CN117159711A

CN117159711A - 一种抗体偶联物及其制备方法和在制备近红外光免疫疗法用药物中的用途

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Publication number: CN117159711A
Application number: CN202310957722.5A
Authority: CN
Inventors: 陈帆; 郑伟慧; 徐彦之; 郭鹏
Original assignee: Institute Of Basic Medicine And Oncology Chinese Academy Of Sciences Preparatory; Zhejiang Cancer Hospital
Current assignee: Institute Of Basic Medicine And Oncology Chinese Academy Of Sciences Preparatory; Zhejiang Cancer Hospital
Priority date: 2023-08-01
Filing date: 2023-08-01
Publication date: 2023-12-05

Abstract

本发明涉及生物技术和药物领域，特别是涉及一种抗体偶联物及其制备方法和在制备近红外光免疫疗法用药物中的用途，所述抗体偶联药物包括相连接的抗体与光敏药物，所述抗体偶联药物中抗体与光敏药物的摩尔比值为1：(1～100)，所述抗体偶联物具体为ICAM1‑ICG或HER2‑ICG。本发明的抗体偶联物能够靶向抗原，将ICG特异性靶向肿瘤组织，在近红外激光照射下激活靶细胞促死亡的自噬和焦亡，发挥有效的肿瘤抑制作用。相比传统的光动力疗法，本发明的抗体偶联物能够提高光敏剂达到肿瘤部位的量，实现肿瘤中药物的定位释放，增强治疗效果的同时，降低全身毒副作用。

Description

一种抗体偶联物及其制备方法和在制备近红外光免疫疗法用药物中的用途

技术领域

本发明涉及生物技术和药物领域，特别是涉及一种抗体偶联物及其制备方法和在制备近红外光免疫疗法用药物中的用途。

背景技术

甲状腺癌(THCA)是内分泌系统最常见的恶性肿瘤，截止2020年，已有586202例新发病例和43646例死亡病例。THCA的病理亚型包括甲状腺乳头状癌(PTC)、甲状腺滤泡状癌(FTC)、甲状腺髓样癌(MTC)和甲状腺未分化癌(ATC)。ATC是THCA中最不常见、但恶性程度最高、最具侵袭性的一种。手术、放疗和化疗是目前治疗ATC的主要手段，但ATC患者预后仍然较差，平均生存率仅为8个月。虽然已开发了一些针对酪氨酸激酶和BRAFV600E突变的分子疗法，但对ATC患者的益处仍然非常有限。因此，针对ATC的新型分子靶向治疗的需求尚未得到满足。

另一方面，近红外光免疫疗法(near-infrared photoimmunotherapy,NIR-PIT)近年来在癌症治疗中取得了令人鼓舞的成果。从概念上讲，NIR-PIT是一种光动力疗法(PDT)和免疫疗法结合的新型癌症治疗方法，具有比常规治疗方法更优的优点，可诱导高选择性、即时杀伤癌细胞，并启动宿主抗肿瘤免疫反应。值得注意的是，已有研究证明NIR-PIT可以靶向多种癌症特异性蛋白，如表皮生长因子受体(EGFR)，细胞间粘附分子-1(ICAM1)和人表皮生长因子受体-2(HER2)，这些研究结果是NIR-PIT可以治疗ATC的理论基础。然而，使用NIR-PIT治疗ATC的相关研究仍然很少，因为有许多挑战，例如有效的靶抗原选择。综上所述，用于对ATC的NIR-PIT尚未实现。

自噬是由溶酶体途径介导的细胞质组分分解代谢的过程，对维持体内平衡和细胞生长至关重要。然而，在不同的刺激条件下，自噬可能在肿瘤中发挥双重作用，促生存或促死亡。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种抗体偶联物及其制备方法和在制备近红外光免疫疗法用药物中的用途，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供与ICAM1特异性结合的物质在制备近红外光免疫疗法用药物中的用途。

所述与ICAM1特异性结合的物质选自小分子化合物、抗ICAM1抗体、抗体偶联药物或其药学上可接受的盐或溶剂化合物。

所述抗体偶联药物为抗体与近红外荧光染料连接形成的药物，所述抗体选自抗ICAM1抗体或抗HER2抗体。所述近红外荧光染料选自苯并双噻二唑类、花菁类、硼二吡咯烷类、基于共轭聚合物的近红外荧光染料；优选的，所述近红外荧光染料选自以下中的任一种或多种：FM1210-NPs、BBTD-1302NPs、IR-FP8P、SA-TTB-PEG1000、IR-783@BSA、ICG、SWIR-WAZABY-01、NJ-1060、BD-1、m-PBTQ4F、PDFT1032、pDA-PEG。

所述抗体偶联物包括本发明实施例制备并验证的抗体偶联物。

所述近红外光免疫疗法用药物选自甲状腺癌治疗药物、宫颈癌治疗药物、胃癌治疗药物、胆管癌治疗药物；优选的，所述甲状腺癌治疗药物选自甲状腺乳头状癌治疗药物、甲状腺滤泡状癌治疗药物、甲状腺髓样癌治疗药物或甲状腺未分化癌治疗药物。

本发明还提供一种抗体偶联物的制备方法，所述制备方法包括将抗体与N-琥珀酰亚胺修饰的光敏药物或与马来酰亚胺修饰的光敏药物混合发生缩合反应，反应后即获得所述抗体偶联药物。

本发明还提供所述抗体偶联药物在制备激活细胞促死亡的自噬药物和诱导细胞焦亡的药物中的用途，所述细胞为相对于健康细胞，高表达与抗体偶联物中的抗体特异性结合的抗原的细胞。

如上所述，本发明的一种抗体偶联物及其制备方法和在制备近红外光免疫疗法用药物中的用途，具有以下有益效果：

1、本发明构建的抗体偶联药物ICAM1-ICG能够特异性靶向ATC细胞表面高表达的ICAM1抗原，进而将光敏剂ICG更大程度靶向肿瘤细胞，在近红外激光辐照下在肿瘤细胞中产生强烈的杀伤作用。

2、本发明构建的抗体偶联药物ICAM1-ICG在动物模型中体现良好的肿瘤生长抑制作用，且仅对动物体重及生长状态几乎没有影响。相比传统的光动力疗法，能够提高光敏剂达到肿瘤部位的量，实现肿瘤中药物的定位释放，增强治疗效果的同时，降低全身毒副作用，因此本发明的抗体偶联药物ICAM1-ICG不仅具有更高的靶向性、穿透性，而且对正常细胞的损伤更小。

3、本发明发现抗体-光敏剂制备形成的抗体偶联药物例如ICAM1-ICG、HER2-ICG可以通过焦亡(pyrotosis)——一种全新的药物作用方式(MOA)杀死肿瘤细胞，同时改善肿瘤免疫微环境，这不同于传统光敏剂药物的凋亡(apoptosis)MOA。基于ICAM1-ICG、HER2-ICG的数据，可以推测保留抗体偶联药物将中的光敏药物，将其中的ICAM1、HER2替换为其他抗体后，依然可以通过焦亡杀死肿瘤细胞。

附图说明

图1显示为ICAM1在ATC中高表达。(A)TCGA数据库中ICAM1在THCA原发肿瘤和正常组织中的表达情况。(B)Western blot检测正常细胞和ATC细胞中ICAM1表达情况。(C)免疫荧光染色检测正常细胞和ATC细胞中ICAM1的分布情况。(D)流式细胞术定量检测正常细胞和ATC细胞中ICAM1的表达水平。

图2显示为ICAM1-ICG的合成及体内外抗肿瘤作用。(A)ICAM1-ICG结构示意图。(B)ICAM1-ICG的SDS-PAGE验证(左为考马斯亮蓝染色；右为IVIS下808nm荧光)。(C)体外用流式细胞术定量检测ICAM1-ICG在不同光剂量下对ATC肿瘤细胞的杀伤作用(PI阳性细胞百分比)。(D)体内治疗方案。(E)各组裸鼠肿瘤生长曲线。(F)各组裸鼠体重曲线。

图3显示为ICAM1-ICG在近红外激光辐照下诱导肿瘤细胞发生促死亡的自噬。(A)NIR-PIT治疗后和对照组的差异基因热图。(B)NIR-PIT治疗后GSEA富集Top30信号通路。(C)免疫荧光检测NIR-PIT后溶酶体标记物LAMP2(绿色荧光)和自噬标记物LC3(红色荧光)的变化。(D)TEM观察NIR-PIT后细胞内超微结构的变化。(E)流式细胞术检测自噬抑制剂CQ对近红外光免疫杀伤作用的影响。

图4显示为ICAM1-ICG在近红外激光辐照下诱导肿瘤细胞发生焦亡。(A)显微镜拍摄8505C和TCO1细胞经过不同处理6h后的图像。(B)对治疗后的8505C细胞进行转录组分析的结果。(C)图B中差异表达基因的热图。(D)转录组中焦亡相关指标变化。(E)Western blot检测8505C细胞经过不同处理后GSDMD表达情况；(F)Western blot检测TCO1细胞经过不同处理后GSDMD表达情况。

图5显示为NIR-PIT联合PD-1单抗在免疫健全动物模型中的疗效。(A)体外用流式细胞术定量检测HER2-ICG在不同光剂量下对HER2阳性肿瘤细胞的杀伤作用。(B)HER2靶向的NIR-PIT联合PD-1单抗疗法在免疫健全动物模型中的治疗效果。(C)各组小鼠体重曲线。(D)各组小鼠肿瘤生长曲线。(E)各组小鼠治疗前后肿瘤变化。

具体实施方式

在本发明第一方面中，开发了一种抗体偶联药物(ICAM1-ICG)，将光敏剂特异性递送到肿瘤中，用于ATC的NIR-PIT。抗体偶联药物由肿瘤细胞特异性单抗(ICAM1单克隆抗体)和光敏剂ICG组成。ICAM1-ICG可以被ATC细胞通过抗原-抗体的特异性结合作用选择性地识别和结合。在808nm激光照射下，激活肿瘤细胞促死亡的自噬，导致肿瘤细胞死亡。除了诱导肿瘤细胞促死亡的自噬，还可以激活由GSDMD介导的细胞焦亡，发挥强大的抗肿瘤作用。本发明证明了ICAM1可作为NIR-PIT治疗ATC的靶点。

本发明提供与ICAM1特异性结合的物质在制备近红外光免疫疗法(NIR-PIT)用药物中的用途。

在一种实施方式中，所述与ICAM1特异性结合的物质选自核酸分子、小分子化学药、抗体药、多肽、蛋白、纳米颗粒、细胞、干扰慢病毒或腺相关病毒。所述核酸包括但不限于：反义寡核苷酸、双链RNA(dsRNA)、核酶、核糖核酸内切酶I II制备的小干扰RNA或者短发夹RNA(shRNA)。具体的，所述与ICAM1特异性结合的物质选自抗ICAM1抗体、抗体偶联药物或其药学上可接受的盐或溶剂化合物。

本发明中，抗ICAM1抗体选自单克隆抗体(包括具有免疫球蛋白Fc区的全长抗体)、多特异性抗体(例如，双特异性抗体)以及抗体片段(例如，Fab，F(ab’)2，Fv，scFv)。术语“免疫球蛋白”(Ig)和“抗体”可互换使用。

所述抗ICAM1抗体可以选自现有技术中任意能够与ICAM1结合的抗体或其抗原结合片段，例如MabPlex公司的ICAM1抗体。

所述抗体偶联药物为抗ICAM1抗体与近红外荧光染料连接形成的药物。

所述抗体偶联药物为抗ICAM1抗体与近红外荧光染料通过连接子连接形成的药物，或为抗ICAM1抗体与N-琥珀酰亚胺修饰的近红外荧光染料或与马来酰亚胺修饰的近红外荧光染料反应后形成的药物。

本发明中，所述近红外荧光染料选自苯并双噻二唑(BBTD)类、花菁类、硼二吡咯烷(BODIPY)类、基于共轭聚合物的近红外荧光染料。

本发明中，所述近红外荧光染料选自但不限于以下中的任一种或多种：FM1210-NPs、BBTD-1302NPs、IR-FP8P、SA-TTB-PEG1000、IR-783@BSA、ICG、SWIR-WAZABY-01、NJ-1060、BD-1、m-PBTQ4F、PDFT1032、pDA-PEG。

本发明中，连接子选自不可断裂连接子或可断裂连接子。可断裂连接子可以在目标细胞内断裂并释放出荧光染料。可断裂连接子可分为两个主要的类别：化学不稳定连接子和酶不稳定连接子。化学不稳定连接子可以由于血浆和细胞质性质的不同而选择性的断裂。这样的性质包括pH值、谷胱甘肽浓度等。对pH值敏感的连接子，通常又称为酸断裂连接子，这样的连接子在血液的中性环境下相对稳定(pH7.37.5)，但是在弱酸性的内涵体(pH5.0-6.5)和溶酶体(pH4.5-5.0)内将会被水解。对于谷胱甘肽敏感的连接子，又称二硫键连接子。酶不稳定连接子，如肽连接子，能够更好地控制药物释放。肽连接子能够被溶酶体内蛋白酶，如组织蛋白酶(Cathepsin B)或纤溶酶(在一些肿瘤组织中此类酶含量增加)有效地切断。这种肽连接在血浆循环中非常稳定，这是因为细胞外不合宜的pH值及血清蛋白酶抑制剂导致蛋白酶通常不具备活性。鉴于较高的血浆稳定性和良好的细胞内断裂选择性和有效性，酶不稳定连接子被广泛用做抗体药物偶联物的可断裂连接子。在一种实施方式中，所述连接子选自不可断裂连接子。在一种实施方式中，所述连接子为N-羟基琥珀酰亚胺或马来酰亚胺。

所述连接子修饰的近红外荧光染料为吲哚菁绿NHS活化酯(ICG NHS ester)。

所述近红外光免疫疗法用药物选自以ICAM1作为治疗靶点的药物。

在本发明的某些实施方式中，所述近红外光免疫疗法用药物选自甲状腺癌治疗药物、乳腺癌治疗药物、胰腺癌治疗药物、食管癌治疗药物、头颈癌治疗药物、黑色素瘤治疗药物、卵巢癌治疗药物、子宫内膜癌治疗药物、宫颈癌治疗药物、胃癌治疗药物、胆管癌治疗药物。

在一种优选的实施方式中，所述甲状腺癌治疗药物选自甲状腺乳头状癌(PTC)治疗药物、甲状腺滤泡状癌(FTC)治疗药物、甲状腺髓样癌(MTC)治疗药物或甲状腺未分化癌(ATC)治疗药物。

所述近红外光免疫疗法用药物通过在近红外光的照射下，激活高表达ICAM1的细胞促死亡的自噬，并诱导细胞焦亡从而达到治疗目的。

本发明还提供一种抗体偶联药物，所述抗体偶联药物包括光敏药物以及与光敏药物相连接的抗体，所述抗体选自抗ICAM1抗体或抗Her2抗体。

在本发明的某些实施方式中，所述光敏药物选自近红外荧光染料。

所述抗体偶联药物中，抗体与光敏药物的摩尔比值为1：(1～100)，例如可以是1：(1～10)、1：(10～20)、1：(20～40)、1：(40～60)、1：(60～80)、1：(80～100)。在一优选的实施方式中，所述抗体偶联药物中，抗体与光敏药物的摩尔比值为1：(2～10)。在本发明的某些实施方式中，所述抗体偶联药物中，抗体与光敏药物的摩尔比值为1：(2～5)。例如，抗体与光敏药物的摩尔比值为1：(2～3)、1：(3～3.5)、1：(3.5～4)、1：(4～5)。

在一种实施方式中，所述抗体偶联药物为抗ICAM1抗体与吲哚菁绿NHS活化酯反应后获得的药物。所述抗体偶联药物中，抗ICAM1抗体与吲哚菁绿NHS活化酯的摩尔比为1:3.6。

在一种实施方式中，所述抗ICAM1抗体的重链可变区和轻链可变区的氨基酸序列分别如SEQ ID NO.1和2所示：

ICAM1抗体的重链可变区：

QVQLQQSGPELVRPGVSVKISCKGSGYTFIDYAIHWVKESHAKSLEWIGVISAYSGDTNYNQKFKGKATMTVDKSSNTAYLELARLTSEDSAIYYCARGGWLLLSFDYWGQGTTLTVSSA(SEQ ID NO.1)

ICAM1抗体的轻链可变区：

DVVMTQSPLSLPVSLGDQASISCRSSQSLVHSNGNNYLHWYLQKSGQAPKLLIYKVSNRFS GVPDRFSGSGSGTDFTLKISRVEAEDLGVYFCSQSTHVPLTFGGGTKLEIKR(SEQ ID NO.2)

在一种实施方式中，所述抗体偶联药物为抗HER2抗体与吲哚菁绿NHS活化酯反应后获得的药物。所述抗体偶联药物中，抗HER2抗体与吲哚菁绿NHS活化酯的摩尔比为1:5。

在一种实施方式中，所述抗HER2抗体为曲妥珠单抗。

本发明还提供所述抗体偶联药物的制备方法，所述制备方法包括将抗体与N-琥珀酰亚胺修饰的光敏药物或与马来酰亚胺修饰的光敏药物混合发生缩合反应，反应后即获得所述抗体偶联药物。

在本发明的某些实施方式中，抗体上游离的氨基与N-琥珀酰亚胺或马来酰亚胺发生缩合反应形成酰胺键。

在本发明的某些实施方式中，N-琥珀酰亚胺修饰的光敏药物的量相对于抗体按照摩尔量计通常是等量或过量的。在本发明的某些实施方式中，抗体与N-琥珀酰亚胺修饰的光敏药物的摩尔比为1:(4～15)。在一较佳的实施方式中，抗体与N-琥珀酰亚胺修饰的光敏药物的摩尔比为1:(4～13)。在本发明的某些实施方式中，所述抗体与N-琥珀酰亚胺修饰的光敏药物混合时的摩尔比为1:(4～10)。具体的，所述抗体与N-琥珀酰亚胺修饰的光敏药物混合时的摩尔比为例如为1:(4～5)、1:(5～6)、1:(6～7)、1:(7～8)、1:(8～9)、1:(9～10)。

在本发明的某些实施方式中，所述缩合反应在缓冲液中进行。本领域技术人员可以选择合适的缓冲液种类和用量，以使反应物可以在反应体系中充分分散。所述缓冲液可以是磷酸盐缓冲液。

在本发明的某些实施方式中，所述缩合反应在摇床上进行。在本发明的某些实施方式中，摇床的转速为100～300rpm。

在本发明的某些实施方式中，所述缩合反应的反应时间为1～3小时。在一种实施方式中，所述缩合反应的反应时间为1.5～2.5小时。在一种实施方式中，所述缩合反应的反应时间为2小时。

在本发明的某些实施方式中，所述制备方法还包括将获得的抗体偶联药物进行纯化。本领域技术人员可以选择合适的方法进行纯化。在一种实施方式中，采用填充G-25葡聚糖的脱盐柱进行纯化。

本发明还提供所述抗体偶联药物在制备激活细胞促死亡的自噬药物和诱导细胞焦亡的药物中的用途，所述抗体偶联药物包括光敏药物以及与光敏药物相连接的抗体，所述光敏药物为近红外荧光染料，所述近红外荧光染料选自苯并双噻二唑类、花菁类、硼二吡咯烷类、基于共轭聚合物的近红外荧光染料；所述细胞为相对于健康细胞，高表达与抗体偶联物中的抗体特异性结合的抗原的细胞。

在本发明的某些实施方式中，所述近红外荧光染料选自以下中的任一种或多种：FM1210-NPs、BBTD-1302NPs、IR-FP8P、SA-TTB-PEG1000、IR-783@BSA、ICG、SWIR-WAZABY-01、NJ-1060、BD-1、m-PBTQ4F、PDFT1032、pDA-PEG

在本发明的某些实施方式中，所述抗体偶联药物为ICAM1-ICG、HER2-ICG。

在本发明的某些实施方式中，所述细胞为甲状腺癌细胞、乳腺癌细胞、胰腺癌细胞、食管癌细胞、头颈癌细胞、黑色素瘤细胞、卵巢癌细胞、子宫内膜癌细胞、宫颈癌细胞、胃癌细胞、胆管癌细胞。在本发明的某些实施方式中，所述细胞为甲状腺未分化癌细胞。

所述抗体偶联药物在近红外光的照射下，激活细胞促死亡的自噬和焦亡。

所述近红外光的波长范围一般为700nm至2500nm。

本发明还提供一种肿瘤近红外光免疫疗法，包括对受试者施用治疗有效量的所述抗体偶联药物。

“受试者”包括但不限于动物，优选为哺乳动物；所述哺乳动物优选为啮齿目动物、偶蹄目动物、奇蹄目动物、兔形目动物、灵长目动物等。所述哺乳动物包括例如人、非人灵长类动物(例如猴)、小鼠、猪、牛、山羊、兔、大鼠、豚鼠、仓鼠、马、猴、绵羊或其他非人哺乳动物；非哺乳动物，包括例如非哺乳动物脊椎动物，例如鸟(例如鸡或鸭)或鱼，以及非哺乳动物无脊椎动物。受试者可以是人类，例如免疫功能低下或患有癌症的患者。

本申请中的“肿瘤”或“癌症”是指任何由肿瘤或恶性细胞生长、增殖或转移所介导，并引发实体瘤和非实体瘤如白血病的医学状态。本发明中的“肿瘤”是指肿瘤和/或恶性细胞的实体物质。

对某种状态的“治疗”或“疗法”包括预防或减轻某种状态，降低某种状态发生或发展的速度，减少发展出某种状态的风险，预防或延迟与某种状态相关的症状发展，减少或终止与某种状态相关的症状，产生某种状态的完全或部分的逆转，治愈某种状态，或以上的组合。对于癌症来说，“治疗”或“疗法”可以指抑制或减缓肿瘤或恶性细胞生长，繁殖，或转移，或以上的某些组合。对于肿瘤来说，“治疗”或“疗法”包括清除全部或部分的肿瘤，抑制或减缓肿瘤生长和转移，预防或延缓肿瘤的发展，或以上的某些组合。

所述癌症例如为非小细胞肺癌、小细胞肺癌、肾细胞癌、结肠直肠癌、卵巢癌、乳腺癌、胰脏癌、胃癌、膀胱癌、食管癌、间皮瘤、黑色素瘤、头颈部癌、甲状腺癌、胆管癌、肉瘤、前列腺癌、成胶质细胞瘤、子宫颈癌、胸腺癌；白血病、淋巴瘤、骨髓瘤、蕈样肉芽肿(mycosesfungoids)、默克尔细胞癌和其它恶性血液病，如经典型霍奇金淋巴瘤(CHL)、原发性纵隔大B细胞淋巴瘤、T细胞/组织细胞的富B细胞淋巴瘤、EBV阳性和阴性PTLD和EBV相关弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)、浆母细胞性淋巴瘤、结外NK/T细胞淋巴瘤、鼻咽癌和HHV8相关原发性渗出性淋巴瘤。

本发明中的“治疗有效量”或“有效剂量”是指，某种药物有效治疗与抗原相关疾病或状态的剂量或浓度。例如，对于本发明中公开的抗体或其抗原结合片段的用途来说，治疗有效量是在该剂量或浓度下，该抗体或抗原结合物可以清除全部或部分肿瘤、抑制或减缓肿瘤生长、抑制介导癌状态的细胞的生长或繁殖、抑制肿瘤细胞转移、减轻任何与肿瘤或癌状态相关的症状或标记，预防或延缓肿瘤或癌状态的发展，或以上的某些组合。

具体的，在向受试者施用时，给药剂量因病人的年龄和体重，疾病特性和严重性，以及给药途径而异，可以参考动物实验的结果和种种情况，总给药量不能超过一定范围。

在一些实施方式中，本文描述的方法可以进一步包括与现有技术中其他化合物或其他癌症治疗方案联合施用。

其他癌症治疗方案可以包括但不限于：手术，放射疗法，化学疗法，毒素疗法，免疫疗法，冷冻疗法，癌症疫苗(例如，HPV疫苗，乙型肝炎疫苗，Oncophage，Provenge)和基因疗法，以及它们的任意组合。免疫疗法，包括但不限于过继细胞疗法，干细胞和/或树突状细胞的衍生，输血，灌洗和/或其它疗法，包括但不限于冷冻肿瘤。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围；在本发明说明书和权利要求书中，除非文中另外明确指出，单数形式“一个”、“一”和“这个”包括复数形式。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

实施例1：ICAM1在ATC中的表达情况

首先通过使用TCGA数据库对比THCA的临床样本数据，发现与59例正常组织相比，ICAM1在505例THCA中呈高水平表达(如图1A所示)。

选取人ATC细胞TCO1和8505C作为实验细胞，人胚胎肾上皮细胞293T作为对照细胞。三种细胞均采用含有10％FBS的DMEM高糖培养基培养在含有5％CO₂的37℃的恒温培养箱中。

1)Western blot检测3株细胞中ICAM1的表达：

分别收取3株细胞，PBS洗涤，用裂解缓冲液在4℃下裂解30min。收集细胞裂解液，在4℃下13000g离心30min，小心收集上清液，加入Loading buffer，在95℃下煮沸10min。在10％聚丙烯酰胺SDS凝胶上分离总蛋白。将蛋白质转移到PVDF膜上，用抗ICAM1(1:5000)或β-actin(1:1000)的抗体进行免疫印迹。PVDF膜进一步用HRP标记的山羊抗小鼠抗体(1:5000)孵育，然后用增强的化学发光显影条带。结果如图1B所示，ICAM1在2株ATC细胞中高表达，在正常细胞293T中几乎没有条带。

2)免疫荧光染色检测3株细胞中ICAM1的表达：

将2.5×10⁵个细胞接种到玻璃底皿中，当细胞融合度约80％时，4％PFA室温固定15min，1％BSA室温封闭30min，抗ICAM1-PE(1:200)在4℃下染色1h，PBS洗涤3次，最后室温DAPI染色7分钟。荧光显微镜下观察细胞的荧光情况。结果如图1C所示，ICAM1在2株ATC细胞中主要表达在细胞膜，而在对照细胞293T中几乎没有红色荧光。

3)流式细胞术定量检测3株细胞中ICAM1的表达水平：

收取3株细胞，PBS洗涤，并在4℃下用抗ICAM1-PE或IgG-PE室温染色1h。PBS冲洗2次后，用流式细胞仪检测和Flowjo软件分析细胞荧光。结果如1D所示，与IgG-PE(蓝色峰)相比，ICAM1-PE(橙色峰)在2株ATC细胞中明显右移，而在293T细胞中几乎与IgG重叠，与免疫印迹和免疫荧光结果一致。

以上结果表明，ICAM1在ATC中呈高水平表达，在正常细胞中呈低水平或沉默表达，证明ICAM1可以作为ATC靶向治疗的潜在靶点。

实施例2：抗体偶联药物ICAM1-ICG的合成及表征

该抗体偶联药物由靶向ICAM1的单克隆抗体和ICG NHS ester组成。ICAM1单抗由南京金斯瑞生物科技有限公司合成，分子量约为150kD，重链氨基酸序列如SEQ ID NO:3所示，轻链氨基酸序列如SEQ ID NO:4所示：

QVQLQQSGPELVRPGVSVKISCKGSGYTFIDYAIHWVKESHAKSLEWIGVISAYSGDTNYNQKFKGKATMTVDKSSNTAYLELARLTSEDSAIYYCARGGWLLLSFDYWGQGTTLTVSSASTKGPSVFPLAPSSKSTSGGTAALGCLVKDYFPEPVTVSWNSGALTSGVHTFPAVLQSSGLYSLSSVVTVPSSSLGTQTYICNVNHKPSNTKVDKKVEPKSCDKTHTCPPCPAPELLGGPSVFLFPPKPKDTLMISRTPEVTCVVVDVSHEDPEVKFNWYVDGVEVHNAKTKPREEQYNSTYRVVSVLTVLHQDWLNGKEYKCKVSNKALPAPIEKTISKAKGQPREPQVYTLPPSREEMTKNQVSLTCLVKGFYPSDIAVEWESNGQPENNYKTTPPVLDSDGSFFLYSKLTVDKSRWQQGNVFSCSVMHEALHNHYTQKSLSLSPGK(SEQ ID NO:3)

DVVMTQSPLSLPVSLGDQASISCRSSQSLVHSNGNNYLHWYLQKSGQAPKLLIYKVSNRFSGVPDRFSGSGSGTDFTLKISRVEAEDLGVYFCSQSTHVPLTFGGGTKLEIKRTVAAPSVFIFPPSDEQLKSGTASVVCLLNNFYPREAKVQWKVDNALQSGNSQESVTEQDSKDSTYSLSSTLTLSKADYEKHKVYACEVTHQGLSSPVTKSFNRGEC(SEQ ID NO:4)

ICG NHS ester购自西安瑞禧生物公司，分子量约为800D，结构式如图2A中所示。

1)原理：利用N-琥珀酰亚胺与单克隆抗体游离的氨基形成酰胺键的原理，将ICGNHS酯与ICAM1单克隆抗体进行缩合反应。

2)反应过程：按ICAM1单克隆抗体与ICG NHS之间的摩尔比为1：5进行投料，再补充与抗体体积一致的pH8.5磷酸盐缓冲液，置于200rpm的摇床上，室温反应2h。

3)纯化：采用填充G-25葡聚糖的脱盐柱，对反应产物进行纯化。洗脱液为PBS，分子量较大的抗体偶联物先被洗脱出，而分子量较小的游离的荧光染料被葡聚糖截留，较晚被洗脱出。所以根据说明书，每次加500μl洗脱液洗脱，回收第2、3管洗脱液，即得纯净的反应产物ICAM1-ICG。

4)测浓度：采用BCA法，配制BCA标准品梯度浓度，酶标仪检测562nm处吸光度值，绘制标准曲线，再代入反应产物在562nm处的吸光度值，计算得到ICAM1-ICG中蛋白的浓度。采用瞬态/稳态荧光光谱仪，配制ICG标准品梯度浓度，扫描激发光谱，根据最大吸收峰780nm处的吸光度值绘制标准曲线，再代入反应产物在780nm处的吸光度值，计算得到ICAM1-ICG中荧光染料的浓度。分别计算蛋白与染料的摩尔量，计算抗体与染料的摩尔比为1：3.6。

5)表征：取上述合成产物加入适量Loading buffer，对照取用未偶联的ICAM1单克隆抗体溶液，加入适量Loading buffer，通过SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳使蛋白质样本分离，凝胶浓度10％，电泳时间2h。然后将胶置于IVIS荧光成像系统下曝光，结果显示仅ICAM1-ICG泳道有荧光(图2B)。再用考马斯亮蓝染液于摇床上染色30min，用水洗涤，于白光下拍摄凝胶，显示ICAM1-ICG与未偶联的ICAM1单克隆抗体具有相同的分子量(图2B)，提示ICG成功偶联在ICAM1单克隆抗体上。

实施例3：ICAM1-ICG在近红外激光下对甲状腺未分化癌细胞的杀伤作用

将8505C细胞分为5组：对照组、仅光照组、孵育10μg/ml的ICAM1-ICG后给予808nm近红外光不同强度光照剂量组(0、4、16、64和128J)。

对照组：既不给药也不给予光照；仅光照组：不给药，但给予最高剂量128J光照。

细胞孵育ICAM1-ICG 6h后，PBS洗涤2次，进行808nm的近红外激光辐照，1h后收取细胞，用碘化丙啶(PI)室温染色，然后进行流式细胞仪上机检测。

以对照组作为参照，Flowjo软件定量分析各组PI阳性细胞百分比，以此确定近红外光免疫的体外杀伤作用。定量分析结果如图2C所示，仅光照组和仅给药组对细胞几乎没有杀伤作用，但给药后随着光照剂量增加，对细胞的杀伤作用也逐渐增加。

实施例4：ICAM1-ICG在近红外激光下对荷瘤小鼠的肿瘤抑制作用

在免疫缺陷小鼠中使用8505C细胞构建ATC的皮下瘤模型，如图2D所示，在种瘤后第14天，肿瘤体积达到约200mm³，随机分为4组：对照组、仅给药组、仅光照组、给药+光照组。

其中给药+光照组在第0天尾静脉注射100ug ICAM1-ICG，第1天用光照强度为64J/cm²的808nm近红外激光局部辐照肿瘤区域，第2天用128J/cm²的808nm近红外激光再次辐照。在第7天进行第二轮尾静脉注射和随后2天的近红外光辐照，在第14天进行第三轮的尾静脉注射和随后2天的近红外光辐照。连续治疗三轮，期间每周测量3次肿瘤体积，并监测裸鼠的生长状态及其他变化。对照组仅注射等体积的PBS，仅给药组仅注射等量的ICAM1-ICG，仅光照组仅给予相同剂量和频率的近红外光辐照。

体内实验结果如图2E、F所示，与其他对照组相比，治疗组(红线)的肿瘤生长得到了明显的抑制(图2E)，在整个治疗过程(3周)中，各组裸鼠的体重无明显变化(图2F)，没有出现皮肤损伤或其他异常情况。综上所述，ICAM1-ICG在近红外光辐照下可以对ICAM1阳性的肿瘤生长实现特异性的抑制作用。

实施例5：ICAM1-ICG在近红外激光下激活肿瘤细胞促死亡的自噬

为了进一步阐明ICAM1-ICG在近红外激光下抑制肿瘤细胞的机制，将实施例4中的动物模型在第19天，将肿瘤组织进行RNA-seq。

测序结果分析显示，经过ICAM1-ICG+Laser处理后，肿瘤组织基因表达出现显著差异，如图3A所示，与PBS组相比，ICAM1-ICG+Laser组有222个差异表达基因(DEGs)，包括81个上调基因和141个下调基因。对这些DEG进行GSEA富集分析，结果显示在富集结果的Top30通路中，与细胞死亡相关的通路只有自噬。

接着，从细胞层面验证上述生物信息学分析结果。对ICAM1-ICG+Laser处理后的细胞进行LC3B(自噬标记物)和LAMP2(溶酶体标记物)双染色，结果如图3C所示，处理后LC3B和LAMP3荧光水平明显增加。TEM也观察到ICAM1-ICG+Laser处理后细胞内出现较多典型的自噬小体，说明ICAM1-ICG+Laser处理后确实激活了自噬途径。

自噬是由溶酶体途径介导的细胞质组分的分解代谢过程。它对维持体内平衡和细胞生长至关重要。然而，在不同的刺激条件下，自噬可能在肿瘤中发挥双重作用：促生存或促死亡。

鉴于自噬在肿瘤中的双重作用，由ICAM1-ICG+Laser处理激活的自噬究竟是促生存还是促死亡，本发明又使用了10μM自噬抑制剂氯喹(CQ)处理细胞，然后进行近红外激光辐照，PI染色，流式细胞术定量分析PI阳性细胞百分比。结果如图3E所示，CQ的添加在一定程度上缓解了ICAM1-ICG+Laser对细胞的杀伤作用，说明由ICAM1-ICG+Laser处理激活了肿瘤细胞促死亡的自噬。

实施例6：ICAM1-ICG在近红外激光下诱导肿瘤细胞发生焦亡

此外，通过显微镜观察不同处理后细胞的形态变化，发现在2株不同的ATC细胞中，ICAM1-ICG+Laser处理后，大多细胞鼓出气球状的泡(图4A，红色箭头所示)。相比较之下，其他对照组中的细胞均未出现气球状的泡，这种现象与文献报道的细胞焦亡类似。

焦亡是一种由Gasdermin(GSDM)家族蛋白介导的裂解性的细胞程序性死亡。在上游损伤信号的刺激下，炎性小体NLRP1的CARD结构域与下游Caspase1的CARD结构域结合，形成炎性复合体，导致Caspase1的自身水解，活化形成具有剪切活性的蛋白酶，进一步剪切GSDMD，释放其N端结构域，该结构域接触到细胞膜后构象发生改变，在膜上寡聚，形成大小约为20nm的孔。细胞膜上孔洞的形成，导致细胞渗透压发生变化，细胞胀大直至破裂。

对治疗后的细胞进行转录组分析，发现ICAM1-ICG+Laser处理后，与PBS组相比，共有4803个基因表达存在显著差异，其中上调基因3751个，下调基因1052个(图4B)。图4C是2组差异表达基因的热图。随后，分析了焦亡通路的相关指标，结果显示，炎性小体NLRP1显著上调，下游Caspase1显著下调，焦亡的关键执行蛋白GSDMD显著下调，相关的炎症因子：IL-1β、IL-12A和TNF显著上调，证实了焦亡发生的可能(图4D)。进一步收集各组处理的细胞，通过Western blot检测焦亡的关键执行蛋白GSDMD的剪切情况，结果如图4E、F所示，与其他对照组相比，在ICAM1-ICG+Laser处理后，GSDMD蛋白发生了明显的剪切，产生了32kD大小的N端结构域。以上结果表明，ICAM1-ICG在近红外激光下可以诱导肿瘤细胞发生焦亡。

实施例7：HER2靶向的NIR-PIT联合PD-1单抗在免疫健全小鼠模型中的疗效

与实施例2中ICAM1-ICG的合成方法相同，合成了靶向HER2的抗体偶联药物HER2-ICG。其中HER2单抗为曲妥珠单抗，购自罗氏制药有限公司。

HER2抗体与染料的摩尔比为1：5。

接下来在HER2阳性的OE19细胞中证明HER2-ICG以近红外光剂量依赖性的方式杀伤肿瘤细胞(图5A)。

前面的数据证明了在免疫缺陷的裸鼠模型中局部靶向的NIR-PIT具有明显的抗肿瘤作用，接下来假设局部靶向的NIR-PIT联合系统性的PD-1免疫检查点阻断疗法可以逆转适应性免疫抵抗，并进一步增强宿主的抗肿瘤免疫反应。首先，使用稳定表达HER2的CT26细胞种植的瘤块构建了Balb/c小鼠皮下瘤模型，在种植后一周，肿瘤体积达到约80-100mm³，随机分为4组：对照组、PD-1单药组、NIR-PIT组、PD-1和NIR-PIT联合给药组(Combination组)。经过一周的治疗，总的治疗效果如图5B所示：与对照组相比，PD-1单药组、NIR-PIT组和联合给药组的肿瘤生长均得到了明显的抑制，其中，联合给药组控制效果最为明显。在整个治疗过程中小鼠的体重没有发生明显的变化(图5C)。图5D展示了在整个治疗周期中各组小鼠的肿瘤体积变化。图5E是小鼠治疗前后的肿瘤对比。其中，在治疗结束时，NIR-PIT组8只小鼠中有3只(37.5％)的肿瘤完全控制，联合给药组7只小鼠中有2只(28.5％)的肿瘤完全控制。

综上所述，这些结果表明在NIR-PIT靶向的免疫健全小鼠模型中联合PD-1免疫检查点阻断疗法可以增强宿主对皮下瘤的控制。

本实施例也说明本发明的这种新型的抗体-荧光偶联药物对不同靶点肿瘤的普适性。由于抗体-荧光偶联药物针对的是特定肿瘤细胞表面过表达的靶点，不同类型的肿瘤可能过表达不同的分子靶点，因此通过选择相应的抗体，这种药物可以在不同肿瘤类型中实现精准靶向。

以上的实施例是为了说明本发明公开的实施方案，并不能理解为对本发明的限制。此外，本文所列出的各种修改以及发明中方法的变化，在不脱离本发明的范围和精神的前提下对本领域内的技术人员来说是显而易见的。虽然已结合本发明的多种具体优选实施例对本发明进行了具体的描述，但应当理解，本发明不应仅限于这些具体实施例。事实上，各种如上所述的对本领域内的技术人员来说显而易见的修改来获取发明都应包括在本发明的范围内。

Claims

1.与ICAM1特异性结合的物质在制备近红外光免疫疗法用药物中的用途。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述与ICAM1特异性结合的物质选自小分子化合物、抗ICAM1抗体或其衍生物、多肽、核酸分子、纳米颗粒、细胞、抗体偶联药物或其药学上可接受的盐或溶剂化合物。

3.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述抗体偶联药物为抗ICAM1抗体与近红外荧光染料连接形成的药物；优选的，所述抗体偶联药物中，抗ICAM1抗体与近红外荧光染料的摩尔比值为1：(1～100)。

4.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，所述抗体偶联药物为抗ICAM1抗体与近红外荧光染料通过连接子连接形成的药物，或为抗ICAM1抗体与N-琥珀酰亚胺修饰的近红外荧光染料反应后形成的药物，或为抗ICAM1抗体与马来酰亚胺修饰的近红外荧光染料反应后形成的药物。

5.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，所述近红外荧光染料选自苯并双噻二唑类、花菁类、硼二吡咯烷类、基于共轭聚合物的近红外荧光染料；优选的，所述近红外荧光染料选自以下中的任一种或多种：FM1210-NPs、BBTD-1302NPs、IR-FP8P、SA-TTB-PEG1000、IR-783@BSA、ICG、SWIR-WAZABY-01、NJ-1060、BD-1、m-PBTQ4F、PDFT1032、pDA-PEG。

6.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述连接子为N-羟基琥珀酰亚胺或马来酰亚胺；和/或，所述N-琥珀酰亚胺修饰的近红外荧光染料为吲哚菁绿NHS活化酯。

7.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述近红外光免疫疗法用药物选自以ICAM1作为治疗靶点的药物。

8.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述近红外光免疫疗法用药物选自甲状腺癌治疗药物、乳腺癌治疗药物、胰腺癌治疗药物、食管癌治疗药物、头颈癌治疗药物、黑色素瘤治疗药物、卵巢癌治疗药物、子宫内膜癌治疗药物、宫颈癌治疗药物、胃癌治疗药物、胆管癌治疗药物；优选的，所述甲状腺癌治疗药物选自甲状腺乳头状癌治疗药物、甲状腺滤泡状癌治疗药物、甲状腺髓样癌治疗药物或甲状腺未分化癌治疗药物。

9.一种抗体偶联药物，其特征在于，所述抗体偶联药物包括光敏药物以及与光敏药物相连接的抗体，所述抗体选自抗ICAM1抗体或抗Her2抗体。

10.根据权利要求9所述的抗体偶联药物，其特征在于，所述光敏药物选自近红外荧光染料；

和/或，所述抗体偶联药物中，抗体与光敏药物的摩尔比值为1：(1～100)。

11.根据权利要求10所述的抗体偶联药物，其特征在于，所述抗体偶联药物为抗体与近红外荧光染料通过连接子连接形成的药物，或为抗体与N-琥珀酰亚胺修饰的近红外荧光染料反应后形成的药物，或为抗体与马来酰亚胺修饰的近红外荧光染料反应后形成的药物。

12.根据权利要求11所述的抗体偶联药物，其特征在于，所述连接子为N-羟基琥珀酰亚胺或马来酰亚胺；和/或，所述N-琥珀酰亚胺酯修饰的近红外荧光染料为吲哚菁绿NHS活化酯。

13.根据权利要求10所述的抗体偶联药物，其特征在于，所述近红外荧光染料选自苯并双噻二唑类、花菁类、硼二吡咯烷类、基于共轭聚合物的近红外荧光染料；优选的，所述近红外荧光染料选自以下中的任一种或多种：FM1210-NPs、BBTD-1302NPs、IR-FP8P、SA-TTB-PEG1000、IR-783@BSA、ICG、SWIR-WAZABY-01、NJ-1060、BD-1、m-PBTQ4F、PDFT1032、pDA-PEG。

14.权利要求9-13任一所述的抗体偶联药物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将抗体与N-琥珀酰亚胺修饰的光敏药物或与马来酰亚胺修饰的光敏药物混合发生缩合反应，反应后即获得所述抗体偶联药物。

15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，抗体与N-琥珀酰亚胺或马来酰亚胺修饰的光敏药物的摩尔比为1:(4～15)；和/或，所述缩合反应的反应时间为1～3小时。

16.抗体偶联药物在制备激活细胞促死亡的自噬药物或诱导细胞焦亡的药物中的用途，所述抗体偶联药物包括光敏药物以及与光敏药物相连接的抗体，所述光敏药物为近红外荧光染料，所述近红外荧光染料选自苯并双噻二唑类、花菁类、硼二吡咯烷类、基于共轭聚合物的近红外荧光染料；所述细胞为相对于健康细胞，高表达与抗体偶联物中的抗体特异性结合的抗原的细胞。

17.根据权利要求16所述的用途，其特征在于，所述近红外荧光染料选自以下中的任一种或多种：FM1210-NPs、BBTD-1302NPs、IR-FP8P、SA-TTB-PEG1000、IR-783@BSA、ICG、SWIR-WAZABY-01、NJ-1060、BD-1、m-PBTQ4F、PDFT1032、pDA-PEG。

18.根据权利要求16所述的用途，其特征在于，所述抗体偶联药物为权利要求9-13任一所述的抗体偶联药物。

19.根据权利要求16所述的用途，其特征在于，所述细胞为甲状腺癌细胞、乳腺癌细胞、胰腺癌细胞、食管癌细胞、头颈癌细胞、黑色素瘤细胞、卵巢癌细胞、子宫内膜癌细胞、宫颈癌细胞、胃癌细胞、胆管癌细胞；优选的，所述细胞为甲状腺未分化癌细胞。