提出了更高的标准，也让“差异化偶联创新药”成为主要趋势，部分入局较晚的企业产品还在研就已丧失优势，不得不思考“偶联药物未来又将如何发展”？ 其实，与最初“魔术子弹概念”时代并没有太大的变化，尽管蛋白质基因工程、化学偶联等技术的持续进步，但偶联药物的发展方向仍主要围绕新的靶抗原、新作用机制的有效载荷、新的抗体和载体形式等方面进行，而最大的不同就在于，偶联药物方向更偏向于了靶向性，即更多具有特异定向作用的结构被用作了小分子毒素等有效载荷的载体。 数据来源：公开数据整理 在此环境之下，组合用药、精确递药的理念和应用场景进一步扩大，多种新兴偶联技术概念相继涌现，业界也掀起了新兴偶联技术药物研发热潮。 差异化之路 非抗体蛋白偶联的出现 原则上来讲，偶联药物或许并不存在最优组合。 “万物皆可偶联”的核心理念之下，对最优组合的不断探索反而促进了更多创新技术的出现，继ADC爆火之后，PDC、FDC、SMDC、ISAC、RDC、ARC等多种技术如雨后春笋般不断冒出。 多样化策略之下，各种创新偶联技术相较传统ADC技术，或多或少都存在自身的核心优势，如PDC较强肿瘤穿透性、更低的免疫原性与更低的生产成本；SMDC工艺简单、安全性较好与安全性较高。而除了抗体、多肽与小分子等常规的靶向分子，近来出现的“非抗体蛋白”也逐渐全新的研究领域。 非抗体蛋白偶联药物，即将靶向性蛋白分子与发挥药效的效应分子（比如细胞毒分子，siRNA等）连接在一起，递送效应分子到特定疾病部位发挥作用。其原理上与ADC的机理类似，最大区别就是靶向分子的不同，但相较前者却有着核心的四大优势： 免疫副作用更小：蛋白偶联药物的蛋白部分大都来源于人类蛋白，例如重组人甲胎蛋白、重组人转铁蛋白等，相较于抗体、多肽能对人产生较小的免疫副作用。 靶点灵活：对靶点的选择相对灵活，很多企业在蛋白部分做了很多创新，例如Aro Biotherapeutics的Centyrins蛋白经过设计后可以与不同肿瘤抗原相结合。原则上可以避开偶联药物较集中的hear2等领域，去尝试更新、更小众的靶点方向。 高效：如外泌体偶联药物，可控的、模块化的药物装载与递送，突破了抗体偶联药物（ADC）载药率低、安全性有限的瓶颈，实现了更高效的提升效率。 稳定：蛋白偶联药物的结构稳定性一般较高，且具有高效、可控的制药载荷数量。 依从性高：可以通过在蛋白中引入半胱氨酸来提高药物的结合率，提高了药物的依从性和便利性。 不过，由于蛋白偶联技术总体上处于研究早期阶段，某种程度上其优势性与局限性都尚未研究透彻，后续或可能存在系列变化，但无论如何，从目前市面上相继出现的非抗体蛋白偶联技术来看，其临床优势也可初见端倪。 外泌体+转铁蛋白 蛋白偶联的两大典型技术路线 外泌体偶联药物（EDC） 2021年7月26日，Nature子刊Nature Biomedical Engineering在线刊发了中科院魏炜教授团队联合首都医科大学陶勇教授团队和昆士兰大学余迪教授团队共同署名文章，开发出外泌体偶联VEGF单抗，利用Treg来源的外泌体（rEXS）为载体，通过基质金属蛋白酶（MMP）敏感肽段（cL）连接VEGF抗体（aV)，创建了rEXS-cL-aV体系。 后续通过外泌体化学偶联技术，在外泌体上进行可控、可调节的多功能化改造，如构建融合表达特定蛋白和外泌体膜蛋白的质粒，通过转染等方式，让该融合蛋白在外泌体来源细胞中大量表达，使得这些细胞分泌的外泌体能够会携目标融合蛋白。 图片来源：参考资料1 最终，将外源性小分子化学药物或生物大分子药物与外泌体偶联结合，形成外泌体偶联药物（EDC），实现高效、稳定、广谱、可控的外泌体模块化药物装载与递送，突破了抗体偶联药物（ADC）载药率低、安全性有限的瓶颈。 在该领域上，天津外泌体科技有限公司是国内掌握该技术商业化的领先公司，根据其以往公布的数据显示，其EDC药物装载率可达到92.3%、溶解性提高71.4倍、半衰期提高36.2倍、药峰浓度提高3倍、 口服相对生物利用度提升2.6倍；装载Herceptin抗体的外泌体呈现靶向效果相比对照组提升174.5倍，数据着实惊人。 至少就目前而言，EDC技术是外泌体领域最具商业化前景的技术，也是最为经典的非抗体蛋白偶联技术。 重组人转铁蛋白偶联药物 铁蛋白作为一种脱铁蛋白组成的具有大分子结构的糖蛋白，通常情况下是由蛋白质外壳和铁内核两部分组成，在维持机体铁代谢平衡和细胞抗氧化过程中起着关键作用，并且与炎症、血管增生和肿瘤有关。 而人工条件下的铁蛋白是具有空腔结构的笼形结构，外部的蛋白质外壳可通过基因和化学修饰增加靶向性，以达到提高递送效率的目的，而空腔机构则可以用于装载药物，实现药物的包载荷递送。 图片来源：参考资料2 2005年铁蛋白被成功用于包载递送阿霉素，开启药物递送领域新篇章，之后铁蛋白药物载体（FDC）的概念得以面世，相较ADC等常规偶联药物，其在安全性、渗透性、稳定性与靶向性等方面具有天然优势，尤其是靶向性方面。 安全性：铁蛋白是来自生物体内的天然存在蛋白质，毒性低，具有良好的生物降解性和生物相容性，不容易引起排异反应。 渗透和滞留性：由于铁蛋白粒径较小，使其易于逃脱网状内皮系统的吞噬，半衰期较长，可在病变部位形成蓄积，增强药效。 稳定性：铁蛋白的环境要求低，部分情况分解成亚基后仍能重组恢复笼状结构，在制备和储存工艺上要求简便很多。 靶向性：该领域铁蛋白主要优势主要有两者，一者是肿瘤靶向性的基本要求，即肿瘤细胞对铁离子的需求远大于正常细胞，使得肿瘤细胞表面的转铁蛋白受体过度表达；二者是其脑靶向性，由于铁蛋白可跨越血脑屏障，同时转铁蛋白受体在血脑屏障中的表达水平明显高于正常细胞组织，被寄希望于多种中枢神经疾病的药物载体。 很明显，就算同属于蛋白偶联药物，在较EDC药物高效、稳定与免疫副作用等相同的优势，不同技术路线的蛋白偶联药物也有着差异化的优势（如FDC的脑靶向性），而随着生物医药基础研究水平的上升，未来也有望诞生更多非抗体蛋白偶联药物，进一步丰富领域优势性的同时，也可以拉高整个市场的天花板。 国内空白 蛋白偶联药物的蓝海市场 就蛋白偶联药物市场而言，尽管近年来受ADC大火所带动，但目前国内外对于该类型药物的研究尚不完善，领域内多项技术仍处于临床早期阶段，相关性报道并不多。 数据显示，全球活跃蛋白偶联类临床药物仅有20款，且绝大多数均处于临床前阶段，FutureChe的镥[177Lu]Ludotadipep是目前临床进度最快的管线产品。 而就在研药物适应症来看，实体瘤、肺癌、乳腺癌等热门疾病类型的集中度明显更高，但同时部分蛋白偶联药物管线也选择了自免、脓毒症、代谢疾病与神经系统疾病为主要突破点。 其中，Aro Biotheraputics的「ABX1100」与Alpha Cancer Technologies的「ACT-903」是目前在研药物中信息披露较全面的品种，也是蛋白偶联药物中具有代表意义的品种。 「ABX1100」 ABX1100由ARO利用其Centyrins专利平台技术开发的核心产品，其特色的Centyrin蛋白FF0C具有优异的稳定性和溶解度、包括体积较小、可大肠杆菌生产，免疫原性较低，化学偶联方法与生产方式相对比较简单等优势，特别适合靶向递送寡核苷酸。 图片来源：ARO官网 与抗体相比，Centyrins在早期内体中含量更高递送速度更快，这可能Centyrins分子量小具有强渗透性优势， 这样更多的药物分子能够实现内涵体逃逸从而发挥其作用。 作为ARO针对庞贝病的一种全新潜在治疗方法，ABX1100由结合CD71受体的Centyrin与特异性干扰Gys1 mRNA表达的小干扰RNA（siRNA）结合而成，从而降低肌肉组织中Gys1酶的水平和整体活性。在GLP毒理学研究中显示出良好的安全性，肌肉中Gys1 mRNA的持久减少，支持每月或每季度给药的潜力，目前已获得美国食品药品监督管理局颁发的孤儿药资格认定和儿科罕见病资格认定。 「ACT-903」 Alpha Cancer Technologies Inc. (ACT）是一家生物制药公司，专注于其特有的重组人α胎蛋白（AFP）平台开发和商业化靶向免疫肿瘤学和免疫调节疗法。 图片来源：ACT官网 ACT-903作为ACT公司下一代ADC技术靶向α胎蛋白受体治疗癌症新方法的重要管线，其在2023 ASCO大会上首次亮相，是一种新型甲胎蛋白（AFP)-美坦氨酸偶联物，在一项卵巢异种移植模型试验中，ACT-903四种给药方案下的临床数据进行了对照，并观察其细胞毒性，目前所有治疗组体积缩小与生存期增加上均有明显统计学意义。 ACT-903结合物对肿瘤体积的影响 图片来源：ACT官网 总研究结果显示，ACT-903在卵巢异种移植模型中的安全性和有效性，以及在患者来源的癌症类器官中观察到的细胞毒性，支持ACT-903进入临床研究。目前ACT已计划在2024年提交ACT-903的研究新药（IND）申请。 小结 随着ADC药物的越来越火、越来越卷，就连PDC、FDC、SMDC、ISAC、RDC等领域的竞争格局也同样开始不容乐观，稀有标的属性正在逐渐消失，如何在偶联领域形成更差异化的竞争成为行业后续主要的思考方向。 但同时，药物研发虽不能盲目跟风，但也不能为了差异化而差异化，应着重考虑临床优势与产业优势，而对于蛋白偶联药物而言，尽管目前各项研究都尚处于早期阶段，但其高效、稳定与特殊靶向性等特点也足够吸引人。 或许，随着未来研究的深入，蛋白偶联药物还真有望成为下一代更具潜力的ADC技术。 路漫漫其修远兮，吾等仍将上下而求索。 参考资料： 外泌体的五大商业应用（三）：外泌体偶联药物，精致颜容， 2024年01月14日 药物递送（八）——铁蛋白技术， 药物递送，2021年10月08日 双靶向Centyrin-siRNA偶联物ABX300及其siRNA平台分析， 洞见conjugates 2022年06月19日 ALPHA CANCER TECHNOLOGIES PRESENTS NEW DATA FROM ACT-903, AN AFP-MAYTANSINE CONJUGATE, IN ONLINE PUBLICATION AT THE 2023 AMERICAN SOCIETY OF CLINICAL ONCOLOGY (ASCO) ANNUAL MEETING，ACT官网 来源 | 博药（药智网获取授权转载） 撰稿 | 头孢 责任编辑 | 八角 声明：本文系药智网转载内容，图片、文字版权归原作者所有，转载目的在于传递更多信息，并不代表本平台观点。如涉及作品内容、版权和其它问题，请在本平台留言，我们将在第一时间删除。 商务合作 | 王存星 19922864877（同微信）  阅读原文，是昨天最受欢迎的文章哦