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AOC的發(fā)展歷程、作用機制和分子設計

2026-03-24 11:24

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引言

提高藥物特異性、安全性和效力，同時最小化毒性，是開發(fā)新型治療藥物的核心目標。寡核苷酸是一類能夠調節(jié)多種生物功能的新型治療藥物，正迅速發(fā)展。寡核苷酸通過沉默、激活、調節(jié)、編輯和替換來調節(jié)基因表達，特別是基于mRNA的基因表達調控。寡核苷酸易于合成、特異性強、靶點范圍廣且毒性低，因此在治療遺傳性疾病和神經退行性疾病方面前景廣闊。盡管在提高寡核苷酸安全性和有效性方面取得了重大進展，但將寡核苷酸遞送至肝臟以外的部位仍具挑戰(zhàn)性。此外，提高寡核苷酸通過細胞內化的攝取效率是當前研究的主要焦點。

抗體-寡核苷酸偶聯(lián)藥物（AOC）是一類由抗體、連接子和寡核苷酸組成的新型治療藥物。AOCs結合了抗體的抗原特異性結合能力和寡核苷酸的基因調控功能，旨在實現(xiàn)對多種疾病的靶向高效治療干預。盡管AOCs尚處于發(fā)展早期，但在過去幾十年中進展穩(wěn)步。本文旨在全面概述AOC治療藥物，包括作用機制、結構組件和制造工藝。此外，本文還將討論當前的質量控制策略、現(xiàn)有局限性以及潛在的未來研究方向，以支持AOC治療藥物的進步。

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一、AOC的發(fā)展歷程

1913年，諾貝爾獎得主、德國科學家Paul Ehrlich首次提出了“魔術子彈”的概念，即有毒物質（“彈頭”）可以被裝載到能夠精確靶向癌細胞的載體上，以選擇性殺死惡性細胞而不傷害健康細胞。2000年首個抗體-藥物偶聯(lián)物（ADC）Mylotarg的獲批，極大地推動了藥物開發(fā)行業(yè)。ADC等抗體修飾藥物的出現(xiàn)，拓展了新藥開發(fā)的范式。AOCs目前已成為前景廣闊的靶向治療藥物。

AOCs的發(fā)展與RNA干擾（RNAi）療法的發(fā)展緊密交織；過去三十年中，這兩個領域都取得了顯著進展。我們將AOC的發(fā)展進程分為五個不同的階段。早期探索階段從1995年持續(xù)到2005年。關于AOCs的第一項研究發(fā)表于1995年。1998年，F(xiàn)ire和Mello闡明了RNAi的機制，為基于siRNA的治療藥物奠定了基礎，并于2006年獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。1998年，首個ASO藥物福米韋生獲批上市。盡管福米韋生已從美國和歐洲市場撤出，但其獲批是核酸類治療藥物開發(fā)的開創(chuàng)性里程碑。

第二階段是AOC技術發(fā)展階段，從2006年到2014年。2010年，首次在人體中證明了siRNA對蛋白質表達的抑制，為基于siRNA的治療藥物開發(fā)提供了理論基礎。2014年，基因泰克利用THIOMAB™技術將siRNA定點綴合到抗體上，為AOCs的開發(fā)奠定了基礎。從2015年到2021年，AOCs進入臨床突破階段。2016年，首個磷酰二胺嗎啉代寡聚物（PMO）藥物依特立生獲得監(jiān)管批準，擴大了RNAi治療領域，并為AOC開發(fā)提供了重要的寡核苷酸形式。2018年，首個siRNA治療藥物帕替司蘭獲批臨床使用。2021年，首個AOC治療藥物AOC 1001進入臨床試驗。

從2022年開始，AOCs進入臨床進展加速階段。截至2024年，已有11種ASO藥物、6種siRNA藥物和2種適配體藥物獲批臨床使用。2022年，多個AOC候選藥物進入臨床試驗，包括DYNE-101、DYNE-251和TAC-001。2024年，AOC 1001被美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）指定為突破性療法。2025年，DYNE-101獲得FDA快速通道認定。首個AOC治療藥物AOC 1001（或AOC 1044）預計將于2026年上市。

作為一種新興的治療技術，AOCs在全球范圍內擁有顯著的研究和開發(fā)勢頭。截至2025年3月，全球有31個AOC項目處于從臨床前研究到III期臨床試驗的不同開發(fā)階段。這些項目主要針對罕見病、癌癥和神經退行性疾病。例如，由Avidity Biosciences開發(fā)的Delpacibart Etedesiran（AOC 1001）已進入III期臨床試驗，用于治療強直性肌營養(yǎng)不良1型。這種基于RNAi的治療藥物包含一種抗轉鐵蛋白受體1（TfR1）抗體，能夠實現(xiàn)寡核苷酸的靶向遞送。Avidity Biosciences的其他AOCs，包括用于面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥的Delpacibart Braxlosiran（AOC 1020）和用于杜氏肌營養(yǎng)不良癥的Delpacibart Zotadirsen（AOC 1044），目前正處于II期臨床試驗。這些療法的開發(fā)突顯了AOCs在治療肌肉退行性疾病方面的技術優(yōu)勢。

由Tallac Therapeutics開發(fā)的用于治療實體瘤的TAC-001目前處于I/II期臨床試驗。TAC-001靶向CD22抗原并結合TLR9激動劑以增強免疫反應。DYNE-101由Dyne Therapeutics設計，用于治療強直性肌營養(yǎng)不良1型。DYNE-101由抗TfR1抗體的Fab片段綴合ASO組成，用于肌肉特異性遞送。DYNE-251也由Dyne Therapeutics開發(fā)，由靶向TfR1的Fab片段綴合PMO組成。DYNE-251旨在促進向肌肉組織的靶向遞送，并促進細胞核中的外顯子跳躍，從而在肌肉細胞中產生截短但功能正常的抗肌萎縮蛋白。該療法適用于適合外顯子51跳躍的杜氏肌營養(yǎng)不良癥患者。DYNE-101和DYNE-251目前均處于I/II期臨床試驗。由Aro Biotherapeutics開發(fā)的ABX1100是一種新型Centyrin-siRNA綴合物，它采用源自人腱蛋白C的小型穩(wěn)定蛋白支架，靶向TfR1，將糖原合成酶1（GYS1）特異性siRNA有效載荷直接遞送至肌肉組織，用于治療晚發(fā)型龐貝病。ABX1100目前處于I期臨床試驗。

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二、AOC的作用機制

1. 通過抗體實現(xiàn)靶向遞送

已識別出多種抗原靶點，包括轉鐵蛋白受體、凝集素、受體酪氨酸激酶、整合素和HER2/EGFR。這些靶點使得能夠遞送至肌肉、中樞神經系統(tǒng)、肝臟和腫瘤細胞。TfR1是研究性AOCs中最常靶向的抗原。TfR1在大多數(shù)正常細胞中低水平表達，在具有高增殖率（如基底細胞）和高鐵需求（如紅系祖細胞）的細胞中顯著上調。許多與癌癥發(fā)病機制相關的基因會調節(jié)TfR1的表達。TfR1已在骨骼肌和罕見病、腫瘤學和帕金森病治療的背景下進行了研究。在TfR1抗體識別靶點后，寡核苷酸的跨膜遞送主要通過受體介導的內吞作用進行。

AOCs發(fā)揮細胞內作用的機制始于抗體部分與細胞表面其同源抗原的精確相互作用。這種高親和力結合事件是細胞內在化的啟動信號，主要通過受體依賴性內吞作用介導�？乖R別后，AOC-抗原復合物誘導質膜局部內陷，導致綴合物被包裹在稱為內體的囊泡結構中。隨著新生內體通過內吞途徑進展，其經歷成熟過程，其特征是管腔環(huán)境逐漸酸化——從早期內體的近中性pH到晚期內體和溶酶體中酸性環(huán)境的增加。這一成熟過程伴隨著各種內體分選復合物和水解酶的募集，它們共同調節(jié)囊泡內條件。至關重要的是，這些內在的物理化學特性（如pH梯度和酶活性）會觸發(fā)連接寡核苷酸和抗體的連接子的裂解。AOCs中的連接子通常被設計為對這些信號作出反應，包含酸不穩(wěn)定鍵或蛋白酶敏感肽等元件。連接子解離后，釋放的寡核苷酸必須穿過內體膜進入細胞質區(qū)室，這一步驟通常稱為內體逃逸。這種逃逸機制對治療成功至關重要，因為被困在內體中可能導致溶酶體降解和活性喪失。各種策略促進了這一過程，包括摻入融合肽或質子海綿聚合物，通過滲透膨脹或膜擾動破壞內體完整性。一旦釋放到細胞質中，寡核苷酸就與其分子靶點結合以調節(jié)基因表達。根據寡核苷酸類型（如反義寡核苷酸（ASOs）、小干擾RNA（siRNAs）或剪接調節(jié)劑），它可能與互補的mRNA序列雜交，從而募集內源性機制，如用于轉錄物切割的RNase H、用于轉錄后沉默的RNA誘導沉默復合物（RISC），或改變剪接模式以產生功能性蛋白質亞型。這種基因調控作用最終轉化為表型變化，例如遺傳性疾病中致病蛋白表達的減少或腫瘤學應用中免疫反應的增強。

盡管大多數(shù)靶向不同抗原的AOCs共享涉及網格蛋白介導的內吞作用的內在化共同機制，但內在化速率和內吞后運輸各不相同。靶向TfR1的AOCs在小鼠骨骼肌中快速內在化。單次10 mg/kg注射后，24小時內超過80%的靶基因表達被敲低。相比之下，靶向TENB2的AOCs僅在腫瘤血管附近內在化，導致三天內僅33%的基因抑制。TfR1是一種循環(huán)抗原，內在化后將AOCs返回細胞表面，而HER2是一種降解抗原，將AOCs導向溶酶體進行降解。

寡核苷酸從內體逃逸的效率低下是一個重大的技術瓶頸。內體具有能夠隔離和保留約99% RNA治療藥物的脂質雙層。香港大學的研究人員使用定量NanoSIMS顯微鏡證實，體內只有1%到2%的GalNAc-ASO綴合物從肝細胞內體中逃逸。此外，RNA分子固有的親水性和負電荷阻礙了它們穿過類似帶電的細胞膜的易位。

2. 寡核苷酸的類藥特性

傳統(tǒng)的ADCs遞送作用于特定細胞內分子靶點的細胞毒性有效載荷，以破壞關鍵的細胞機制。相比之下，AOCs中的寡核苷酸有效載荷作用于上游信號分子，例如內源性mRNAs，通過堿基配對互補特異性沉默靶mRNA，從而減少致病蛋白的產生。幾種不同的機制已在臨床上得到驗證，包括內含子剪接調節(jié)（例如，用于治療脊髓性肌萎縮癥的ASO藥物諾西那生鈉）和RNA誘導沉默復合物的形成（例如，用于治療轉甲狀腺素蛋白淀粉樣變性的脂質納米顆粒包裹的siRNA帕替司蘭）。

與ADC制備相關的挑戰(zhàn)包括異質性、連接子疏水性、聚集和連接子穩(wěn)定性。藥物的大小以及藥物對最終綴合物整體電荷的貢獻也顯著影響ADC制備。AOCs在結構相似性和設計原理方面與ADCs共享。然而，寡核苷酸的偶聯(lián)可能帶來更大的挑戰(zhàn)。例如，ADCs中藥物-連接子部分的分子量通常小于2 kDa，而寡核苷酸通常超過10 kDa。因此，寡核苷酸對抗體的物理化學性質的影響比小分子藥物更大。此外，寡核苷酸帶負電荷的磷酸主鏈賦予其水溶性，并在偶聯(lián)時改變抗體的整體電荷。帶負電荷的寡核苷酸賦予AOCs與ADCs不同的電荷分布，因此需要專門定制的分析和表征方法，而不是直接用于ADCs的技術。

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三、AOC治療藥物的結構組件

AOCs由抗體或抗體片段、連接子和寡核苷酸組成�？贵w應被靶細胞內化。連接子在體循環(huán)中保持穩(wěn)定性，以防止或最小化到達靶組織前的有效載荷降解。連接子還有助于細胞攝取后寡核苷酸的快速釋放。寡核苷酸通過調節(jié)細胞內的靶mRNA發(fā)揮治療作用。因此，AOCs代表了生物大分子（抗體）和化學大分子（寡核苷酸）的綴合物，具有獨特的作用機制和藥代動力學特性。

1. 抗體

抗體組件引導AOCs。將抗體的靶向能力與寡核苷酸的基因調控功能相結合，擴展了寡核苷酸的治療潛力，實現(xiàn)了對致病蛋白的精確調節(jié)。用于AOCs的抗體應具備以下特征：對抗原具有高特異性和親和力、高效快速的內在化以及良好的藥代動力學特性。低免疫原性的單克隆抗體（mAbs）是攜帶寡核苷酸至肝外靶點并參與各種藥理作用（如抗體依賴性細胞吞噬作用，從而實現(xiàn)寡核苷酸的肝外遞送）的理想遞送載體。

抗體類型：全長mAbs，尤其是免疫球蛋白G（IgG），是AOCs最常用的抗體。IgG分子分子量約為150 kDa，由兩條重鏈和兩條輕鏈組成，形成不同的Fab和Fc區(qū)。IgGs表現(xiàn)出高特異性、強親和力和延長的半衰期。然而，IgGs相對較大的尺寸限制了滲透性，降低了IgG綴合的AOC向深層組織區(qū)域的浸潤。全長抗體，包括IgGs，主要積聚在腫瘤血管附近的少數(shù)細胞層內，而不是深層組織區(qū)域。盡管存在這些挑戰(zhàn)，AOC設計的進步正在利用全長mAbs的優(yōu)勢來克服此類限制并實現(xiàn)靶向遞送。Avidity Biosciences正在推進Delpacibart Etedesiran的臨床開發(fā)，該藥物采用靶向TfR1的全長mAb實現(xiàn)肌肉特異性遞送。

抗體片段，如Fab或scFv，越來越多地用于解決全長抗體組織滲透有限的問題�？贵w片段通過完整抗體的酶消化或基因工程產生截短抗體而產生。抗體片段的分子量范圍為25 kDa至50 kDa�？贵w片段保留了高特異性和親和力，并表現(xiàn)出增強的組織滲透性，但抗體片段的半衰期比全長抗體短。Sutherland等人證明，靶向癌胚抗原的抗體片段在體外腫瘤球體模型中顯示出相對于完整IgG顯著改善的滲透性。Dyne Therapeutics正在推進DYNE-101的臨床開發(fā)，該藥物采用結合TFR1的Fab實現(xiàn)肌肉特異性遞送。

源自駱駝科物種的VHH抗體（納米抗體）由單個可變域組成，分子量在12 kDa至15 kDa之間。與全長mAbs和片段化抗體相比，VHH抗體表現(xiàn)出更高的特異性和親和力以及更優(yōu)的組織滲透性，但半衰期更短。納米抗體在注射后3至5小時內達到高腫瘤背景對比度，表明其能夠快速滲透深層組織區(qū)域。使用VHH的AOC正成為一個熱門研究領域。迄今為止，尚無相關藥物進入臨床試驗。

抗體特異性和親和力：理想抗體的獨特分子結構是其對抗原靶點具有高特異性和適當親和力的基礎。Y形抗體包含兩個可變區(qū)，由通過V(D)J重組產生多樣性的互補決定區(qū)組成�；パa決定區(qū)的獨特構象確保了與靶抗原的精確匹配，這是高特異性和親和力的基礎。精確靶向可最大限度地減少脫靶細胞的非特異性攝取，從而降低AOCs的毒性并增強其治療效力。適當?shù)挠H和力也增加了靶細胞攝取AOC的可能性，從而提高了整體效率。

藥代動力學特性：將抗體與寡核苷酸偶聯(lián)會導致相對于裸抗體的物理化學變化。這些改變可能影響藥代動力學，應在AOC開發(fā)過程中仔細考慮。人源化抗體具有與未偶聯(lián)抗體相似的藥代動力學特性，越來越多地用于下一代ADC構建。人源化抗體為AOC設計提供了寶貴的指導；低免疫原性和最佳的藥代動力學特性對抗體選擇至關重要。

2. 寡核苷酸

寡核苷酸包括短的低分子量RNA或DNA分子及其合成類似物（異源核酸）。寡核苷酸在治療、診斷和免疫調節(jié)方面具有多種應用，包括病原體檢測、基因沉默和基因表達調節(jié)。寡核苷酸是AOCs的關鍵組成部分，體現(xiàn)了其藥理作用。該組包括ASOs、小干擾RNA（siRNAs）、PMOs、微小RNA（miRNAs）和核酸適配體。其中，ASOs、siRNAs和PMOs得到了最廣泛的研究。與作用于分子靶點以實現(xiàn)所需表型的傳統(tǒng)ADC小分子有效載荷不同，當前的合成寡核苷酸治療藥物靶向上游信號分子，例如內源性mRNAs。寡核苷酸通過堿基配對互補特異性沉默靶mRNAs，以減少致病蛋白的產生。

ASOs：ASOs是通過堿基互補靶向mRNA或pre-mRNA以調節(jié)基因表達用于治療目的的單鏈核酸分子。AOCs中的抗體靶向遞送可顯著增強傳統(tǒng)ASO療法的效力和安全性。AOC作用的主要機制包括與靶RNA特異性結合，誘導RNase H介導的RNA降解，或通過空間位阻抑制RNA剪接和翻譯，從而調節(jié)特定基因的表達。例如，用于治療脊髓性肌萎縮癥的ASO藥物Spinraza（諾西那生鈉）通過調節(jié)SMN2基因的表達來增加SMN蛋白的產生。Spinraza在脊髓性肌萎縮癥患者的臨床試驗中實現(xiàn)了持續(xù)的治療獲益。對于AOCs，1995年首次報道的AOC使用ASO作為核酸分子。近年來，幾種AOCs已進入臨床試驗，并使用ASOs，一個顯著的例子是DYNE-101。

小干擾RNA（siRNAs）‍：研究最廣泛且臨床應用最廣泛的寡核苷酸是siRNAs。雙鏈siRNAs通常為21至23個堿基對。反義鏈與靶mRNA完全互補，并通過RNA誘導沉默復合物介導靶mRNA的降解以沉默基因。Inclisiran是一種已批準的siRNA分子，具有已證實的效力和安全性，可干擾前蛋白轉化酶枯草溶菌素9（PCSK9）的mRNA，導致該蛋白和低密度脂蛋白膽固醇的持續(xù)降低。與傳統(tǒng)小分子藥物相比，siRNAs表現(xiàn)出更高的特異性和更廣的靶點譜，能夠精確干預小分子難以靶向的蛋白質或基因。然而，與ASOs相比，siRNAs通常表現(xiàn)出較低的組織滲透性。許多臨床試驗中的AOCs使用siRNA作為有效載荷，例如Avidity開發(fā)的Delpacibart Etedesiran和Delpacibart Braxlosiran。

PMOs：PMOs是合成的單鏈DNA類似物，其中天然的磷酸二酯鍵被磷酰二胺鍵取代。每個PMO亞基中的嗎啉環(huán)賦予其增強的穩(wěn)定性和對酶降解的抵抗力。PMOs主要通過互補結合pre-mRNAs以阻斷剪接體對靶功能蛋白特定外顯子的識別來調節(jié)基因表達。PMO結合誘導外顯子跳躍并恢復功能蛋白的翻譯。2016年批準的Eteplirsen（EXONDYS 51®）是一種基于PMO的反義寡核苷酸，用于治療確診DMD基因突變且適合外顯子51跳躍的杜氏肌營養(yǎng)不良癥患者。盡管PMOs是AOCs中最新使用的寡核苷酸類型，但它在該領域發(fā)揮著重要作用。Avidity開發(fā)的Delpacibart Zotadirsen使用PMO作為AOC的寡核苷酸部分。

寡核苷酸的修飾：作為生物大分子，寡核苷酸在進入生理環(huán)境時會面臨一些挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)限制了它們的治療效力，包括穩(wěn)定性差和易受血清核酸酶降解。AOCs通常攜帶寡核苷酸有效載荷。對寡核苷酸骨架、糖部分和核堿基的修飾包括骨架重組、糖環(huán)改變、末端加帽和5'磷酸化。這些修飾提高了寡核苷酸的穩(wěn)定性和治療效力。寡核苷酸化學和偶聯(lián)技術的重大進步促進了多種寡核苷酸綴合物的開發(fā)，用于臨床候選藥物。

3. 連接子

連接子在AOC的靶向抗體和治療性寡核苷酸之間建立高效且可控的化學橋梁。連接子顯著影響AOCs的關鍵參數(shù)，包括寡核苷酸-抗體比率（OAR）、治療指數(shù)、藥代動力學/藥效學以及整體穩(wěn)定性。因此，連接子的設計和選擇需要綜合考慮穩(wěn)定性、可控釋放和生物相容性等多種因素。

連接子大致可分為可裂解和不可裂解兩種類型�？闪呀膺B接子在特定生理條件下釋放藥物，可進一步分為酶敏感型、酸敏感型和還原敏感型亞型。酶敏感型連接子可以基于溶酶體的獨特微環(huán)境進行設計。例如，水解酶如組織蛋白酶特異性裂解基于肽鍵的連接子（如Val-Cit），磷酸酶降解磷酸酯基連接子。連接子的肽序列或化學結構必須在血漿中的穩(wěn)定性與細胞內高效裂解之間取得平衡。寡核苷酸的釋放也可由酸性條件（內體中pH 5.5，溶酶體中pH 4.5）或還原環(huán)境觸發(fā)。常見的酸敏感型連接子包含肼、縮醛和碳酸酯鍵。細胞內谷胱甘肽濃度升高誘導二硫鍵的選擇性裂解；因此，連接子的穩(wěn)定性可以根據綴合位點和空間位阻程度進行微調。

不可裂解連接子提高了偶聯(lián)穩(wěn)定性，適用于需要長時間循環(huán)和持續(xù)活性的療法。常見的偶聯(lián)策略包括與天然氨基酸（如半胱氨酸或賴氨酸）共價連接、形成馬來酰亞胺-硫醇連接（例如通過SMCC）以及使用點擊化學方法（例如銅催化的疊氮-炔環(huán)加成或應變促進的疊氮-炔環(huán)加成）進行定點偶聯(lián)。

直接偶聯(lián)：直接綴合是AOC設計中最常用的綴合方法。在寡核苷酸上引入官能團允許其直接連接到抗體上。化學修飾的多樣性支持使用多種連接子，包括可裂解和不可裂解連接子以及先前經過驗證的ADC連接子。針對抗體上特定結合位點設計的連接子可以有效調節(jié)OAR，并且可以更小，與較大的連接子相比，對AOCs整體物理化學性質的影響更小。然而，這種方法需要在寡核苷酸上構建連接子附著位點，然后通過化學綴合將連接子連接到該位點。因此，直接綴合的通用性依賴于連接子的高穩(wěn)定性，該連接子必須與DNA或RNA分子及其雙鏈退火過程兼容且穩(wěn)定。

在當前ADCs中，主要的偶聯(lián)基團包括賴氨酸和半胱氨酸殘基，近年來半胱氨酸基偶聯(lián)的使用顯著增加。類似地，AOCs目前主要利用半胱氨酸殘基作為關鍵偶聯(lián)基團，利用其反應性硫醇部分高效附著寡核苷酸有效載荷，特別是通過工程化半胱氨酸實現(xiàn)定點偶聯(lián)，從而精確控制OAR值、偶聯(lián)位置，并促進靶向遞送應用以增強治療效力。Cochran等人比較了AOCs的不同連接子方法。為此，他們采用了三種不同的抗體與寡核苷酸偶聯(lián)方法：1）半胱氨酸偶聯(lián)，2）賴氨酸偶聯(lián)，3）Asn297糖基化偶聯(lián)。為了實施基于半胱氨酸的方法，他們用TCEP處理抗體以切割鏈間二硫鍵，暴露半胱氨酸殘基上的硫醇基團，然后使siRNA與含馬來酰亞胺的連接子MCC反應，形成siRNA-連接子-馬來酰亞胺中間體，隨后通過硫醇-馬來酰亞胺反應偶聯(lián)到抗體上。結果表明，通過半胱氨酸偶聯(lián)構建的AOCs在藥代動力學和siRNA遞送效率方面優(yōu)于其他方法，因為賴氨酸偶聯(lián)導致血漿清除更快，而Asn297糖基化綴合雖然穩(wěn)定，但血漿暴露較低。

點擊化學是美國化學家Barry Sharpless于2001年引入的現(xiàn)代有機合成策略，并于2022年獲得諾貝爾化學獎。點擊化學因其高效、優(yōu)異的選擇性、模塊化和溫和的反應條件而被用于構建AOCs。點擊化學的一個顯著例子是使用應變促進的疊氮-炔環(huán)加成。在這種方法中，抗體用DBCO-PEG5-NHS修飾，寡核苷酸的5'端通過標準固相合成功能化疊氮基團（-N）�？贵w和寡核苷酸通過DBCO和疊氮的應變促進疊氮-炔環(huán)加成快速偶聯(lián)。這種由點擊化學實現(xiàn)的模塊化設計，便于在實驗過程中靈活交換不同的抗體和寡核苷酸，并支持抗體與各種寡核苷酸的正交偶聯(lián)，為經濟高效且可擴展的AOC生產提供了支持。

親和力偶聯(lián)：親和力偶聯(lián)的一個典型例子是利用親和素和生物素之間的高親和力，將siRNA穩(wěn)定偶聯(lián)到靶向抗體上。在這項研究中，正義siRNA鏈在3'端單生物素化，并與靶向人胰島素受體的重組鏈霉親和素和mAb的綴合物組裝。使用轉染了熒光素酶報告基因的人293上皮細胞來監(jiān)測基因表達并表征該構建體。AOC構建成功，AOC處理在48小時內使熒光素酶表達顯著降低超過90%。RNA干擾作用持續(xù)長達5天，但在7天后消失。在siRNA濃度低至3 nM時可檢測到抑制作用，并且抑制效果隨siRNA濃度增加而增加（半數(shù)抑制常數(shù)約為30.5 ± 11.7 nM）。這些發(fā)現(xiàn)表明，親和素-生物素系統(tǒng)是構建AOC的高效且穩(wěn)定的連接子。

通過離子相互作用偶聯(lián)：離子相互作用偶聯(lián)利用寡核苷酸骨架的負電荷，通過離子相互作用與修飾有多聚陽離子結構的抗體偶聯(lián)。最常用的多聚陽離子部分是內源性蛋白魚精蛋白。Liberman等人首次報道了通過離子相互作用綴合構建AOCs的方法。來自靶向HIV-1包膜蛋白的mAb F105的重鏈Fab片段與魚精蛋白基因融合，生成融合蛋白F105-P。將F105-P與siRNA孵育得到AOC。siRNA的熒光標記顯示，每個魚精蛋白分子穩(wěn)定結合大約六個siRNAs。構建的AOCs證明了有效的靶向和基因沉默，而不會觸發(fā)干擾素反應。這項研究證實了離子相互作用綴合用于AOC構建的潛力，并突出了這種方法的簡單性。多聚陽離子部分也充當溶酶體逃逸劑，并通過“質子海綿”效應誘導溶酶體滲透膨脹，增加膜通透性并促進寡核苷酸釋放到細胞質中。

盡管簡單，離子相互作用偶聯(lián)存在固有的不穩(wěn)定性。離子鍵的可逆性使得綴合物在生理pH或鹽度變化下容易解離，可能導致寡核苷酸過早釋放。此外，由于依賴于間接表征方法，如熒光標記或PCR，質量控制尤其具有挑戰(zhàn)性，這通常導致批次間差異大，并難以確保產品一致性。最后，缺乏全面的體內穩(wěn)定性數(shù)據，包括ADME譜，引入了釋放動力學的不確定性，增加了脫靶效應和降低治療效力的風險。因此，上述挑戰(zhàn)導致離子相互作用偶聯(lián)在當代AOC研究中很少使用。

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結語

AOCs的分子設計是一個高度復雜且精密的系統(tǒng)工程，其核心在于通過優(yōu)化的抗體、連接子與寡核苷酸三大組件的協(xié)同作用，實現(xiàn)從精準靶向到高效基因調控的完整生物學功能。從作用機制上看，AOCs成功地將抗體的細胞特異性遞送與寡核苷酸的細胞內基因沉默能力相結合，但其效力最終受限于內體逃逸等關鍵細胞內步驟的效率。在制造工藝方面，從抗體的工程化生產、寡核苷酸的固相合成，到通過多種化學策略進行可控偶聯(lián)，每一步都面臨著確保產品均一性、穩(wěn)定性和活性的嚴峻挑戰(zhàn)。盡管存在這些復雜性，對AOCs結構組件和作用通路的深入理解，以及不斷成熟的制造平臺，正共同推動著這一新興治療模式從實驗室走向臨床。未來，進一步的創(chuàng)新將聚焦于開發(fā)更智能的連接子、穿透性更強的抗體形式以及更穩(wěn)定的寡核苷酸化學，以最終釋放AOCs在治療遺傳性疾病、癌癥等領域的全部潛力。

參考文獻：

Advances in the pharmaceutical development of antibody-oligonucleotide conjugates.

Eur J Pharm Sci. 2025 Dec 1:215:107292.

原文標題 : AOC的發(fā)展歷程、作用機制和分子設計

抗體核苷酸