《International Journal of Pharmaceutics》：Legumain-responsive albumin-binding prodrug enables tumor-selective drug release and immunomodulatory remodeling for enhanced antitumor efficacy in ovarian cancer
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陈慧东|岳泽琳|张艳|周洋洋|苏玉英|徐毅|孙勇|余文西|沈湛
中国上海，上海交通大学医学院附属第六人民医院肿瘤科
摘要
背景
白蛋白结合前药是一种提高细胞毒性药物系统稳定性和肿瘤暴露量的药理策略。Legumain是一种在酸性肿瘤微环境中选择性激活的天冬酰胺内肽酶，为肿瘤特异
陈慧东|岳泽琳|张艳|周洋洋|苏玉英|徐毅|孙勇|余文西|沈湛
中国上海，上海交通大学医学院附属第六人民医院肿瘤科
摘要
背景
白蛋白结合前药是一种提高细胞毒性药物系统稳定性和肿瘤暴露量的药理策略。Legumain是一种在酸性肿瘤微环境中选择性激活的天冬酰胺内肽酶，为肿瘤特异性前药激活提供了一种机制。在本研究中，我们开发了WC10-003，这是一种对Legumain敏感的白蛋白结合型贝洛替康前药，并探讨了其在卵巢癌模型中的药理特性和抗肿瘤活性。
方法
WC10-003是通过将贝洛替康与一种可被Legumain切割的多肽连接子偶联而成的。通过评估白蛋白结合能力、血浆稳定性和酶促激活情况来表征其药理行为。在卵巢癌异种移植模型中评估了其抗肿瘤效果，并与伊立替康和贝洛替康进行了比较。此外，还进行了转录组分析以探讨治疗相关的信号改变，并利用免疫组化和流式细胞术评估了肿瘤相关巨噬细胞的极化变化。
结果
静脉给药后，WC10-003迅速与内源性白蛋白结合，形成稳定的循环复合物，从而延长了药物的系统暴露时间并增强了肿瘤中的药物积累。在卵巢癌异种移植模型中，WC10-003的肿瘤抑制作用显著强于伊立替康或贝洛替康，这与其改善的药代动力学和肿瘤暴露特性一致。转录组分析显示，WC10-003抑制了与肿瘤生长相关的PI3K–AKT信号通路。此外，免疫表型分析表明肿瘤相关巨噬细胞向 menos immunosuppressive（免疫抑制性较低）的表型转变。WC10-003与抗PD-1抗体的联合治疗进一步增强了抗肿瘤效果，这表明经药理优化的前药激活可以增强肿瘤对免疫检查点阻断的敏感性。
结论
WC10-003具有良好的药理特性，包括白蛋白介导的稳定性和依赖Legumain的肿瘤激活作用，从而在临床前卵巢癌模型中增强了抗肿瘤效果。这些发现突显了一种通过药理方法优化前药的策略，以改善细胞毒性药物的性能，并支持其进一步与免疫疗法联合应用的评估。
引言
卵巢癌（OC）仍然是一种高度致命的恶性肿瘤，IIIC–IV期的5年生存率低于30%。尽管一线治疗可使70–80%的晚期OC患者达到完全缓解（CR），但大约70%的患者最终会复发，大多数患者最终因疾病进展而死亡（Yang等，2020；Wu等，2023；Schoutrop等，2022）。目前的标准治疗方案是先进行细胞减灭手术，然后进行铂类化疗。近年来，引入了靶向药物（如贝伐单抗和聚（ADP-核糖）聚合酶（PARP）抑制剂），以及针对程序性死亡蛋白1（PD-1）和程序性死亡配体1（PD-L1）的免疫检查点抑制剂。然而，大多数患者仍然会出现疾病进展（Morand等，2021；Lheureux等，2019）。其中一些药物正在临床试验中与传统的细胞毒性药物联合用于治疗复发性OC（Kuroki和Guntupalli，2020；Konstantinopoulos和Matulonis，2023）。最近，新的策略在铂类耐药、叶酸受体α（FRα）阳性的OC中显示出临床益处（Huang等，2023；Gupta等，2019；Eisenhauer，2017）。然而，这些方法的临床应用范围有限，凸显了亟需额外的治疗选择，并突显了精准医学方法在OC管理中的前景（Armstrong等，2022；An和Yang，2021）。
贝洛替康是一种半合成的喜树碱衍生物，被认为是一种有前途的治疗候选药物（Lee等，2007）。它选择性地抑制S期细胞中的DNA拓扑异构酶I，导致复制叉停滞和随后的细胞死亡（Martín-Encinas等，2022；Lee等，2019；Lee等，2008）。重要的是，贝洛替康的抗肿瘤指数是拓扑替康的三倍以上。IIb期临床研究进一步证实了其在OC中的有效性，使其在韩国获得了上市批准（Kim等，2010；Kim等，2021；Choi等，2011；Cheng等，2022）。由于其高细胞毒性，贝洛替康的临床应用剂量受到限制。尽管如此，仍选择贝洛替康作为有效载荷以最大限度地发挥其细胞杀伤活性。
Legumain（也称为天冬酰胺内肽酶）是一种溶酶体半胱氨酸蛋白酶，以无活性的前体形式（pro-legumain）合成，可防止不必要的底物水解（Zheng等，2022；Dall和Brandstetter，2016；Mai等，2017）。合成的pro-legumain主要通过高尔基体转运到溶酶体（Peng等，2021），在此过程中进行翻译后修饰。特别是，泛素单体的结合增强了pro-legumain的稳定性。在溶酶体内的酸性和还原条件下，pro-legumain被加工成成熟的、有活性的36-kDa形式（Solberg等，2022；Zhen等，2015；Alexander和Harrison，2024）。Legumain在多种组织中高表达，包括肾脏、肝脏、脾脏、胎盘和睾丸（Pang等，2023；Shen等，2020；Xu等，2024），并且在肿瘤微环境中的肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）中含量特别丰富（Edgington-Mitchell等，2016；Jia等，2022；Pang等，2025）。因此，WC10-003预期能在肿瘤微环境中有效释放其载荷。
章节片段
细胞系和培养
A2780、SK-OV-3和MC38细胞系购自中国医学科学院基础医学科学研究所的细胞培养中心。这些细胞在含有10%胎牛血清（FBS）和1%青霉素-链霉素（Gibco）的RPMI-1640培养基中培养。培养条件为37°C，氛围中含有95%的空气和5%的CO2。
细胞增殖测定
使用Cell Counting Kit-8（CCK-8）评估细胞增殖情况。A2780和SK-OV-3细胞被接种后...
WC10-003的结构和合成
为了降低贝洛替康的毒性并增强其在肿瘤微环境中的释放特性，我们设计了一种四肽连接子作为响应肿瘤微环境的释放开关。该连接子首先被Legumain切割生成贝洛替康-单肽偶联物，剩余的甘氨酸残基随后被组织蛋白酶水解释放出游离的贝洛替康。这种两步水解过程降低了WC10-003的系统毒性，并改善了其治疗窗口。
讨论
在本研究中，我们设计了贝洛替康白蛋白前药WC10-003，并评估了其在卵巢癌（OC）中的抗肿瘤活性、肿瘤微环境特异性释放和潜在的免疫激活功能。通过依赖Legumain和组织蛋白的靶向作用及持续释放，WC10-003使贝洛替康的最大耐受剂量（MTD）提高了十倍，且未引起严重的副作用。细胞实验显示...
结论
本研究表明，WC10-003通过白蛋白结合延长了药物的血液循环半衰期，实现了靶向递送和可控释放，并促进了肿瘤部位的积累。这种设计还降低了系统毒性并增强了治疗效果。转录组测序显示，WC10-003治疗抑制了PI3K–AKT信号通路并减少了M2型巨噬细胞的极化，从而增强了抗肿瘤免疫。WC10-003目前...
未引用的参考文献
Eisenhauer（2017）。
CRediT作者贡献声明
陈慧东：写作 – 审稿与编辑，初稿撰写，可视化处理，验证，项目管理，方法论设计，实验设计，数据分析，概念化。岳泽琳：可视化处理，实验设计，数据分析。张艳：写作 – 审稿与编辑，初稿撰写。周洋洋：写作 – 审稿与编辑，初稿撰写。苏玉英：验证，实验设计。徐毅：验证，实验设计。孙勇：资源协调。
资助
本研究得到了中华人民共和国科技部的资助[项目编号：2023YFC2411405]；主要研究者为沈湛。
利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：沈湛报告称获得了中国科技部的财政支持。如果还有其他作者，他们声明没有已知的可能影响本文研究工作的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了上海第六人民医院医学肿瘤科的支持。我们感谢王一豪在写作方面的协助，同时感谢夏天齐在图表制作方面的支持。
