一種靶向整合素αvβ6兼具成像診斷與治療作用的多肽偶聯(lián)藥物研究

【飛諾美色譜】

整合素

整合素作為細(xì)胞表面黏附受體超家族成員，通常介導(dǎo)細(xì)胞-細(xì)胞和細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)間黏附和信號(hào)傳遞。其由兩個(gè)非共價(jià)連接的異質(zhì)二聚體α和β亞基組成，參與細(xì)胞增殖、調(diào)亡、遷移、侵襲、轉(zhuǎn)化、血管生成以及腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移等過(guò)程的調(diào)節(jié)。其中，整合素αvβ6是由αv和β6亞基構(gòu)成的上皮特異性整合素，在健康成人上皮中不表達(dá)或低表達(dá)，但在胚胎發(fā)生、組織修復(fù)等過(guò)程中表達(dá)增加，并且與腫瘤進(jìn)展密切相關(guān)。

大量國(guó)外研究報(bào)道了整合素αvβ6在口腔癌、乳腺癌、胃癌、結(jié)直腸癌等多種腫瘤中顯著表達(dá)，并與腫瘤惡性進(jìn)展相關(guān)。因而這些特征使其成為腫瘤成像和治療的潛在靶點(diǎn)。

偶聯(lián)藥物

核藥（或稱(chēng)放射性藥品）是指含有放射性核素，用于醫(yī)學(xué)診斷和治療的一類(lèi)特殊制劑。BBC Research數(shù)據(jù)顯示，2020年全球核藥市場(chǎng)規(guī)模在93億美元左右，其中診斷類(lèi)藥物占據(jù)主要市場(chǎng)，規(guī)模達(dá)到77.15億元，占比83.4%；而治療性核藥受限于上游核素產(chǎn)能，以及更為嚴(yán)格的審批流程和使用條件，僅占比16.6%。未來(lái)隨著治療性核藥審批流程的不斷優(yōu)化，臨床應(yīng)用范圍的持續(xù)擴(kuò)大，核藥診療一體化的推進(jìn)，治療性核藥預(yù)計(jì)將表現(xiàn)出更高的彈性。

隨著抗體偶聯(lián)藥物 (Antibody?Drug Conjugates, ADCs) 和多肽偶聯(lián)藥物 (Peptide?Drug Conjugates, PDCs) 的興起，過(guò)往非靶向抗癌藥物因缺乏目標(biāo)選擇性而表現(xiàn)出系統(tǒng)性脫靶毒性，進(jìn)而帶來(lái)嚴(yán)重的副作用的問(wèn)題有望得到解決。同樣，傳統(tǒng)核藥的靶向性很差，其高能射線對(duì)人體正常細(xì)胞也具有殺傷作用，從而引起嚴(yán)重的毒副作用。為解決這一問(wèn)題，放射性核素偶聯(lián)藥物 (Radionuclide Drug Conjugates, RDC) 也在傳統(tǒng)核素的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，同ADC和PDC藥物一樣，RDC基本結(jié)構(gòu)也是由配體、連接子和核素三部分組成，不同之處在于核素部分需要采用螯合劑的形式結(jié)合放射性同位素，常用的核素螯合劑主要包括DOTA、TETA和NOTA等。

近年來(lái)，整合素αvβ6不僅作為癌癥治療靶點(diǎn)受到越來(lái)越多關(guān)注，同時(shí)也可作為腫瘤成像的潛在靶點(diǎn)。在相關(guān)研究中，科研人士為我們展示了一種以整合素αvβ6為靶點(diǎn)兼具診斷和治療的PDC藥物（Figure 1），在該藥物的設(shè)計(jì)上，包含了四個(gè)關(guān)鍵部分：

01

對(duì)整合素αvβ6具有高親和力的靶向肽結(jié)構(gòu) (αvβ6-BP: PEG28-NAVPNLRGDLQVLAQRVART-PEG28)；

02

可裂解連接子maleimide-PEG2-valine-citrulline-para-aminobenzylcarbamate (Mc-PEG2-Val-Cit-PABC)；

03

毒素小分子甲基澳瑞他汀E (Monomethyl Auristatin E, MMAE)；

04

用于成像診斷的64Cu核素與DOTA的絡(luò)合物。

體外試驗(yàn)表明，[64Cu]PDC-1對(duì)整合素αvβ6具有良好的靶向親和力，細(xì)胞內(nèi)化作用，以及37℃人體血漿條件下的高度穩(wěn)定的細(xì)胞毒性。同時(shí)小鼠體內(nèi)的生物分布及PET/CT成像則顯示了[64Cu]PDC-1在整合素αvβ6高表達(dá)腫瘤部位的可視化聚集，良好的藥代動(dòng)力學(xué)特征：快速的血液清除和腎臟排泄。DX3puroβ6（αvβ6+）腫瘤小鼠模型的體內(nèi)研究也顯示，相比于對(duì)照組，[64Cu]PDC-1將總生存率提高了2倍以上。該成果為接下來(lái)一系列靶向整合素αvβ6的癌癥診斷和治療研究提供了良好的基礎(chǔ)。

[64Cu]PDC-1合成路線及HPLC分析/純化方案

HPLC solvent gradient method.

Figure S6. HPLC chromatogram of DOTA-2 obtained on a Jupiter Proteo C12 column (250*4.6 mm, 4 μm) at a flow rate of 1.5 mL/min. Retention time: 17.17 min; UV: 220 nm.

Figure S10. HPLC chromatogram of [64Cu]2 obtained on a Jupiter Proteo C12 column (250*4.6 mm, 4 μm) at a flow rate of 1.5 mL/min. Retention time: 17.74 min; γ-detector.

Figure S14. HPLC chromatogram of NH2-PDC-1 obtained on a Jupiter Proteo C12 column (250*4.6 mm, 4 μm) at a flow rate of 1.5 mL/min. Retention time: 19.13 min; UV: 220 nm.

Figure S16. HPLC chromatogram of DOTA-PDC-1 obtained on a Jupiter Proteo C12 column (250*4.6 mm, 4 μm) at a flow rate of 1.5 mL/min. Retention time: 19.02 min; UV: 220 nm.

Figure S20. HPLC chromatogram of [64Cu]PDC-1 obtained on a Jupiter Proteo C12 column (250*4.6 mm, 4 μm) at a flow rate of 1.5 mL/min. Retention time: 19.71 min; γ-detector.

Jupiter™蛋白質(zhì)和多肽分析液相色譜柱

用于蛋白質(zhì)/多肽分析和純化的RP-HPLC

Jupiter HPLC色譜柱系列包括Jupiter 300和Jupiter Proteo，為蛋白質(zhì)和多肽表征和純化提供優(yōu)化的反相解決方案。采用這些色譜柱，我們幾乎可以識(shí)別、純化和分析所有的蛋白。

Jupiter 300-300?色譜柱設(shè)計(jì)用于分析和純化完整蛋白

用于分離分子量大于10,000的完整蛋白

擁有C18、C5和C4鍵合相

pH穩(wěn)定范圍為1.5-10，可以獲得方法穩(wěn)健性及輕松地去除蛋白

直接擴(kuò)展至制備和散裝填料

Jupiter Proteo-90?色譜柱可以為肽譜分析和多肽分離提供更高的峰容量和分離度

用于分離分子量小于10,000的完整蛋白質(zhì)和多肽

可配用新穎的C12鍵合相以獲得優(yōu)異的選擇性

識(shí)別翻譯后修飾

毛細(xì)管柱可以提高靈敏度

填料特性