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AOC的臨床轉(zhuǎn)化挑戰(zhàn)與未來(lái)展望

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引言

隨著多款抗體-寡核苷酸綴合物(AOCs)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段,這一新興療法的臨床轉(zhuǎn)化前景日益清晰,但同時(shí)也暴露出諸多亟待解決的挑戰(zhàn)。AOCs的獨(dú)特作用機(jī)制在帶來(lái)高效靶向治療希望的同時(shí),也引入了免疫原性、治療窗口、復(fù)雜藥代動(dòng)力學(xué)和潛在耐藥性等臨床開發(fā)中的關(guān)鍵問題。這些挑戰(zhàn)直接影響著AOCs的安全性、有效性和最終的患者獲益。

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一、AOC面臨的當(dāng)前挑戰(zhàn)

AOCs結(jié)合了抗體的靶向能力和siRNAs和ASOs等寡核苷酸的治療功能?贵w識(shí)別特定的細(xì)胞表面抗原,并將寡核苷酸有效載荷精確遞送至靶細(xì)胞,例如腫瘤細(xì)胞或病變組織中的細(xì)胞。理論上,這種設(shè)計(jì)可以增強(qiáng)治療效力,同時(shí)降低全身毒性;然而,在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在許多挑戰(zhàn)。

1. 免疫原性

免疫原性是指藥物引發(fā)免疫反應(yīng)的潛力。AOCs中的抗體和寡核苷酸都可能被免疫系統(tǒng)識(shí)別為外來(lái)物質(zhì)。對(duì)于非人源化或不完全人源化的抗體,這種風(fēng)險(xiǎn)尤其明顯;這些抗體的效力可能會(huì)被中和或清除治療藥物的抗藥物抗體降低。由此產(chǎn)生的免疫復(fù)合物可能被免疫細(xì)胞攝取并沉積在特定器官中,存在脫靶毒性的風(fēng)險(xiǎn)。免疫原性的評(píng)估高度依賴于分析方法的靈敏度和特異性,并可能受到測(cè)量方法學(xué)、樣品處理、樣品收集時(shí)間、伴隨用藥和基礎(chǔ)疾病的影響。AOCs的免疫原性通過評(píng)估總抗藥物抗體和中和抗體來(lái)評(píng)估。

抗體對(duì)于精確靶向至關(guān)重要。與mAbs類似,AOCs中使用的抗體存在免疫原性風(fēng)險(xiǎn)?贵w的異質(zhì)性,例如鼠源或嵌合抗體的異質(zhì)性,可能誘導(dǎo)加速藥物清除或中和治療作用的抗藥物抗體的形成。全長(zhǎng)抗體的Fc區(qū)可以通過與Fcγ受體相互作用激活免疫系統(tǒng)。因此,用Fab或scFv片段替代全長(zhǎng)抗體可以防止Fc介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。例如,DYNE-101采用靶向TfR1的Fab片段,顯著降低了免疫原性風(fēng)險(xiǎn)。盡管人源化或完全人源化抗體降低了免疫原性風(fēng)險(xiǎn),但一些患者仍可能產(chǎn)生抗藥物抗體。免疫原性的風(fēng)險(xiǎn)還受到患者特定因素、藥物結(jié)構(gòu)和給藥方案的影響。此外,增加給藥頻率和劑量水平可能會(huì)增加免疫原性風(fēng)險(xiǎn)。

寡核苷酸可能通過模式識(shí)別受體(如Toll樣受體(TLRs))激活先天免疫系統(tǒng),從而誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)。未修飾的siRNAs或ASOs可以通過激活TLR3/7/8/9或RIG-I樣受體觸發(fā)先天免疫反應(yīng)(例如細(xì)胞因子釋放綜合征),導(dǎo)致高免疫原性和與TLR激活相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)升高。隨著生物技術(shù)的快速進(jìn)步,寡核苷酸修飾變得越來(lái)越多樣化,可能降低免疫原性風(fēng)險(xiǎn)。硫代磷酸酯修飾減少了TLR9激活,但可能通過NLRP3途徑誘導(dǎo)炎癥。此外,2'-O-甲基和2'-氟修飾抑制TLR7/8識(shí)別并降低IFN-α水平。CpG寡核苷酸激活TLR9并引發(fā)全身炎癥。TAC-001通過CpG寡核苷酸激活TLR9用于腫瘤免疫治療;然而,必須仔細(xì)平衡免疫激活和過度炎癥反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)以用于臨床應(yīng)用。

連接子的選擇在調(diào)節(jié)免疫原性方面也起著至關(guān)重要的作用?闪呀膺B接子(如二硫鍵)在體循環(huán)中過早裂解可能導(dǎo)致寡核苷酸的非靶向釋放,從而增強(qiáng)免疫原性。不可裂解連接子(如MCC和Bis-Mal)可以減少循環(huán)中寡核苷酸的非靶向釋放。例如,Avidity證明,在TfR1過表達(dá)模型中,不可裂解連接子不會(huì)損害效力,并且可能降低免疫原性。

沒有標(biāo)準(zhǔn)化的策略來(lái)減輕免疫原性。因此,降低每個(gè)組分的免疫原性潛力至關(guān)重要。潛在的方法包括使用完全人源化抗體、改進(jìn)臨床給藥方案、優(yōu)化寡核苷酸修飾以及摻入免疫抑制元件。所有這些方法都需要在效力和安全性之間取得平衡。

2. 治療窗口

治療窗口定義為最小有效濃度和最小毒性濃度之間的劑量范圍。AOCs通過抗體靶向?qū)⒐押塑账崽禺愋赃f送至靶細(xì)胞,釋放的寡核苷酸通過RNAi或反義沉默調(diào)節(jié)基因表達(dá)。AOCs顯著增強(qiáng)了寡核苷酸在靶組織中的積累,以選擇性地干預(yù)疾病相關(guān)通路。AOCs的目標(biāo)是通過提高效力同時(shí)最小化不良影響來(lái)改善治療指數(shù)。然而,許多AOCs由于臨床耐受性差而失敗,因此需要全面評(píng)估和增強(qiáng)效力和耐受性以擴(kuò)大治療窗口。

AOC開發(fā)面臨多方面的挑戰(zhàn),包括(1)由抗體與健康組織的交叉反應(yīng)性或寡核苷酸介導(dǎo)的非特異性基因沉默引起的脫靶效應(yīng),以及(2)靶細(xì)胞中有效載荷釋放效率低下,需要增加劑量,從而增加毒性。AOCs的治療窗口受到脫靶效應(yīng)和有效載荷釋放效率的限制。因此,擴(kuò)大這一窗口需要仔細(xì)考慮多種因素,包括脫靶效應(yīng)對(duì)整體毒性的潛在貢獻(xiàn)。例如,對(duì)靶細(xì)胞缺乏完全特異性的抗體可能將寡核苷酸遞送至非靶組織,導(dǎo)致脫靶基因沉默或其他不良影響?梢酝ㄟ^抗體優(yōu)化來(lái)解決這個(gè)問題。

具體而言,應(yīng)提高抗體的特異性,并優(yōu)化其對(duì)靶抗原的親和力,以避免非特異性結(jié)合。此外,在抗體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮表位分化。應(yīng)優(yōu)化抗體親和力,因?yàn)檫^強(qiáng)的抗體-抗原結(jié)合會(huì)通過減少游離抗體的可用性來(lái)阻礙抗體滲透。除了抗體優(yōu)化之外,還可以使用生物信息學(xué)工具設(shè)計(jì)高度特異性的寡核苷酸序列,并且化學(xué)修飾可以調(diào)節(jié)寡核苷酸結(jié)合親和力,以減少與非靶RNA的相互作用,平衡親和力與特異性。例如,應(yīng)設(shè)計(jì)寡核苷酸序列以防止種子區(qū)與人類轉(zhuǎn)錄組中其他mRNA的完全互補(bǔ)。siRNAs的脫靶效應(yīng)也可以通過2'-O-甲基和2'-氟修飾來(lái)減少,這些修飾可以防止RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合物與非特異性RNA結(jié)合;siRNA種子區(qū)(從5'端開始的核苷酸2至8)中的2'-O-甲基修飾可以將脫靶基因沉默減少高達(dá)80%,而鎖核酸修飾增強(qiáng)了靶標(biāo)結(jié)合特異性并降低了錯(cuò)配耐受性。

有效載荷(寡核苷酸)釋放的效率和穩(wěn)定性也至關(guān)重要。如果寡核苷酸在到達(dá)靶細(xì)胞之前釋放或在細(xì)胞內(nèi)釋放不足,則可能需要增加劑量以達(dá)到治療效力,從而增加毒性風(fēng)險(xiǎn)。減少不適當(dāng)有效載荷釋放的策略包括優(yōu)化抗體特異性、開發(fā)具有改善穩(wěn)定性的寡核苷酸(例如摻入鎖核酸和肽核酸)以及改善細(xì)胞內(nèi)釋放機(jī)制(例如通過pH敏感連接子或內(nèi)體溶解劑增強(qiáng)溶酶體逃逸,以促進(jìn)有效載荷從溶酶體到細(xì)胞質(zhì)的轉(zhuǎn)移)。還可以通過優(yōu)化連接子穩(wěn)定性、綴合特異性、釋放可控性和溶酶體逃逸效率來(lái)增強(qiáng)寡核苷酸的釋放。目標(biāo)是確保連接子在循環(huán)中穩(wěn)定,以防止在到達(dá)靶細(xì)胞之前釋放,同時(shí)在特定的細(xì)胞內(nèi)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)可控裂解,以確保高效的寡核苷酸釋放和最佳的治療活性。

其他考慮因素包括增強(qiáng)的內(nèi)在化能力、良好的藥代動(dòng)力學(xué)/藥效學(xué)以及降低的免疫原性?偟膩(lái)說,這些策略旨在實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo):(1)選擇最佳靶點(diǎn)和AOC組件,以提高體循環(huán)中的穩(wěn)定性,增強(qiáng)靶組織攝取,并最小化非特異性全身毒性;(2)平衡均勻的組織分布和高效的細(xì)胞內(nèi)化;(3)增強(qiáng)AOC活性以確保卓越的臨床效力。

3. 復(fù)雜的藥代動(dòng)力學(xué)

AOCs由大分子抗體和小分子寡核苷酸組成;因此,它們的藥代動(dòng)力學(xué)特性受到兩種組分的影響。應(yīng)考慮以下關(guān)鍵方面:(1)抗體和寡核苷酸之間藥代動(dòng)力學(xué)的差異影響AOCs的體內(nèi)分布、代謝和清除(抗體通常具有約21天的長(zhǎng)半衰期,而寡核苷酸在大約2小時(shí)內(nèi)被快速代謝);(2)組織分布的差異(抗體主要分布在血漿和腫瘤組織中,而寡核苷酸必須穿透細(xì)胞膜才能到達(dá)細(xì)胞質(zhì));(3)連接子穩(wěn)定性的雙重要求(早期裂解可能導(dǎo)致全身暴露和毒性增加,例如肝毒性,但過于穩(wěn)定的連接子可能會(huì)降低治療效力)。

與具有小分子有效載荷的ADCs相比,AOCs在寡核苷酸和抗體之間表現(xiàn)出更多種類的偶聯(lián)策略?贵w上的偶聯(lián)位點(diǎn)(半胱氨酸、賴氨酸或糖基)顯著影響AOCs在血漿中的藥代動(dòng)力學(xué)。例如,Avidity的研究人員證明,通過賴氨酸和糖基偶聯(lián)的siRNAs與半胱氨酸偶聯(lián)物相比,血漿清除率增加。賴氨酸偶聯(lián)siRNA的血漿暴露減少可能歸因于更大的異質(zhì)性和較低的體內(nèi)穩(wěn)定性?紤]到藥代動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)和半胱氨酸偶聯(lián)的便利性,研究人員最終選擇了半胱氨酸連接的AOCs進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)。值得注意的是,盡管許多糖基偶聯(lián)的ADCs高度穩(wěn)定,但糖基偶聯(lián)AOCs血漿暴露略有減少的原因尚不清楚;血漿暴露減少可能是由于連接子穩(wěn)定性或抗體上siRNA的位置。偶聯(lián)方法也會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)的溶酶體釋放,這對(duì)AOCs的藥理活性至關(guān)重要。具有不同綴合策略的AOCs的藥代動(dòng)力學(xué)研究需要開發(fā)相應(yīng)的生物分析方法。選擇適當(dāng)?shù)纳餃y(cè)定對(duì)于AOC研究至關(guān)重要。

4. 耐藥性

對(duì)AOCs的耐藥性可能來(lái)自多種機(jī)制,包括抗原逃逸、溶酶體降解增強(qiáng)、寡核苷酸穩(wěn)定性不足和適應(yīng)性免疫逃逸?乖右蓊愃朴贏DCs中觀察到的耐藥機(jī)制。腫瘤細(xì)胞可能下調(diào)靶抗原的表達(dá)或改變表位構(gòu)象,從而降低AOCs的結(jié)合效率;蛘,腫瘤細(xì)胞可以通過表觀遺傳沉默或抗原內(nèi)在化(例如CD19丟失)來(lái)逃避抗體識(shí)別。溶酶體降解增強(qiáng)或寡核苷酸穩(wěn)定性不足也會(huì)導(dǎo)致耐藥,因?yàn)楣押塑账岜仨殢膬?nèi)體/溶酶體逃逸到細(xì)胞質(zhì)中才能發(fā)揮作用。然而,溶酶體活性增加可能導(dǎo)致早期寡核苷酸降解和有效載荷濃度降低。重復(fù)給藥可能由于免疫原性誘導(dǎo)抗藥物抗體,加速AOC清除并降低治療效力。

已經(jīng)提出了幾種策略來(lái)解決這些耐藥機(jī)制。第一種策略涉及抗體工程和多靶點(diǎn)方法,以克服抗原逃逸和靶點(diǎn)下調(diào)。例如,可以開發(fā)靶向多個(gè)抗原表位的雙特異性或雙表位抗體,以減少由單靶點(diǎn)下調(diào)引起的耐藥性;蛘,可以優(yōu)化抗體特異性(例如使用Dyne Therapeutics開發(fā)的FORCE™平臺(tái)),通過特異性受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用增強(qiáng)組織選擇性。第二種策略包括改進(jìn)的連接子和寡核苷酸修飾。具有改善穩(wěn)定性和裂解效率的連接子確保AOCs在循環(huán)中穩(wěn)定,但在靶細(xì)胞內(nèi)釋放寡核苷酸。寡核苷酸的化學(xué)修飾可以增強(qiáng)其穩(wěn)定性、親和力和細(xì)胞滲透性,同時(shí)減輕脫靶效應(yīng)并減少耐藥性的發(fā)展。例如,寡核苷酸骨架中的硫代磷酸酯修飾增加了對(duì)核酸酶降解的抵抗力。

克服AOC治療藥物耐藥性的策略包括開發(fā)多特異性抗體以靶向多種抗原,將具有不同作用機(jī)制的寡核苷酸組合,以及采用間歇給藥方案以最小化免疫原性并延遲耐藥性的發(fā)展。

-03-

二、AOC的未來(lái)展望

基于ADCs在推進(jìn)靶向治療方面的成功,AOCs已迅速成為下一代生物治療平臺(tái),以其調(diào)節(jié)基因表達(dá)的獨(dú)特能力而著稱。全球范圍內(nèi),六種AOC候選藥物已進(jìn)入關(guān)鍵的臨床階段,包括Avidity Biosciences用于強(qiáng)直性肌營(yíng)養(yǎng)不良的AOC 1001。臨床試驗(yàn)中的AOCs主要針對(duì)遺傳性疾病,特別是肌肉相關(guān)疾病。

未來(lái),預(yù)計(jì)將在多個(gè)維度進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新,包括:

(1)增強(qiáng)的靶向策略,例如雙特異性抗體和多表位設(shè)計(jì),以顯著提高組織特異性;

(2)智能遞送系統(tǒng),例如血腦屏障穿透性AOCs(例如Denali Therapeutics開發(fā)的抗TfR抗體-siRNA)用于治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病,或靶向心臟組織(例如Avidity的新AOC管線)用于治療心臟病;

(3)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)方法,結(jié)合人工智能驅(qū)動(dòng)的連續(xù)流制造和模塊化綴合平臺(tái)(例如Dyne Therapeutics的FORCE™),以加速開發(fā)時(shí)間表并降低成本;

(4)技術(shù)優(yōu)化(連接子穩(wěn)定性和免疫原性控制的改進(jìn))和臨床驗(yàn)證。

AOCs在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)為下一代治療藥物鋪平了道路。隨著臨床數(shù)據(jù)的積累和監(jiān)管框架的成熟,AOCs有望成為繼ADCs之后的核心技術(shù)平臺(tái),并有可能從根本上重塑腫瘤學(xué)和慢性病的治療格局。

-04-

結(jié)語(yǔ)

AOCs的發(fā)展已從概念驗(yàn)證發(fā)展到臨床轉(zhuǎn)化。AOCs將在癌癥治療、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和神經(jīng)退行性疾病治療中發(fā)揮關(guān)鍵作用,為個(gè)性化和靶向醫(yī)療解決方案提供新途徑。與基于mAbs或寡核苷酸的治療藥物相比,AOCs在分子設(shè)計(jì)和制造工藝方面面臨獨(dú)特的挑戰(zhàn)。行業(yè)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)努力(例如制定標(biāo)準(zhǔn)化制造指南)將加速AOCs作為繼ADCs之后下一代精準(zhǔn)療法的發(fā)展。然而,它們的成功取決于解決制造復(fù)雜性(例如OAR控制和有效載荷分布的均勻性)和長(zhǎng)期安全性方面的挑戰(zhàn)。

       原文標(biāo)題 : AOC的臨床轉(zhuǎn)化挑戰(zhàn)與未來(lái)展望

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