小分子偶联药物：传奇佳话，能否续写？

　　抗体偶联药物（antibody-drug conjugate，ADC）在近两年来迎来发展的高光时刻，获得行业大量关注，尤其是吉利德不惜以210亿美元全现金方式收购Immunomedics以获得靶向Trop-2的ADC药物，让ADC锁定年度话题。相反，与ADC药物极为相似的小分子偶联药物（Small molecule-drug conjugates，SMDC）却仍然在跌撞中前进，尚未获得突破性进展，其关注度也与ADC药物不可同日而语。

　　SMDC药物组成

　　SMDC对于大家而言相对陌生，布局企业的数量以及靶点的丰富程度与ADC也相差甚远。通俗来说，SMDC与ADC，甚至PROTAC都有相似的组成，均是由靶向分子、连接臂（Linker）和效应分子（细胞毒、E3连接酶）构成。而SMDC与ADC最直接的区别就是靶向分子，ADC使用生物抗体作为药物靶向定位，SMDC则是采取小分子定向。在ADC的制备中，有效载荷与抗体之比通常不能确定，采用定点偶联技术可以实现相对准确的药物抗体比（DAR），而SMDC的小分子靶向配体和有效载荷通常都会有准确值。

　　来源：参考文献[1]

　　SMDC具有自己的优势。首先就是成本优势，SMDC药物由小分子组成，容易控制合成工艺和成本，相较于抗体药物，工业化操作简单；其次，SMDC理论上不会具有免疫原性，安全性控制更容易实现；并且，SMDC的分子量相较于ADC要低很多，从而在实体瘤中能够具有更好的细胞通透性以及更好的体外和体内稳定性。然而，正是因为SMDC在分子构成上也与PROTAC类似，同样面临难以解决的口服制剂问题。因此，与ADC类似，几乎所有的SMDC都有可能将通过注射给药的，这会是在临床使用中非常不便的缺点，尤其在相同适应症中较口服小分子没有展现明显的治疗优势下。

　　1. 靶向配体（Targeting ligand）

　　靶向配体发挥的作用类似ADC中的抗体部分。SMDC配体设计需要考虑结合亲和力、靶标选择性和化合物的大小。靶向配体的结合亲和力增加合理地降低了实现高效治疗所需的药物剂量，选择性或特异性在药物偶联物的设计中非常重要，因为SMDC和ADC的最初目的都是降低有效载荷对正常细胞的毒性。

　　SMDC的配体大小也不容忽视，由于通常已经确定了合适药代动力学的毒性载荷和接头缀合物，SMDC分子的大小会通过不同的机制影响药物向实体瘤的递送，包括渗透性。低分子量治疗药物更容易释放并使其独立扩散到肿瘤中。同时，低分子量的SMDC也容易被代谢，因为脱靶的药物通常能够及时从体内排泄，从而减少正常细胞中的不良毒性。

　　SMDC的配体选择并没有ADC抗体那样直接，对于筛选合适的配体难度较大，因此，SMDC药物靶标多样性并不是很丰富。靶向叶酸受体的SMDC药物研究较多，其他如前列腺特异性膜抗原（PSMA）、葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）、氨肽酶N（APN）、低密度脂蛋白受体相关蛋白1（LRP1）、avb3、bomblesin受体和生长抑素受体（SSTR）也有相关的SMDC临床试验或临床前文献[2]。

　　来源：参考文献[3]

　　2. Linker

　　SMDC的接头同样是充当靶向配体和治疗有效负载之间的连接臂（Linker），通常包含一个间隔基（spacer）和一个裂解基。为了保留靶向配体的活性和有效载荷功效，应精心设计接头，以优化药物释放、药代动力学和药效学性质等功能。

　　来源：参考文献[4]

　　spacer通常用作靶向配体和可裂解臂之间的连接物，并且对于SMDC维持受体结合十分重要。不合适的spacer可导致不必要的分子内缔合的结合亲和力降低。此外，spacer的另一功能是改善SMDC的亲水性。靶向配体和治疗有效载荷通常是疏水的，以最大化膜的通透性和受体亲和力。使用水溶性间隔基，例如多糖、亲水性氨基酸、PEG和肽聚糖，赋予SMDC改善的亲水性潜力。同时，spacer的设计还有助于降低有效载荷的细胞毒性，如果没有基于受体的内吞作用，极性缀合物很难通过细胞膜渗透。然而，spacer的特征尚不清楚，在某些情况下，刚性结构比柔性结构要好2。

　　高效的SMDC活性取决于可裂解臂（Release Linker）在穿透目标细胞后，能够以预测的裂解位点和速率从SMDC母体释放细胞毒药物。因此，与ADC药物一致，SMDC药物同样要求在体内循环过程中的药物稳定。SMDC中使用两种类型的触发方法：①使用基于二硫键的连接子是最成功的方法之一；②是基于体内pH环境的差异，设计对靶细胞pH值敏感的裂解子，如乙缩醛可以在体内酸性环境下水解。

　　3. 有效载荷

　　小分子有效载荷或活性药物同样是SMDC的核心部分，对于载荷的选择也与ADC药物一样，需要考虑多个方面。首先，载荷在SMDC分子的释放速率；其次，有效载荷的细胞活性、胞内的稳定性等，比如选择低摩尔或亚摩尔的有效载荷；第三，高结合力以及对抗外排的潜力。总的来说，可以参考以下几项标准：

　　来源：参考文献[2]

　　SMDC作用机制

　　在作用机制上，SMDC和ADC药物也是高度一致。以靶向叶酸受体的SMDC药物为例，SMDC药物并不能像正常细胞吸收叶酸那样通过还原的叶酸载体通道进入细胞，而是像ADC药物一样，通过与高亲和力的叶酸受体结合，以内吞形式进入细胞，然后裂解释放细胞毒性分子，发挥杀伤作用，而叶酸受体再次循环至细胞表面。

　　来源：http://getfilings.com

　　可以看出，SMDC药物与ADC药物无论是在分子构成、作用机制甚至相关药物要求方面等都有着诸多共通。因此，在SMDC药物的研发过程中，参考一些ADC药物的研发经验和方法，说不定也可以获益良多。

　　管线分析

　　SMDC药物的研发也经历过临床失败、药物退市的至暗时刻，默沙东、诺华、拜耳等跨国药企的加入也未能带领SMDC药物走向辉煌，SMDC药物的管线布局相比ADC也显得十分清冷，或许也只能再次迎来历史性突破之后，才能再次激发业界兴趣。

　　目前，SMDC药物管线中的活跃产品较少，靶点多样性严重不足，主要集中在叶酸受体。

　　来源：NextPharma

　　在布局的企业中，Endocyte产品最多，但主要都是针对叶酸受体（FR），包括与默沙东合作开发的Vintafolide。该产品在2014年临床Ⅲ期研究失败后，撤销了有条件批准而退市。后续产品仍然集中在叶酸受体，根据公开数据，最好的有效性数据为PR（1例，3.8%）。

　　ADC药物已经走出黑暗，矗立在闪光灯下。谁将带领SMDC药物走出泥潭，开启别样风采，我们拭目以待。

　　参考资料

　　[1]Chunlin Zhuang，et al. Small molecule-drug conjugates: A novel strategy for cancer-targeted treatment.

　　[2] C. Zhuang，et al. European Journal of Medicinal Chemistry , 163 (2019): 883-895

　　[3] Giulio Casi, Dario Neri. Antibody−Drug Conjugates and Small Molecule−Drug Conjugates: Opportunities and Challenges for the Development of Selective Anticancer Cytotoxic Agents. J Med Chem. 2015, 58, 8751−8761

　　[4] Walter A Henne, et al. Synthesis and activity of a folate targeted monodisperse PEG camptothecin conjugate. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 23:5810-5813