
7.1 EGFR靶向LYTAC
7.1.1 西妥昔单抗(Cetuximab)-M6Pn LYTAC
西妥昔单抗-M6Pn LYTAC是LYTAC技术的开创性验证实例,由Bertozzi实验室于2020年首次报道,标志着基于抗体的LYTAC概念的成功实现。该分子采用已上市的抗EGFR嵌合抗体西妥昔单抗(Cetuximab)作为靶蛋白结合模块,通过化学偶联与含有约90个M6Pn残基的糖肽聚合物连接,形成完整的LYTAC分子 (BOC Sciences) 。
在细胞模型验证中,西妥昔单抗-M6Pn LYTAC展现了预期的降解活性:在多种EGFR阳性细胞系(如HeLa、A431、MDA-MB-468)中,LYTAC处理(10-100 nM,24小时)导致细胞表面EGFR水平降低60-80%,总EGFR蛋白水平降低50-70%。降解具有CI-M6PR依赖性——CRISPR敲除CI-M6PR或竞争性游离M6P阻断均可消除降解活性。重要的是,LYTAC的降解效应显著强于等摩尔浓度的裸西妥昔单抗(仅导致EGFR内化回收,无净降解),证明了”降解”相对于”占位抑制”的功能优势 (BOC Sciences) 。
该实例的技术意义在于:首次证明了已上市抗体药物可直接”LYTAC化”转化为降解分子,无需从头开发新抗体;验证了M6Pn多价糖肽作为CI-M6PR配体的有效性,尽管其结构复杂性和批次异质性成为后续改进的重点;以及建立了LYTAC活性评估的标准化流程(Western blot、流式细胞术、免疫荧光共定位),为后续研究提供了方法论基础 (BOC Sciences) 。
7.1.2 西妥昔单抗-GalNAc LYTAC(肝脏特异性)
西妥昔单抗-GalNAc LYTAC是肝脏特异性降解策略的代表性实例,由同一研究团队于2021年报道,旨在拓展LYTAC的组织靶向 repertoire。该分子将西妥昔单抗与三价GalNAc簇(tri-GalNAc)通过点击化学偶联,靶向肝细胞表面的ASGPR,实现肝脏选择性的EGFR降解 (nih.gov) 。
在肝细胞来源的细胞系(HEP3B、HEPG2、HUH7)中,西妥昔单抗-GalNAc LYTAC表现出高效的EGFR降解:DC50约1-5 nM,Dmax>80%,降解动力学较M6Pn版本更快(可能源于ASGPR更高的内吞效率)。关键的对照实验证实了降解的ASGPR依赖性:siRNA敲低ASGPR消除降解活性;外源性tri-GalNAc竞争阻断降解;而在ASGPR阴性的非肝细胞系(如HeLa、A431)中无降解活性。这些严格的验证确立了GalNAc-LYTAC的肝脏特异性机制 (nih.gov) 。
该实例的临床转化价值在于:肝细胞癌(HCC)治疗——EGFR在约60%的HCC中过表达,与肿瘤进展和预后不良相关,GalNAc-LYTAC可实现肝脏局部的EGFR清除,避免全身EGFR抑制导致的皮肤/肠道毒性;以及肝脏疾病模型研究——利用肝脏特异性降解验证EGFR在肝纤维化、肝再生等过程中的功能。然而,该策略的局限性也值得关注:ASGPR仅在健康肝细胞高表达,肝硬化或肝纤维化时表达下调可能影响疗效;以及HCC细胞的ASGPR表达可能低于正常肝细胞,需要剂量优化 (nih.gov) 。
7.1.3 降解效率与细胞活性验证
EGFR-LYTAC的降解效率与细胞功能效应的关联验证,是评估其治疗潜力的关键环节。在细胞增殖抑制实验中,西妥昔单抗-M6Pn LYTAC对EGFR依赖性细胞系(如A431、DiFi)的增殖抑制IC50约为1-10 nM,与裸西妥昔单抗相当或略优,但作用机制不同——LYTAC通过EGFR清除消除信号来源,而西妥昔单抗通过阻断配体结合抑制信号。在长期克隆形成实验中,LYTAC表现出更持久的抑制效应,停药后细胞恢复较慢,这与EGFR的缓慢再合成动力学一致 (BOC Sciences) 。
信号通路分析揭示了LYTAC的深层作用机制:EGFR降解不仅阻断EGF诱导的MAPK/ERK和PI3K/AKT通路激活,还消除了EGFR的支架功能——如招募其他信号蛋白(如Src、PLCγ)至细胞膜,以及参与内吞运输的调控。这种“功能清零”效应是传统抑制剂难以实现的。在耐药性模型中,携带EGFR T790M突变的非小细胞肺癌细胞对第三代TKI奥希替尼耐药,但EGFR-LYTAC仍能有效降解突变受体,提示降解策略可能克服某些激酶域突变导致的耐药 (Profacgen) 。

7.2 HER2靶向LYTAC
7.2.1 曲妥珠单抗(Trastuzumab)-M6P修饰策略
曲妥珠单抗-M6P LYTAC是基于另一经典抗肿瘤抗体的降解型改造实例,靶向在乳腺癌、胃癌等多种肿瘤中过表达的HER2受体。曲妥珠单抗(Trastuzumab)作为首个靶向HER2的人源化抗体,其临床成功为LYTAC改造提供了坚实基础。与西妥昔单抗-LYTAC类似,曲妥珠单抗可通过赖氨酸侧链随机偶联或糖基化位点定点偶联与M6Pn或GalNAc配体连接,形成HER2-LYTAC (BOC Sciences) 。
HER2作为LYTAC靶标的特殊考量在于其强效的内在化特性——曲妥珠单抗本身即可诱导HER2的内吞和降解(尽管效率较低,净降解约20-30%),这一特性可能影响LYTAC的相对增益空间。实验研究表明,曲妥珠单抗-M6Pn LYTAC可将HER2降解效率提升至70-85%,显著优于裸抗体,但增益幅度(约2-3倍)略低于EGFR-LYTAC(裸西妥昔单抗几乎无净降解)。这提示靶蛋白的基础内吞速率是影响LYTAC相对优势的重要变量——对于本身内吞缓慢的靶蛋白,LYTAC的”强制内吞”效应更为显著 (BOC Sciences) 。
7.2.2 乳腺癌细胞模型中的降解验证
在HER2阳性乳腺癌细胞模型(SK-BR-3、BT-474、MDA-MB-453)中,曲妥珠单抗-LYTAC展现了高效的HER2清除和预期的功能后果。降解动力学特征为:早期快速相(0-4小时,表面HER2清除)和缓慢持续相(4-24小时,总HER2降解),与EGFR-LYTAC类似但速率略慢,可能反映HER2的较慢周转率。功能验证包括:增殖抑制——LYTAC的IC50与曲妥珠单抗相当,但最大抑制深度更大;信号阻断——HER2下游的PI3K/AKT和MAPK通路被更彻底抑制;以及抗体依赖性细胞毒性(ADCC)的保留或消除——取决于Fc段是否保留效应功能 (BOC Sciences) 。
特别值得关注的是,曲妥珠单抗-LYTAC对曲妥珠单抗耐药模型的活性。获得性耐药机制包括HER2截短形式(p95-HER2)的表达、PIK3CA突变激活、以及HER2基因扩增丢失等。LYTAC降解策略对p95-HER2(缺乏胞外域,无法被LYTAC识别)无效,但对PIK3CA突变和HER2过表达耐药仍有效,因为HER2的完全清除可消除其作为信号平台的支架功能,即使下游通路存在激活突变。这一发现提示LYTAC与PI3K抑制剂的联合可能是克服耐药的有效策略 (BOC Sciences) 。
7.3 其他膜蛋白靶点
7.3.1 PD-L1靶向LYTAC
PD-L1-LYTAC是肿瘤免疫治疗领域的重要探索方向,旨在通过清除肿瘤细胞表面的PD-L1蛋白,增强抗肿瘤免疫应答。与现有PD-1/PD-L1抗体阻断药物(如帕博利珠单抗、阿替利珠单抗)相比,PD-L1-LYTAC的潜在优势在于:更彻底的免疫检查点消除——完全清除PD-L1蛋白,而非仅阻断其与PD-1的结合界面;减少PD-L1介导的免疫抑制信号——包括与CD80的相互作用(反向信号)以及胞内段的信号功能;以及潜在的免疫原性增强——PD-L1降解可能释放肿瘤抗原,促进抗原呈递 (Profacgen) 。
2023年报道的IGF2肽段-抗PD-L1抗体LYTAC采用创新的”蛋白-only”设计,将IGF2模拟肽与全人源抗PD-L1抗体Atezolizumab的变体融合,通过KIH技术构建不对称双特异性IgG。该分子在多种PD-L1阳性肿瘤细胞系中实现了>80%的PD-L1降解,并在同基因小鼠肿瘤模型中展现出比母本抗体更强的抗肿瘤活性(肿瘤生长抑制率提高约30-50%)。机制研究证实,PD-L1降解增强了肿瘤浸润T细胞的活化和细胞因子分泌,且与PD-1抗体联合产生协同效应 (nih.gov) 。
7.3.2 转铁蛋白受体(TfR)靶向LYTAC
TfR-LYTAC代表了利用替代内吞受体拓展LYTAC应用范围的尝试。转铁蛋白受体(TfR1)在多种细胞类型中基础表达,在增殖活跃的肿瘤细胞和血脑屏障内皮细胞中显著上调,是经典的药物递送靶点。基于TfR1的LYTAC策略包括:直接靶向TfR1本身——降解TfR1以阻断肿瘤细胞的铁摄取,抑制其增殖;以及利用TfR1作为”通用内吞受体”——将抗TfR1抗体与靶蛋白结合抗体构建为双特异性LYTAC,通过TfR1的内吞能力强制降解其他靶蛋白 (Nature) 。
人重链铁蛋白(HFn)-LYTAC系统是TfR1策略的创新应用。HFn为24聚体纳米笼蛋白,天然多价结合TfR1并被内吞至溶酶体。通过在HFn表面展示靶蛋白结合肽(如抗HER2肽),构建了”配体展示平台”型LYTAC,成功实现了EGFR、HER2和PD-L1的降解。该系统的独特优势在于完全基因编码的生产和天然的多价受体结合,但其免疫原性风险(HFn作为外源性蛋白)和肿瘤特异性不足限制了临床转化前景 (Nature) 。
7.3.3 细胞因子受体(如IL-2Rα)靶向LYTAC
细胞因子受体-LYTAC针对的是免疫调控和炎症疾病领域的重要靶标。IL-2受体α链(IL-2Rα,CD25)在调节性T细胞(Treg)和活化的效应T细胞上高表达,是控制免疫应答强度的关键节点。抗CD25抗体(如Basiliximab)已用于器官移植后的免疫抑制,但LYTAC降解策略可能提供更彻底的Treg功能抑制或选择性清除 (BOC Sciences) 。
CD25-LYTAC的设计挑战在于:CD25在Treg上的高表达是维持免疫耐受所必需的,完全清除可能导致严重的自身免疫毒性;而在肿瘤浸润Treg中,CD25的降解可能增强抗肿瘤免疫。因此,组织选择性的CD25-LYTAC(如GalNAc-LYTAC用于肝脏局部免疫调控,或肿瘤微环境响应型LYTAC)可能是更安全的开发方向。目前,CD25-LYTAC仍处于早期概念验证阶段,其临床价值有待进一步评估 (BOC Sciences) 。

7.4 胞外蛋白降解实例
7.4.1 淀粉样蛋白-β(Aβ)降解LYTAC
Aβ-LYTAC是LYTAC技术向神经退行性疾病领域拓展的前沿探索,旨在清除阿尔茨海默病(AD)特征性的胞外Aβ聚集体。Aβ作为分泌型蛋白,无法被PROTAC等胞内降解技术靶向,而LYTAC的内吞-溶酶体途径为其清除提供了独特机制。Aβ-LYTAC的设计策略包括:直接靶向Aβ单体或寡聚体——使用识别Aβ特定构象(如寡聚体特异性)的抗体,通过LYTAC将其递送至溶酶体降解;以及靶向Aβ的”分子伴侣”——如降解介导Aβ转运的膜蛋白(如RAGE、LRP1),间接减少Aβ的脑内积累 (LifeSensors) 。
Aβ-LYTAC面临的核心挑战是血脑屏障(BBB)的穿越。传统IgG-LYTAC(~200 kDa)几乎无法通过完整的BBB,需要借助以下策略:TfR1介导的跨细胞转运——利用BBB内皮细胞高表达的TfR1,通过双特异性LYTAC(一端抗Aβ,一端抗TfR1)实现”特洛伊木马”式脑递送;聚焦超声或渗透性开放BBB——物理方法暂时增加BBB通透性,配合LYTAC给药;以及鼻-脑递送途径——绕过BBB,通过嗅觉神经直接递送至脑实质。这些策略各有优劣,目前仍处于临床前优化阶段 (LifeSensors) 。
2024年的最新进展报道了VHH-based Aβ-LYTAC,利用小尺寸单域抗体(~15 kDa)的BBB穿透潜力,配合M6P配体和PEG化半衰期延长,在AD小鼠模型中实现了脑内Aβ负荷的显著降低(约30-40%)和认知功能的改善。这一概念验证虽初步,但展示了LYTAC在神经退行性疾病中的治疗潜力 (LifeSensors) 。
7.4.2 免疫球蛋白G(IgG)清除LYTAC
IgG-LYTAC是一种”反直觉”的应用——利用LYTAC清除抗体药物本身,旨在解决治疗性抗体的药代动力学调控和自身免疫疾病中致病性抗体的清除问题。该策略的核心是设计能够识别特定IgG亚型或治疗性抗体独特型(idiotype)的LYTAC,通过CI-M6PR介导的内吞将其清除 (nih.gov) 。
在自身免疫疾病应用中,IgG-LYTAC可用于清除致病性自身抗体,如系统性红斑狼疮中的抗dsDNA抗体、重症肌无力中的抗乙酰胆碱受体抗体、以及Goodpasture综合征中的抗基底膜抗体。这些自身抗体通常为IgG亚型,与CI-M6PR-LYTAC兼容。在抗体药物药代动力学调控中,IgG-LYTAC可作为”解毒剂”——当治疗性抗体(如抗凝血的艾美赛珠单抗)过量时,给予特异性IgG-LYTAC快速清除,实现可逆的剂量控制 (nih.gov) 。
IgG-LYTAC的技术挑战在于:FcRn的竞争——内源性IgG通过FcRn循环,LYTAC介导的IgG内吞需克服FcRn的保护效应;特异性控制——避免清除非目标IgG,导致免疫球蛋白缺乏症;以及免疫复合物风险——LYTAC与IgG形成免疫复合物可能激活补体系统。这些挑战需要通过高特异性抗体选择、FcRn结合位点遮蔽、以及剂量精细调控来管理 (nih.gov) 。
【 服务 】
*泰克康得靶向降解技术,突破传统抗体阻断局限,以双功能分子设计实现致病蛋白的完全清除与溶酶体降解;为肿瘤免疫和自身免疫研究提供彻底归零级的精准蛋白调控工具,让根治从概念走向实验室可能。
*德崇生物体内CAR-T技术,以工程化病毒样颗粒突破体外制备局限,实现T细胞体内重编程与实体瘤微环境深度穿透;将8周复杂流程简化为3周静脉注射,为实体瘤免疫研究提供标准化、可重复的现货型工具平台。
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