寡核苷酸药物 (如siRNAs和反义寡核苷酸ASOs) 凭借其高特异性、多样化的作用机制、相对简便的生产工艺以及良好的整体安全性,正迅速成为新一代疗法的核心主力。自2018年以来,siRNA和ASO药物的获批数量显著增加,反映出监管机构对其疗效和安全性的认可,也标志着该领域已步入临床转化的重要收获期[1]。
▲FDA 批准的寡核苷酸药物 (2018-2025 年)
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(图片来源:参考资料[2])
然而,这类药物的疗效高度依赖于精准、高效的组织特异性递送。脂质纳米颗粒 (LNP) 和GalNAc偶联等递送技术的广泛应用,已在肝靶向递送方面取得突破性进展,并推动了多款siRNA和ASO药物进入临床[2]。但如何将药物有效递送至肝脏以外的靶组织,仍是制约该类药物更广泛应用的关键瓶颈。
▲寡核苷酸药物工作原理——siRNA与ASO的作用机制
为突破这一局限,抗体正越来越多地被用作递送载体,将寡核苷酸疗法精准递送至骨骼肌、心肌、肿瘤和中枢神经系统等肝外组织,由此催生了新型治疗模式——抗体-寡核苷酸偶联物 (AOCs)[3]。
尽管 AOCs 仍属新兴领域,目前正在进行中的临床项目不到十项,但不断增长的临床前研发管线,以及寡核苷酸药物和抗体药物各自的成功经验,均预示着AOCs具有长远的发展潜力[2,3]。
AOCs的研发起点可追溯至RNA干扰(RNAi)的奠基性工作。Fire和Mello的工作揭示了细胞如何通过双链RNA自然地沉默特定基因。多年后,Davis及其同事将这一概念转化为临床应用,证明了全身给药的siRNA能在人体内实现治疗性基因沉默[4,5]。
另一项关键技术突破来自基因泰克公司开发的THIOMAB™平台,该平台实现了寡核苷酸与抗体的位点特异性偶联。上述进展共同奠定了抗体-寡核苷酸偶联物 (AOCs) 的基础——AOCs是一种能够将高度选择性的组织靶向能力与精确的RNA调控相结合的治疗方式。
如今,该领域正接近一个重要的里程碑:Avidity Biosciences 的 AOC 1001 有望成为首个获批的 AOC 药物。与此同时,多个后续候选药物也已进入临床开发。这一领域正从概念设想加速走向临床应用[3]。
▲ 部分进入临床阶段的AOC候选药物
(图片来源:参考资料[3])
随着AOC领域逐步走向成熟,一个明显的趋势正在显现:AOC正从罕见肌肉疾病向覆盖更广泛患者群体的慢性病延伸,包括心血管疾病、肿瘤及神经退行性疾病。代表性项目包括Avidity Biosciences开发的AOC 1072和AOC 1086 (用于心肌病治疗)、Tallac Therapeutics开发的TAC-001/TAC-002/TAC-003 (肿瘤项目) 以及Denali Therapeutics的寡核苷酸运输载体 (OTV™) 平台 (用于阿尔茨海默病的OTV:MAPT和OTV:CH2项目,以及帕金森病的OTV:LF3项目)[3]。
▲ 临床前 AOC 管线适应症分布
(图片来源:参考资料[3])
随着适应症版图不断拓宽,靶点选择逐渐成为决定AOC成败的核心要素之一。
尽管最终治疗效果由寡核苷酸载荷决定,但AOC的整体表现很大程度上取决于递送靶点的选择。理想的受体应具备以下特征:在目标组织高表达、具备高效的内吞能力、以及有利的胞内转运特性。更重要的是,受体介导的摄取必须能将载荷有效递送至基因沉默发挥作用的功能区室。
TfR1:AOC赛道中的主导靶点
在目前已探索的众多受体中,转铁蛋白受体1 (TfR1) 遥遥领先。约 89% 的临床及临床前 AOC 候选药物采用靶向TfR1的抗体,使其成为该领域迄今为止最常用的靶点[3]。
这一主导地位并非偶然。TfR1兼具多项理想属性:作为细胞铁摄取的主要受体,它在多种代谢活跃的细胞表面高表达,便于抗体结合;同时,TfR1经由明确的网格蛋白介导途径持续进行内吞,并可通过再循环回到细胞表面[6,7]。这些特性使抗体结合后能实现持久、高效的内化,为递送治疗载荷提供了天然通道。
TfR1在骨骼肌和心肌中的高表达,使其成为解决横纹肌递送难题的理想靶标。利用TfR1介导的摄取,AOCs在肌肉组织中的蓄积和基因沉默活性远超未偶联的裸寡核苷酸[8]。正因如此,针对强直性肌营养不良1型和杜氏肌营养不良等疾病的研发快速推进,这两类适应症合计约占当前AOC临床和临床前管线的44%。
TfR1的应用潜力远不止于肌肉组织。在构成血脑屏障(BBB)的脑内皮细胞上,同样存在该受体的表达。过去多年,TfR1一直作为分子穿梭载体,被用于将治疗药物递送入中枢神经系统。如今,利用这一转运机制来攻克神经系统和神经退行性疾病,正受到越来越多的关注——因为跨越血脑屏障依然是这类疾病治疗的最大障碍之一[3]。
尽管当前临床阶段最成熟的AOC仍以肌肉疾病为主,但TfR1递送系统未来有望为脑部和脊髓疾病的基因沉默疗法提供新的可能。在肿瘤领域,TfR1同样展现出巨大潜力。快速增殖的肿瘤细胞对铁的需求增加,其TfR1表达水平往往高于正常组织TfR1[7]。基于这一生物学特征,靶向TfR1的抗体药物偶联物 (ADC) 和纳米递送系统已历经多年研究[9,10]。同样的思路可用于AOC,通过TfR1实现siRNA和ASO对肿瘤的选择性递送,从而为既往“不可成药”的致癌靶点开辟新的治疗路径。
多元化靶点探索
尽管TfR1已成为AOC领域首选的递送靶点,但这一策略也存在一定的局限。
首先,TfR1在多种健康组织中广泛表达,可能在一定程度上削弱组织选择性。此外,已有研究揭示,抗体亲和力的优化需格外谨慎——亲和力过高或低均可能影响受体结合、胞内转运及载荷释放之间的平衡[11,12,13]。
因此,研发人员正积极探索其他受体靶点,以提升组织特异性和递送效率。例如,Tallac Therapeutics在其肿瘤靶向AOC项目中,已采用CD22、SIRPα和Nectin-4等受体 [3]。在血脑屏障递送领域,研究人员同样在评估其他受体系统及双特异性穿梭载体,以期在提升疗效的同时兼顾安全性。
近期基于血脑屏障转转胞吞模型的研究进一步表明,TfR1与CD98hc双靶向策略可能具有协同优势,预示未来的递送平台或将超越单一受体策略[14]。
作为新兴治疗模式,AOCs尽管临床进展令人鼓舞,但要充分发挥潜力,仍面临若干关键技术挑战。
寡核苷酸有效载荷对抗体特性的影响
与ADC中常用的疏水性小分子有效载荷不同,寡核苷酸是相对较大且带高电荷的大分子,其引入会显著改变抗体载体的理化性质[3]。根据有效载荷化学类型、偶联方式和寡核苷酸载量的不同,AOC可能表现出流体动力学半径增大、药代动力学改变、可生产性降低,或与蛋白质和组织间的非特异性相互作用增强等问题。其中,硫代磷酸酯修饰的ASO尤为突出——这类ASO已知能与多种血浆和细胞蛋白结合 [1,15,16]。
因此,AOC通常需要经过大量的工程改造,以维持抗体的结合活性、保障良好的生物分布,并确保生产和储存过程中的稳定性。位点特异性偶联技术、优化的连接子结构以及可控的寡核苷酸与抗体比例,正成为应对这些挑战的关键工具。它们共同保障了AOC药物的均一性、稳定性和疗效一致性[15,16]。
内体逃逸:持续存在的递送瓶颈
受体介导的内吞并不等于治疗的成功。内化后,大多数AOCs进入内体-溶酶体运输途径,其中相当一部分寡核苷酸有效载荷被滞留在内体中,最终可能被降解。多项研究表明,仅有少部分内化分子能够成功逃逸至细胞质或细胞核中,从而与靶标RNA结合。因此,内体逃逸被广泛认为是限制细胞内递送效率的最主要障碍之一[3,8,16]。
▲ 装载ASO的AOC与未偶联ASO进入细胞后命运及作用机制比较
(左半: AOC; 右半: 裸ASO)
(图片来源:参考资料[16])
为突破这一瓶颈,研究人员正从受体选择、胞内释放、内体逃逸及促进有效转运的连接子设计等多个层面同步推进。未来AOC技术的突破,将有赖于对细胞内转运机制的更深入认识[16,17]。
抗体-寡核苷酸偶联物 (AOCs) 正迅速成为攻克肝外递送这一长期难题的最具潜力的技术路径之一。
尽管该领域的第一波发展以TfR1靶向的罕见肌肉疾病项目为主,但其应用版图已迅速扩展至心血管疾病、肿瘤和神经退行性疾病等领域。递送靶点的选择、偶联技术的优化、胞内运输效率和内体逃逸能力的改善,将是充分释放这一治疗模式潜力的关键所在。
随着上述挑战逐步得到解决,AOC有望将RNA疗法的覆盖范围从肝脏扩展至全身,为众多长期缺乏有效治疗手段的疾病打开新的局面。
随着AOCs技术的不断发展,抗体载体的选择和工程改造仍是决定治疗成败的关键因素之一。除组织靶向和胞内递送外,抗体的分子形式、可开发性及免疫原性特征同样影响AOC候选药物的临床表现。
诺纳生物专有的Harbour Mice®平台能够生成全人源抗体为偶联药物的开发提供了独特优势。由于这些抗体序列完成来自人源,有助于降低免疫原性和抗药抗体 (ADA) 产生的风险。抗药抗体的产生可能影响药物暴露量、疗效及长期治疗的可持续性。
除常规IgG抗体外,Harbour Mice®平台还能生成全人源重链抗体 (HCAb) 及其对应的VH结构域。这些结构紧凑的全人源结合片段为设计下一代靶向治疗药物提供了极大的灵活性,尤其适合构建多特异性形式和复杂递送系统。
对于AOCs等新兴疗法而言,全人源VH结构域在保持良好开发特性的同时,为组织靶向性、受体结合和有效载荷递送提供了新的可能。其小尺寸和模块化特性也为构建双特异性乃至多特异性抗体-寡核苷酸偶联物创造了条件,可通过同时靶向多个受体,增强组织选择性或突破胞内递送屏障。
从第一代TfR1靶向疗法向更为多元的递送平台演进,拥有多样化的全人源抗体和VH结构域将是推动创新的重要基础。诺纳生物的抗体发现技术平台能够有力支撑下一代AOCs、双特异性偶联物及其他先进靶向疗法的开发,助力充分释放RNA药物的治疗潜力。
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参考资料
[1] Stanley T. Crooke, Xue-Hai Liang, Brenda F. Baker, et al. Antisense technology: A review. JBC Reviews, 2021.
[2] Danah AlShaer, Othman Al Musaimi, Fernando Albericio, et al. 2025 FDA TIDES (Peptides and Oligonucleotides) Harvest. Pharmaceuticals, 2026.
[3] Meng Li, Hongxin An, Jialing Zhang, et al. Advances in the pharmaceutical development of antibody-oligonucleotide conjugates. European Journal of Pharmaceutical Sciences, 2025.
[4] Andrew Fire, SiQun Xu, Mary K. Montgomery, et al. Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans. Nature, 1998.
[5] Mark E. Davis, Jonathan E. Zuckerman, Chung Hang J. Choi, et al. Evidence of RNAi in humans from systemically administered siRNA via targeted nanoparticles. Nature, 2010.
[6] Xuefei Fu, Yuan Feng, Zhendong Wu, et al. Transferrin receptor 1: an emerging therapeutic target in cancer beyond iron metabolism. Cancer Cell International, 2026.
[7] Pierre Candelaria, Lai Sum Leoh, Manuel Penichet, et al. Antibodies Targeting the Transferrin Receptor 1 (TfR1) as Direct Anti-cancer Agents. Front. Immunol., 2021.
[8] Barbora Malecova, Rob S Burke, Michael Cochran, et al. Targeted tissue delivery of RNA therapeutics using antibody–oligonucleotide conjugates (AOCs). Nucleic Acids Research, 2023.
[9] Tingting Ji, Zhaoyun Zong, Ningyuan Gong, et al. Development of a Human IgG1 Monoclonal Antibody Targeting Transferrin Receptor 1 for Antitumor Drug Delivery. Antibodies, 2026.
[10] Tracy R. Daniels, Ezequiel Bernabeu, José A. Rodríguez, et al. The transferrin receptor and the targeted delivery of therapeutic agents against cancer. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects, 2012.
[11] Arsalan S Haqqani, Kasandra Belanger, Danica Stanimirovic. Receptor-mediated transcytosis for brain delivery of therapeutics: receptor classes and criteria. Front. Drug Deliv., 2024.
[12] Wandong Zhang, Qing Yan Liu, Arsalan S. Haqqani, et al. Differential expression of receptors mediating receptor-mediated transcytosis (RMT) in brain microvessels, brain parenchyma and peripheral tissues of the mouse and the human. Fluids and Barriers of the CNS, 2020.
[13] William M. Pardridge. Receptor-mediated drug delivery of bispecific therapeutic antibodies through the blood-brain barrier. Front. Drug Deliv, 2023.
[14] Tatjana Sela, Tamara Wirth, Annika Sommer, et al. Impact of ASO conjugation and receptor binding affinity on intracellular transport of mono- and bispecific TfR- and CD98-BrainshuttleTM variants. MAbs. 2026.
[15] Julien Dugal-Tessier, Srinath Thirumalairajan, Nareshkumar Jain. Antibody-Oligonucleotide Conjugates: A Twist to Antibody-Drug Conjugates. J. Clin. Med. 2021.
[16] Chen-Hsu Yu, Summer Y Y Ha, Zhiqiang An, et al. Antibody-oligonucleotide conjugates: an emerging modality for precision RNA therapeutics. Antibody Therapeutics, 2026.
[17] Yuqian Li, Xinlin Liu, Fuyuan Zhang, et al. Antibody-oligonucleotide conjugates: design principles, intracellular delivery, and translational opportunities. Journal of Hematology & Oncology, 2026.
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