《Current Opinion in Chemical Biology》：Recent advances in protein modification–enabled potential therapeutics
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蛋白质疗法从天然生物制剂发展到精确工程化的多功能治疗剂，传统方法如PEGyl化存在结构不稳定、清除快等局限。近年采用化学选择反应、酶促标记、糖基工程及基因码扩展等技术，提升修饰精准度与均一性，改善批间一致性、可控性递送及多功能整合。本文综述近两年抗体偶联药物（ADCs）、细胞因子及近端激活共价疗法三大领域的进展，并探讨未来规模化修饰平台、免疫原性管理及人工智能辅助设计的发展方向。
Lizhen Wei|Kainan Liang|Yang Zhou|Yong-Xiang Chen
生物有机磷化学与化学生物学重点实验室（教育部），清华大学化学系，北京100084，中国
蛋白质治疗领域已经从天然生物制剂发展到精密工程的多功能治疗剂，克服了结构不稳定、快速清除和免疫原性等固有局限性。早期的策略，包括聚乙二醇化（PEGylation）和白蛋白融合，以及抗体-药物偶联物（ADCs）的出现，已经证明了其临床价值，但在提高修饰的位点特异性、抑制结构异质性、调整连接子稳定性和扩大蛋白质治疗剂的载荷多样性方面仍存在挑战。近年来，生物偶联技术的进步，如化学选择性反应、酶促标记、糖链工程和遗传密码扩展，现在能够实现更加位点特异性和均匀的修饰，从而提高了批次一致性、可控的载荷释放和多功能性。本综述重点介绍了过去两年中在三类修饰蛋白质治疗剂方面的关键进展：ADCs、细胞因子和基于邻近效应的共价治疗剂。展望未来，我们概述了未来的发展方向，包括可扩展的位点特异性平台、免疫原性管理和递送优化，这些发展越来越多地受到人工智能辅助的蛋白质设计和反应调控的推动。
引言
在过去几十年中，蛋白质治疗技术取得了显著进展，主要包括单克隆和多克隆抗体、细胞因子以及用于治疗各种疾病的支架蛋白[1]。与小分子和肽不同，蛋白质可以接触到更大、更平坦的结合表面，从而有效靶向复杂的受体和蛋白质-蛋白质相互作用。然而，未修饰蛋白质的临床应用仍受到快速清除、不稳定性和免疫原性等固有局限性的限制。早期的工程策略，如蛋白质的PEGylation和白蛋白融合，以及抗体-药物偶联物（ADCs）的出现，已经证明了其临床价值。例如，利用半胱氨酸基偶联的曲妥珠单抗德鲁克泰坎（trastuzumab deruxtecan）和达托帕单抗德鲁克泰坎（datopotamab deruxtecan）已被批准用于治疗多种实体瘤，包括HER2阳性和HER2低表达的乳腺癌。替索妥珠单抗维多汀（tisotumab vedotin）和贝拉妥单抗马福多汀（belantamab mafodotin）分别被批准用于宫颈癌和多发性骨髓瘤，它们也采用了半胱氨酸介导的偶联；而米伐昔单抗索拉万辛（mirvetuximab soravtansine）则用于FRα阳性、铂耐药性卵巢癌，通过赖氨酸基偶联产生[2]。尽管如此，这些策略仍然面临残余异质性、偶联位点控制有限、连接子不稳定性和免疫原性等问题。这些限制，加上脱靶效应和药代动力学不佳等持续存在的障碍，凸显了需要先进的生物偶联技术，以实现位点特异性、均匀性和多样化的修饰，从而充分发挥基于蛋白质的治疗剂的潜力。
近年来，蛋白质治疗领域从简单的靶点阻断转向了精密工程和功能编程[3,4]。从技术角度来看，这一演变得益于多样且复杂的修饰策略工具包。这包括针对经典氨基酸残基（如半胱氨酸、赖氨酸）或其他典型氨基酸残基的高效化学选择性反应、酶介导的特异性偶联、糖链代谢标记，以及通过遗传密码扩展（GCE）技术结合进一步的生物正交偶联[5,6]。由于蛋白质化学修饰的进展已在其他地方进行了广泛讨论，因此这里不再详细阐述[7]。
本综述总结了过去两年中由新型修饰技术推动的蛋白质治疗领域的最新进展。这些策略实现了显著的功能提升，如批次均匀性的提高、载荷释放动力学的控制以及多种功能载荷的整合，从而提高了治疗效果并减少了副作用。综述分为三个主要类别：抗体-药物偶联物、细胞因子和基于邻近效应的共价蛋白质治疗剂。最后，我们讨论了未来的发展方向，强调了关键挑战和有前景的机会，并突出了人工智能在下一代蛋白质治疗剂设计和开发中的重要作用[8,9]。
节选内容
抗体-药物偶联物（ADCs）
ADCs是一类通过化学连接子将单克隆抗体与强效小分子药物精确连接的靶向治疗平台。它们利用抗体特异性结合目标抗原，从而在病变组织中富集治疗剂。因此，与放疗和化疗相比，ADCs可以实现精准治疗，降低全身毒性[10]。从结构上看，ADC由三个关键组成部分构成：抗体，它负责
细胞因子
细胞因子在免疫中起着关键作用，使其成为治疗多种免疫相关疾病的潜在治疗剂[56]。然而，由于清除速度快、稳定性差以及由于低特异性和不良生物分布导致的严重全身毒性，它们的临床应用长期以来受到限制。为了应对这些挑战，人们采用了蛋白质工程来微调细胞因子的活性。
下一代疗法：基于邻近效应的标记实现高共价靶向和低脱靶风险
共价小分子药物在临床实践中得到了广泛应用。它们首先可逆地与目标结合，然后与亲核残基形成共价键，以实现持续的目标占据[68]。已获批准的例子包括伊布替尼（ibrutinib，BTK抑制剂）和奥西替尼（osimertinib，EGFR抑制剂）。大多数现有疗法依赖于非共价相互作用来与其目标结合，但存在脱靶风险。共价蛋白质治疗剂与其目标形成稳定的键
总结与展望
过去几十年里，蛋白质治疗领域经历了革命性的演变，从天然生物制剂发展到精密工程的治疗剂。虽然传统的蛋白质治疗剂已经展示了相当的临床价值，但它们的固有局限性，包括结构不稳定、快速清除和免疫原性，促使了先进生物偶联策略的发展。早期的方法，如PEGylation和白蛋白融合，以及
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文报道工作的竞争性财务利益或个人关系。
在准备这项工作时，作者使用了ChatGPT和Deepseek来检查语法并润色部分英文文本。使用这些工具后，作者根据需要对内容进行了审查和编辑，并对发表文章的内容承担全部责任。
致谢
本工作得到了
国家自然科学基金（编号22177059、W2412026）和
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