治疗性抗肿瘤单克隆抗体由于其特异性高、靶向性强和毒副作用低等特点，在临床上已被广泛用于肿瘤疾病的免疫治疗。单克隆抗体通过多种机制发挥抗肿瘤作用，主要包括Fab端对肿瘤抗原的识别、诱导或阻断细胞内信号，Fc端介导的效应功能，如抗体依赖细胞介导的细胞毒作用（Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC）和补体依赖的细胞毒作用(Complement-dependent cytotoxicity, CDC）等。临床研究证明增强抗体药物的ADCC和CDC功能，可显著提高抗体类药物的临床治疗效果。如何增强抗体药物的ADCC和CDC活性已成为抗体类生物药研究和开发的热点，目前两大主要技术手段有：通过抗体工程技术增强抗体Fc端与补体蛋白C1q的结合能力，提高抗体的CDC活性；细胞工程技术或体外酶法降低/去除抗体重链N297糖链的岩藻糖化水平，增强抗体的ADCC活性。

近日，江南大学生物工程学院糖化学与生物技术教育部重点实验室吴志猛教授（点击查看介绍）研究团队在前期研究基础之上（Chem. Sci., 2019, 10, 9331-9338; Chem. Sci., 2021, 12, 4623-4630; Eur. J. Pharm. Sci., 2021, 165, 105941），运用抗体偶联药物技术手段，设计和合成了一种形状像章鱼一样的抗体-鼠李糖偶联物（Octopus-like antibody-Rha conjugate），该抗体偶联物可以把人体血清中天然存在的或者通过预免疫产生的大量anti-Rha抗体，募集到肿瘤细胞表面，随后anti-Rha抗体的Fc端进一步与效应细胞或补体结合，可显著提高抗体药物的ADCC及CDC免疫活性和抗肿瘤活性。

在这项工作中，该团队首先设计和合成了含有不同长度PEG为连接臂的鼠李糖-SMCC前体（Rha-(PEG)n-SMCC, n = 1, 2, 3）；随后以利妥昔单抗（Rwt）为模型，在还原条件下打开抗体上的二硫键，然后与Rha-(PEG)n-SMCC发生定点偶联，制备了三种抗体-鼠李糖偶联物：Rwt-PEG0-Rha（R1）、Rwt-PEG2-Rha（R2）、Rwt-PEG4-Rha（R3）。LC/MS分析表明每个抗体平均偶联上了8个鼠李糖半抗原。论文进一步对这些像章鱼一样的抗体-鼠李糖偶联物的体外、体内免疫活性和抗肿瘤活性进行了详细研究。结果表明，Rha修饰后的抗体-鼠李糖偶联物仍然保留抗体对肿瘤细胞的识别能力。此外，抗体-Rha偶联物均可以特异性地将anti-Rha内源性抗体募集到CD20阳性的靶细胞上（Raji，Ramos，JeKo-1），并由此介导更强的ADCC和CDC作用。例如，在CDC实验中，抗体-Rha偶联物R2对Raji、Ramos和JeKo-1细胞的杀伤LC50值分别为0.11、0.068和2.19 nmol/L，较之未修饰的Rwt分别提高了约150.0倍、186.5倍和51.9倍。构效与活性关系研究表明：PEG连接臂的长度在抗体-Rha偶联物的功能发挥中具有重要作用，连接臂为PEG2的R2偶联物表现出最强的细胞毒性增强效果。

随后，该团队选择体活性最强的抗体-Rha偶联物R2作为候选物，对其小鼠体内抗肿瘤活性进行了研究。研究结果表明，在抗Rha抗体的存在下，偶联物R2的肿瘤抑制率（TGI：75%）明显优于未修饰的利妥昔单抗（TGI:37%）。此外，免疫组化分析等结果表明抗体-Rha偶联物R2具有良好的安全性。

综上所述，该研究团队发展了一种新型技术手段，从现有临床使用的抗体出发，无需通过复杂的基因工程手段，可开发出ADCC和CDC活性增强的新一代抗体。该工作近期发表在国际药物化学顶级期刊J. Med. Chem.上。江南大学博士研究生周坤为论文第一作者，江南大学吴志猛教授、许菲教授和洪皓飞博士为论文通讯作者。研究团队特别感谢中国科学院上海药物研究所黄蔚研究员、江南大学高晓冬教授和藤田盛久教授对本工作提供的帮助，以及博士后创新人才支持计划、国家自然科学基金等项目对本工作提供的资助。X-MOL