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近年来，癌症免疫疗法进展显著，代表性的治疗手段有免疫检查点阻断疗法（immune checkpoint blockade，ICB）以及嵌合抗原受体T细胞免疫疗法（Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy，CAR-T）。这些技术均通过增强T细胞对肿瘤细胞的选择性与攻击性，显著提升了对某些特定癌症的治疗效果。然而，肿瘤微环境中的高度免疫抑制特性以及肿瘤的异质性等因素也容易导致免疫逃逸的发生，极大地限制了这些新技术的疗效。此外，尽管抗体偶联药物通过高选择性地向肿瘤细胞中靶向递送高细胞毒性的化疗药物展现出了优秀的治疗潜力，其复杂的生产工艺和潜在的免疫原性问题仍是临床应用的主要障碍。因此，开发能够兼具高特异性、模块化设计和多功能性的新型治疗工具，以同时激活先天免疫与适应性免疫系统，已成为当前癌症治疗研究的关键方向。 中国科学院杭州医学研究所的谭蔚泓院士团队针对这一问题，基于DNA模板化聚合技术开发了一系列的环状单链多价适配体-药物偶联物（os-mvApDC）。这些os-mvApDCs具有树枝状结构和模块化设计，可精确靶向肿瘤并激活先天与适应性免疫系统。其中，三特异性连接体（Sl/Pd/Mjos-mvApDCsSMT）通过同时靶向肿瘤细胞上的PD-L1和c-Met以及T细胞上的PD-1实现了靶向定位，随后释放细胞毒性药物与免疫调节剂诱导肿瘤细胞的大规模死亡并激活免疫信号通路，进一步增强免疫清除效果。近日，该项研究工作发表在了美国化学会出版的化学核心期刊Journal of the American Chemical Society上 [1]。研究人员首先基于DNA模板化聚合技术合成了六种不同的适配体如SL1、Sgc8c、AS1411等靶向肿瘤蛋白的环状单链核酸，并通过点击化学反应将多种药物如MMAE、T785、diABZI等连接到环状结构中，最后通过DNA连接酶和外切酶处理，高产率（>90%）和高纯度（>95%）地成功合成了不同价态（2-6价）的os-mvApts（未载药）和os-mvApDCs（载药）。这些分子组成明确，且在含20%血清的培养基中稳定性良好（图1）。![]()
图1、os-mvApDC的构建
受体酪氨酸激酶是许多癌症中过表达的致癌驱动因子，研究人员评估了多价os-mvApts靶向c-Met 的特异性。研究表明，多价os-mvApts在37°C下与MKN45细胞的膜结合，并在12小时后表现出显著高于单一SL1适配体的内化能力。定量分析显示，所有os-mvApts在过表达c-Met 的MKN45细胞中的积累显著高于阴性对照的HCT116细胞，且其中三价os-mvApts的摄取效率最高。竞争实验显示，SL1适配体完全阻断了三价os-mvApts与MKN45细胞的结合。进一步的研究表明，巨胞饮和小凹蛋白依赖的内吞作用在多价os-mvApts的摄取过程中起重要作用，os-mvApts通过多重受体结合以促进受体聚集和纳米复合体的形成，从而增强了细胞的内吞效率（图2）。图2、os-mvApts增强了对适配体的靶向识别与摄取
研究人员随后评估了多价os-mvApts治疗小鼠c-Met MKN45肿瘤的能力。与线性SL1相比，多价os-mvApts表现出更强的抗核酸酶稳定性（4倍）与肿瘤富集能力（5倍）。通过两次静脉注射不同三价载药分子治疗小鼠后，3Slos-mvApDCsSMT能够显著抑制肿瘤生长，抑制率达90%，且将小鼠生存期延长至45天以上。然而，其他三价适配体（3Slos-mvApDCs3M和3Slos-mvApDCs3S）虽然给药初期显示出一定药效，但从第30天起药效逐渐降低，其原因可能是给药剂量不足或产生了耐药性。免疫组化结果表明，3Slos-mvApDCsSMT组在肿瘤细胞增殖抑制方面表现优异，其Ki67水平比单一药物组低10倍，比PBS组低45倍。此外，3Slos-mvApDCsSMT组的肿瘤中M1/M2巨噬细胞比例较高，表明多条先天免疫通路的激活促进了肿瘤免疫清除。与3Slos-mvApDCs3M相比，3Slos-mvApDCsSMT的MMAE剂量更低，但诱导细胞死亡、激活免疫的能力更强。它在显著增强抗肿瘤疗效的同时对主要器官（如心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏）的损伤较小（图3）。图3、os-mvApDC靶向 c-Met显著提升抗肿瘤活性
研究人员进一步探究了Sl/Pd/Mjos-mvApDCsSMT在肿瘤免疫治疗中的功效。该分子不仅通过PD4S适配体靶向T细胞上的PD-1，还通过MJ5C和SL1适配体分别靶向肿瘤细胞上的PD-L1和c-Met。结果表明，该分子能高效结合鼠源T细胞与肿瘤细胞，并显著促进两者的相互作用，形成明确的细胞-细胞相互作用。此外，该分子对肿瘤细胞的杀伤效果显著，EC50值为1.4 nM，优于MMAE本身（2.4 nM）。图4、 Sl/Pd/Mjos-mvApDCsSMT将 T 细胞募集到肿瘤微环境中
最后，研究人员将Sl/Pd/Mjos-mvApDCsSMT与αPD-1联用治疗。结果表明，肿瘤微环境中CD8+ T细胞和CD4+ T细胞的浸润与增殖显著增加，同时T细胞的耗竭状态得到显著缓解。双药联用能够将T细胞募集至肿瘤微环境中，同时通过清除MDSCs、Tregs和M2巨噬细胞逆转了免疫抑制微环境，实现了持久的抗肿瘤疗效。小结：
癌症免疫治疗与抗体偶联药物技术近年来发展迅猛，但存在免疫逃逸与潜在免疫原性的可能。研究人员开发了一种新型可编程的环状多特异性适配体-药物偶联体（os-mvApDCs），通过DNA模板化聚合技术实现了高度模块化设计。os-mvApDCs能够靶向多种肿瘤相关分子，协同激活先天和适应性免疫系统，从而显著增强抗肿瘤疗效。使用该工具，可以对多种药物进行改造，例如靶向PARP、KRAS突变的抑制剂等，实现难治性肿瘤如胰腺癌等的有效治疗。参考文献：
(1) Chen, J.; Chi,
H.; Wang, C.; Du, Y.; Wang, Y.; Yang, S.; Jiang, S.; Lv, X.; He, J.; Chen, J.;
et al. Programmable Circular Multispecific Aptamer-Drug Engager to Broadly
Boost Antitumor Immunity. Journal of the American Chemical Society 2024.
ASAP DOI: 10.1021/jacs.4c06189.
