前言：抗体药物偶联物（ADCs）是一类先进的癌症治疗药物，通过化学连接子将抗体介导的递送系统与细胞毒性载药相结合。蒽醌稠合烯二炔类化合物（AFE）天然产物是新兴的载药候选物，具有极强的活性，且其DNA损伤作用机制已得到验证。该研究阐述了如何将经半合成功能化修饰、并整合多种连接子化学结构的TNM转化为ADCs。其中，经优化的ADCs在多种表达CD79b的细胞系中均表现出强效且特异的活性，更重要的是，在患者来源的慢性淋巴细胞白血病细胞中也呈现出该活性，有望为开发下一代免疫治疗药物奠定了基础。

大咖评述

研究人员宣布，在土壤微生物中发现的一种化合物可能最终助力开发出治疗B细胞淋巴瘤的新型强效疗法。美国佛罗里达州Herbert Wertheim UF Scripps研究所拥有一个具有历史意义的土壤微生物收藏库，该研究所的科学家正是在此处发现了一种名为Tiancimycin（TNM）的化合物。该收藏库保存了12.5万种微生物，这些微生物是在青霉素发现后于上世纪收集完成。
 

研究人员在B细胞淋巴瘤细胞系及患者捐赠的细胞上测试了含有Tiancimycin修饰衍生物的抗体-药物偶联物（ADCs）。他们表示，这些ADCs展现出“显著的能力”，能够高效杀伤侵袭性淋巴瘤细胞，同时避免伤害健康细胞。该项研究发现已发表于《JACS Au》。
 

研究负责人、Herbert Wertheim UF Scripps研究所天然产物发现中心主任Ben Shen博士表示：“如果这项研究成果最终能够进入临床并改善患者预后，那将是最大的回报。综合来看，数据表明这种经过工程化改造的有效载荷、连接化学与‘双层’抗体的组合，未来有望为淋巴瘤患者提供一种新的重要治疗选择。”

共同研究员Christoph Rader博士补充道：“该偶联平台与我们在Wertheim UF Scripps研究所天然产物发现中心中发现的新型有效载荷之间的兼容性令人兴奋，它为下一代癌症治疗ADC药物的开发铺平了道路，进一步证明了这一偶联平台的多功能性。”

研究拓展

抗体药物偶联物（ADCs）推动了化疗在临床中的应用变革，这类药物将单克隆抗体（mAbs）的靶向精准性与全身用药毒性过高的小分子药物的强效性相结合。这种协同作用使ADCs成为肿瘤治疗领域的重要候选方案，尤其在单独放疗不足以实现治疗目标的场景中表现突出。其中，B细胞非霍奇金淋巴瘤（NHLs）是一类临床表型多样且异质性显著的淋巴系统恶性肿瘤，涵盖弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBCL）、套细胞淋巴瘤（MCL）和伯基特淋巴瘤等类型。目前已有多种经美国食品药品监督管理局（FDA）批准的ADCs用于NHLs治疗，例如靶向CD79b的维泊妥珠单抗，可用于DLBCL治疗。尽管当前治疗方案不断进步，患者生存指标也得到显著改善，但仍有大量患者出现淋巴瘤复发，导致现有治疗方案的治愈效果受到限制。

CD79b是一种跨膜蛋白，为B细胞受体（BCR）复合物的组成部分，具体发挥Igβ亚基的功能。它与CD79a（Igα）共同介导BCR向细胞内的信号转导，启动一系列细胞内反应，最终实现B细胞活化。由于CD79b仅在B细胞谱系中特异性表达——从早期前B细胞阶段持续表达至成熟B细胞，但在浆细胞中不表达，因此其被积极开发为B细胞相关恶性肿瘤的治疗靶点，涉及多种淋巴瘤和白血病。通过ADCs精准靶向CD79b，可有效阻断相关信号通路，这种阻断作用不仅能抑制肿瘤生长，还能通过载药诱导恶性B细胞死亡。维泊妥珠单抗是目前唯一经FDA批准的靶向CD79b抗原的ADCs疗法，用于DLBCL治疗。该药物由抗CD79b单克隆抗体、单甲基澳瑞他汀E（MMAE）载药以及可裂解连接子组成，通过半胱氨酸部分烷基化实现偶联，平均药物抗体比（DAR）约为3.5。

天然产物（NPs）在ADCs载药领域展现出良好潜力，但相较于大量具有强效抗癌活性的天然产物，目前实际应用的天然产物骨架种类仍十分有限。此外，现有ADCs的耐药问题日益普遍，这与载药相关因素密切相关，例如药物外排转运体活性增强或载药靶点发生改变。因此，开发新型载药以同时克服耐药性，并实现对不同肿瘤的高特异性、高效靶向治疗，已成为当前的迫切需求。烯二炔类化合物具有强效DNA损伤活性，是目前已知细胞毒性最强的天然产物之一，但仅有极少数此类化合物骨架被成功开发为临床ADCs载药。烯二炔类化合物同时带有多种外周基团，这些基团不仅参与触发其活性机制，还能增强DNA结合能力。尽管烯二炔类化合物主要通过诱导DNA双链断裂（DSBs）发挥作用，但研究发现其还可通过DNA链间交联（ICLs）发挥作用，这是一种新的作用机制。
 

此外，研究证实烯二炔类化合物的ICL活性可用于靶向乏氧环境中的实体瘤，而那些主要通过氧依赖性DSB发挥作用的烯二炔类化合物，对乏氧环境中的实体瘤疗效较差。包括卡利奇霉素γ1（CAL）在内的烯二炔类化合物在抗癌治疗中已展现出显著价值，基于CAL的ADCs药物Mylotarg和Besponsa已获批准用于临床。然而，尽管这类药物取得了一定成功，卡利奇霉素γ1复杂的结构使其难以通过半合成方法制备设计类似物作为载药候选物；同时，其天然产生菌棘孢小单孢菌的遗传操作性差，也阻碍了通过代谢途径工程和微生物发酵方法制备其结构类似物的研究进程。
 

蒽醌稠合烯二炔类化合物（AFEs），如uncialamycin（UCM）和TNMs，因其强效活性和适宜的结构特性，成为ADCs载药开发的潜力候选物。AFEs其中蒽醌结构域是DNA嵌入作用的关键部位，而十元烯二炔核心结构则具有不同程度的氧化修饰，是发挥强效DNA损伤活性的主要部分。

目前已有研究建立了获取UCM、TNM A及其结构类似物的统一合成策略，但相关研究仍主要集中在基于UCM的ADCs开发上。这种研究倾向的主要原因是UCM的获取过程更为简便，与TNM A相比，其A环缺少特定的羟基化修饰。

通过多项合成与生物合成研究，科研人员已阐明AFEs的结构-活性关系（SAR）。在AFEs家族中，TNM A展现出最强的活性，这主要归因于其分子中C6位的羟基、C7位的甲氧基以及C26位的羟基取代基。此外，研究证实AFEs的A环与DNA的嵌入作用是其发挥DNA损伤活性的必要条件，因此C26位被确定为连接子附着的适宜位点。尽管TNM A的合成效率远低于UCM，但工程菌株链霉菌CB03234-S可生产TNM A，且产量超过10 mg/L。因此，以C26位功能化的TNM A结构类似物作为AFEs基ADCs开发的起始材料最为理想，而CB03234-S菌株则为获取这类载药候选物提供了最高效的途径。

ADCs的研发成功不仅依赖于载药，还与偶联技术密切相关。目前多数ADCs，包括15种经FDA批准的ADCs，传统制备方法是将药物随机偶联至抗体的半胱氨酸或赖氨酸残基上。除少数特例之外，这种随机偶联方法会导致ADCs产物呈现异质性，药物抗体比（DAR）分布在0至8之间。混合物中的每种成分在体内均具有独特的活性、毒性和药代动力学特征，这不仅影响ADCs的疗效，还会对其安全性产生不利影响。
 

为解决这一问题，近年来多种ADCs位点特异性偶联技术应运而生。双可变域（DVD）免疫球蛋白G1（IgG1）格式是均一偶联技术的典型代表，采用该格式可稳定制备药物抗体比（DAR）精确为2的ADCs，确保最终产物的均一性。DVD IgG1格式包含两个可变片段（Fv）：内部Fv来源于人源化催化抗体，其携带一个独特的反应性赖氨酸（Lys）残基，可实现与功能化载药的位点特异性偶联；外部Fv则决定了ADCs的靶向特异性，使其能够针对特定目标抗原（图S1）。此前研究已成功建立将AFEs基载药与DVD IgG1格式相结合的位点特异性偶联流程，用于构建下一代ADCs。

该研究报道了一类ADCs的半合成过程及生物学评价结果，这类ADCs以C26位功能化的TNM为载药，采用DVD IgG1格式实现CD79b抗原特异性靶向，不仅验证了该研发策略的高效性，还证实了酮基-TNM A作为载药的有效性。其中，DVD IgG1的外部Fv来源于人源化抗人CD79b单克隆抗体SN8v28，该抗体的相关信息已在前期研究中报道，并通过已建立的实验方案制备获得。
 

基于AFEs的结构-活性关系（SAR）数据，研究团队开发了微生物发酵与化学合成相结合的策略，成功制备得到酮基-TNM A，该化合物的C26位具备适宜的功能化修饰位点，可用于连接子附着。细胞毒性评价结果显示，在体外实验中，酮基-TNM A（11）对多种细胞系均表现出亚纳摩尔级的强效活性。研究通过微生物发酵与化学修饰相结合的方式，引入肟基和腙基结构，并利用铜催化点击化学，结合含β-内酰胺结构的多种连接子，成功制备了一系列载药用于系统评价。借助温和、精准且高效的赖氨酸生物偶联技术，研究团队合成了一组基于酮基-TNM A-抗CD79b DVD IgG1的ADCs。

研究结果表明，基于肟连接子的ADCs表现出更优异的性能，在多种表达CD79b的细胞系以及患者来源的慢性淋巴细胞白血病（CLL）细胞中，均展现出抗原特异性活性，且活性达到纳摩尔级。

综上，该研究结果不仅为获取AFEs作为ADCs载药提供了一种替代全合成的关键方法，还为基于酮基-TNM A-抗CD79b DVD IgG1的ADCs在B细胞恶性肿瘤靶向治疗中的应用奠定了基础，同时也为将AFEs和DVD IgG1基ADCs开发为可靶向多种抗原的下一代免疫治疗方案提供了研究思路。ADCs的一大显著优势在于其能够将化疗药物精准递送至肿瘤细胞，从而可能降低全身化疗相关的不良反应。尽管偶联化学和单克隆抗体制备技术不断发展，但在淋巴瘤治疗领域，仍存在少数几种载药重复使用的情况。这种局限性在血液系统恶性肿瘤治疗中尤为突出，目前6种经FDA批准的ADCs中，有5种使用的载药分别为卡利奇霉素（CAL，用于Mylotarg和Besponsa）、单甲基澳瑞他汀E（MMAE，用于Adcetris和维泊妥珠单抗）以及单甲基澳瑞他汀F（MMAF，用于Xpovio）。这种载药使用的局限性凸显了开发新型载药的迫切需求，同时也表明烯二炔类天然产物有望成为ADCs靶向癌症治疗中的可靠载药骨架。

该研究展示了一种系统研究方法，该方法基于已建立的生物技术平台，可实现AFEs的工程化生产，并通过简单的无保护基半合成转化将化合物8制备为性能更优的载药候选物酮基-TNM A。这一成果为在多种淋巴瘤细胞系以及患者来源的原代慢性淋巴细胞白血病（CLL）B细胞中系统评价AFEs和DVD IgG1基ADCs奠定了基础。随着对AFEs家族烯二炔类天然产物生物合成机制研究的不断深入，以及其生物合成途径中更多修饰酶的发现，预计AFEs基载药的开发将迎来更多机遇。

在ADCs研发中，载药活性固然重要，但载药偶联的效率、位点特异性以及ADCs产物的稳定性同样关键。这些因素共同决定了ADCs产物的均一性、活性一致性和理想的药代动力学特征。在当前新兴的位点特异性载药偶联技术中，主流方法是将单克隆抗体的工程化半胱氨酸残基与功能化载药的设计型马来酰亚胺连接子进行位点特异性偶联。然而，这种化学偶联反应具有内在可逆性，逆迈克尔反应可能导致药物在血液循环中发生非靶向释放和转移，进而可能影响ADCs的疗效与安全性，不过ADCs药代动力学的复杂性也需要更全面的考量。该平台整合了工程化载药生产、简化的化学修饰与连接子组装，以及在生理条件下无需酶催化的高效位点特异性偶联技术，为制备和评价均一性AFEs和DVD IgG1基ADCs提供了独特优势，有望推动这类ADCs成为可靶向多种抗原的下一代免疫治疗方案。

该研究选择CD79b作为ADCs靶点具有重要意义，这一选择使研究能够在多种B细胞恶性肿瘤（包括MCL、DLBCL和CLL）中评价ADCs的疗效。尽管CD79b在MCL和CLL中的表达水平存在差异，但其在疾病不同阶段以及复发患者中均持续表达，这一特性使其成为该研究中验证技术原理的适宜靶点。由于CD79b仅在B细胞中表达，采用CD79b靶向ADCs可减少对其他免疫细胞（如对肿瘤清除至关重要的T细胞和自然杀伤细胞）的脱靶效应，同时降低对肿瘤微环境中其他细胞及健康器官的影响，不过安全性研究仍需同时考虑靶向和脱靶代谢过程。尽管有限的分析结果显示，CLL B细胞上CD79b表达水平较低且存在差异，这可能限制此类ADCs在CLL治疗中的应用，但对于DLBCL和MCL等CD79b高表达的NHLs而言，无论其亚型如何，由于淋巴瘤肿瘤细胞普遍高表达CD79b，这类ADCs可能会带来治疗获益。

因此，以DLBCL和MCL为研究重点，可为AFEs和DVD IgG1基ADCs的应用开发提供重要机遇，同时可充分利用在载药生产、功能化修饰、连接子组装、高效位点特异性偶联（DAR精确为2）以及DVD IgG1工程化改造（可靶向多种癌症类型）方面已建立的坚实基础。目前，研究团队正致力于开发体内模型，以进一步严谨评估这类ADCs的治疗效果。