北京大学陈鹏等基于生物正交反应的策略，构建了多模块的可编程平台——生物正交偶联臂（T-Linker），可将多种治疗性小分子或生物分子整合为多模块的生物正交嵌合体（Multi-TAC）。在体外细胞以及动物模型实验中，Multi-TAC对多种实体瘤都取得了出色的疗效。（Cell. 2024年11月5日在线版）

2022年，Carolyn Bertozzi教授、Morten Meldal教授和Barry Sharpless教授因开拓了点击化学与生物正交化学获得诺贝尔化学奖，也让生物正交众所周知。生物正交反应使得科学家们可在活体细胞内通过化学反应标志、操控生物分子，且不会干扰原有的生物化学过程。

最新发表的研究中，研究者首先经过一系列测试，找到了3种高效、可相互正交的化学材料，搭建成了三重相互正交的支架，也就是T-Linker。T-Linker具有高度可编程性和生物相容性，它有3个像手臂一样伸展出的正交偶联臂，可分别与不同的治疗模块“牵手”，将这些模块整合为一个系统。

有了支架，下一步就是设计支架可结合的载荷，即用于肿瘤免疫的治疗模块。在肿瘤免疫微环境中，淋巴细胞（例如多种T细胞、NK细胞）和髓系细胞（树突状细胞、巨噬细胞和单核细胞）是两类对于肿瘤免疫至关重要的免疫细胞亚群。为了利用这些细胞协同对抗癌症，研究者分别设计了3种募集淋巴细胞的模块，以及3种募集髓系细胞的治疗模块。3个淋巴细胞募集模块包括：（1）募集T细胞的抗CD3纳米抗体、（2）募集NK细胞的抗CD16和抗NKG2D纳米抗体，以及（3）激活抗原特异性T细胞的抗原肽——巨细胞病毒。

用于髓系细胞募集的治疗模块包括：（1）募集树突状细胞的抗PDL1和抗CLEC9A纳米抗体、（2）激活髓系细胞的Toll样受体和STING激动剂、（3）髓系抑制性细胞的抑制剂——STAT3反义寡核苷酸（ASO）。

除了针对两类免疫细胞的模块，研究者还设计了两个靶向肿瘤的模块，分别是抗EGFR纳米抗体和抗HER2亲和体。此时，研究者就可让3个不同的治疗模块与T-linker的3条“长臂”成功牵手，以可编程的方式成功构建出一系列Multi-TAC。

如果T-Linker的3个偶联臂分别连接肿瘤靶向模块（抗 EGFR）、T细胞募集模块（抗CD3）和树突状细胞募集模块（抗PDL1或抗CLEC9A），就可以整合这些模块的功能，分别构建出EGFR-CD3-PDL1和EGFR-CD3-CLEC9A。这两款Multi-TAC可以将T细胞、树突状细胞募集至肿瘤细胞，并发挥协同抗肿瘤作用。而如果用NK细胞募集模块（抗CD16 或抗NKG2D）取代前面的树突状细胞募集模块，就能设计出利用T细胞和NK细胞的EGFR-CD3-CD16或EGFR-CD3-NKG2D。

通过结合肿瘤靶向模块（抗HER2）、抗CD3和髓系激动剂，形成的Multi-TAC在激活髓系细胞的同时，可将T细胞与肿瘤结合。将抗EGFR、抗CD3分别与上面提到的其余几个模块——髓系细胞激活模块、STAT3 ASO或是巨细胞病毒整合在一起，也能各自构建出功能不同的Multi-TAC，证实了该策略的通用性。

至此，通过T-Linker整合不同的治疗模块（包括肿瘤靶向模块、免疫细胞募集因子或刺激因子），研究者建立了多模块可编程平台，设计出了多种Multi-TAC。接下来，研究者以其中一款Multi-TAC——同时募集T细胞和树突状细胞并靶向肿瘤的EGFR-CD3-PDL1为例，在一系列小鼠模型和体外细胞实验中检验了其抗肿瘤功能。

在体外细胞培养实验中，EGFR-CD3-PDL1成功诱导T细胞免疫，增加了T细胞、分泌炎症因子并直接杀死肿瘤。与3组双特异性嵌合体（分别是EGFR-CD3、PDL1-CD3和EGFR-PDL1）相比，EGFR-CD3-PDL1的药物有效浓度提升了1~4个数量级，激活树突状细胞的效率也远高于双特异性嵌合体。

研究者分别在3种小鼠模型中检验了EGFR-CD3-PDL1的抗肿瘤功效。实验表明，Multi-TAC具有良好的肿瘤渗透性，促进了肿瘤内T细胞和树突状细胞的抗肿瘤免疫，在小鼠体内产生了全身性的肿瘤特异性免疫反应。与双特异性嵌合体相比，使用EGFR-CD3-PDL1治疗的小鼠肿瘤体积也明显更小。

随后的患者来源肿瘤模型实验中，EGFR-CD3-PDL1更有效地增加了促进T细胞活化、促进树突状细胞成熟的细胞因子，从而更加高效地清除肿瘤。在对包含了来自非小细胞肺癌、卵巢癌、膀胱癌、结直肠癌、子宫内膜癌和肉瘤这6种肿瘤的44个临床样本的检验中，EGFR-CD3-PDL1抑制肿瘤生长的总体有效率为75%，其中对16例非小细胞肺癌样本的有效率达到87%，证实了Multi-TAC的高效力和广泛应用前景。

研究者指出，由于Multi-TAC技术的高度模块化，通过替换肿瘤靶向模块，这项技术将直接扩展至更多类型肿瘤的治疗。

在肿瘤靶向治疗之外，Multi-TAC平台还具有生产其他类型多特异性药物的潜力，包括抗体偶联药物（ADC）、蛋白水解靶向嵌合体（PROTAC）、溶酶体靶向嵌合体（LYTAC）等近年来备受关注的新分子类型。凭借着高度模块化和可编程的支架，Multi-TAC提供的3条“长臂”能提高性能或添加新功能，根据各种需求进行扩展，有望成为具有广泛、通用应用前景的药物设计平台。 （编译 张俊熙）