胰高血糖素样肽-1(GLP-1)受体激动剂作为治疗糖尿病和减重的肽类疗法,其显著疗效受限于高昂成本和药物短缺,导致患者难以持续用药。如今,研究人员开发出一种直接将肽类药物"涂"在靶向抗体上的新型给药系统。小鼠实验表明,该系统仅需标准剂量四分之一的GLP-1注射,即可实现长达15天的持续血糖控制和减重效果。
3月23-27日在圣地亚哥举行的美国化学学会(ACS)春季会议上,麻省理工学院(MIT)化学教授Bradley Pentelute展示了这项突破性成果。该技术被称为“体内抗体涂装”,其核心是一种由三部分组成的肽链:抗体结合区、药物负载区及反应区。前两部分分别负责锚定免疫球蛋白G(IgG)抗体和携带GLP-1药物,反应区则通过共价键将药物分子精准“涂”在抗体表面。
传统长效GLP-1疗法需将肽链与抗体在体外融合,这种做法是为了利用抗体的“保护效应”屏蔽酶的切割位点,从而延长药物在体内的留存时间。
但实验室级别的抗体提取和修饰过程成本高昂。新系统巧妙利用人体自身抗体作为运输载体,直接在体内完成药物"涂装"。实验显示,在37℃生理条件下,近50%的IgG抗体成功负载GLP-1药物。
在2型糖尿病和代谢性肥胖小鼠模型中,单次注射该给药系统后,实验动物血糖水平持续稳定,且都成功实现了为期10至15天的持续减重,且疗效维持超过15天,达到了与商用司美格鲁肽相似或更好的效果。值得注意的是,达到这一效果所需的药物剂量仅为传统给药剂量的四分之一。
该研究预印本已发表于bioRxiv平台,目前正在同行评审中。Pentelute团队进一步证明,该技术即使在存在细胞外蛋白等复杂生物环境时仍能有效工作。Pentelute透露,他们正在将技术扩展至癌症抗体偶联药物(ADC)领域,预印本中的研究显示,他们将单甲基奥瑞他汀E(MMAE)与Tmab连接,使Tmab的Fc结构域重链中高达55%的部分被修饰,药物抗体比(DAR)为2,选择性达99%。Pentelute表示,他们还在开发能同时“涂装”多种药物的升级版系统。
目前该技术已申请MIT临时专利。研究人员认为,这种给药方式有望大幅降低肽类疗法成本,同时提升药物稳定性和作用时长。
Pentelute表示,随着这类新技术的涌现,未来肽类疗法的有效性和可及性都将获得质的飞跃。
值得一提的是,部分研究合作者与制药企业存在公开的商业关联。例如合著者之一的Katsushi Kitahara和住友制药,或许未来这一技术的授权会落入一家日本药企。
参考来源:
Katsushi Kitahara et al, In vivo Antibody Painting for Next Generation Weight Loss Drugs, bioRxiv (2024). DOI: 10.1101/2024.08.22.609257