黏蛋白MUC1（Mucin1，又稱MAM6和EMA）是一種表面粘蛋白，被發(fā)現(xiàn)在上皮來(lái)源的腫瘤組織（如肺癌、胰腺癌、前列腺癌、上皮性卵巢癌、乳腺癌等）中高表達(dá)，且其表達(dá)和腫瘤的轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)相關(guān)。目前，MUC1已經(jīng)受到多家藥企巨頭的關(guān)注，包括第一三共、默克和齊魯制藥在內(nèi)的藥企大佬都對(duì)靶向MUC1的免疫療法進(jìn)行了管線布局。那MUC1究竟是什么？在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中到底扮演什么角色？目前臨床開發(fā)的藥物類型又有哪些？

1、MUC1結(jié)構(gòu)

MUC1基因位于染色體1q22上，由7個(gè)外顯子和6個(gè)內(nèi)含子組成。在人類中，MUC1基因通過(guò)選擇性剪接可產(chǎn)生多種亞型。MUC1蛋白屬于黏蛋白家族，是一種I型跨膜蛋白，主要包括細(xì)胞外區(qū)域、跨膜區(qū)和細(xì)胞質(zhì)區(qū)。MUC1分子量為300-600kDa，是一種高分子量跨膜蛋白，由 MUC1-N和NUC1-C兩個(gè)亞基組成。MUC1-N和NUC1-C通過(guò)非共價(jià)鍵連接，在細(xì)胞膜中形成異二聚體復(fù)合物。MUC1-N（N 端亞基）由外顯子1-3編碼，MUC1-C（C 端亞基）由外顯子4-7編碼。

Figure 1. The structure of MUC1 gene (A) and protein (B) [1]

MUC1-N位于膜表面，是胞外氨基酸亞基。該亞基包含信號(hào)肽、可變數(shù)目串聯(lián)重復(fù)序列 (VNTR) 區(qū)域和 SEA 結(jié)構(gòu)域。VNTR區(qū)域由20個(gè)氨基酸序列的12-125個(gè)重復(fù)組成，每個(gè)重復(fù)有5個(gè)可能得O-糖基化位點(diǎn)（在絲氨酸和蘇氨酸殘基處Ser/Thr被O-糖基化）。VNTR區(qū)兩側(cè)是不完全重復(fù)(IR)序列，這些序列是與VNTR區(qū)相似的短并序列，也包含Ser/Thr殘基；并含有少量天冬酰胺殘基，該殘基是N-連接糖基化位點(diǎn) [2]。MUC1-C為C末端結(jié)構(gòu)域，包含一個(gè)胞外結(jié)構(gòu)域（ECD）、一個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域（TMD）和一個(gè)無(wú)序細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域。ECD由58個(gè)氨基酸組成；TMD由28個(gè)氨基酸組成；無(wú)序細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域由72個(gè)氨基酸組成。其中，無(wú)序細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域包含一個(gè)CQC基序，這對(duì)于MUC1-C二聚體的形成及其進(jìn)入細(xì)胞核至關(guān)重要。ECD含有一個(gè)N-糖基化位點(diǎn)，即天冬酰胺殘基。根據(jù)N-糖基化的程度，MUC1-C的大小范圍為23至25 kDa。缺乏N-糖基化的MUC1-C的分子量為17 kDa。

2、MUC1的表達(dá)與功能

在正常情況下，MUC1廣泛分布于機(jī)體正常各黏膜表面，包括乳腺、食道、胃、十二指腸、胰腺、子宮、前列腺和肺的腺體或管腔上皮細(xì)胞的頂端表面；而且在造血細(xì)胞中也有較小程度上的表達(dá) [3] [4]。它作為正常上皮組織的潤(rùn)滑劑保濕劑及物理屏障保護(hù)上皮細(xì)胞免受外界環(huán)境及污染物、微生物等的影響，同時(shí)還能介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞粘附功能。廣泛的O-糖基化和適度的N-糖基化是MUC1正常生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。VNTR中大約40%的氨基酸是絲氨酸 (Ser) 和蘇氨酸 (Thr) 殘基，它們會(huì)受到大量O-糖基化。N-糖基化發(fā)生在五個(gè)位點(diǎn)（均為天冬酰胺殘基），其中四個(gè)位于MUC1-N的簡(jiǎn)并序列中，一個(gè)位于MUC1-C的ECD中。MUC1的糖基化模式根據(jù)糖基轉(zhuǎn)移酶的組織特異性表達(dá)而變化[ 5]。O-糖基化與MUC1的生物學(xué)特性相關(guān)，而N-糖基化對(duì)于極化細(xì)胞中的蛋白質(zhì)折疊、分選、分泌和頂端表達(dá)至關(guān)重要 [6]。在正常細(xì)胞中，MUC1是高度糖基化蛋白，肽核心會(huì)被糖鏈掩蓋，從而保護(hù)其免受環(huán)境酶水解。此外，糖基化還通過(guò)防止粘蛋白經(jīng)歷網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用來(lái)穩(wěn)定細(xì)胞表面的粘蛋白[7]。

3、MUC1與腫瘤

在惡性腫瘤（乳腺癌、胃癌、多發(fā)性骨髓瘤等）組織中，MUC1的生化特征和細(xì)胞分布都與正常細(xì)胞中表達(dá)的不同。一般來(lái)說(shuō)，惡性腫瘤中MUC1的表達(dá)量增高為正常的10倍以上，程度與腫瘤惡性程度成正比。結(jié)構(gòu)上，糖鏈的糖基化不全，分支少，導(dǎo)致新糖鏈表位形成和肽鏈表位暴露，這使得MUC1受到細(xì)胞外蛋白酶切割并釋放MUC1-N。MUC1-N的釋放會(huì)誘導(dǎo)MUC1-C的構(gòu)象變化，從而改變其配體狀態(tài)，并隨后激活下游細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路，如MAPK、PI3K/Akt和Wnt路徑 [8]。同時(shí)，MUC1糖基化水平的降低也會(huì)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞粘附力下降，從而為腫瘤轉(zhuǎn)移提供了條件。此外，MUC1的極性分布消失，整個(gè)腺上皮表面均表達(dá)MUC1，胞漿中也表達(dá)；這些MUC1通?？拷L(zhǎng)因子及其受體并與其相互作用，MUC1-C通過(guò)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)及相關(guān)生物分子的調(diào)節(jié)從而參與腫瘤細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移及血管生成等。

4、MUC1臨床研究進(jìn)展

基于MUC1在腫瘤發(fā)生進(jìn)展中的作用和在腫瘤組織中的表達(dá)特征，MUC1被認(rèn)為是實(shí)體瘤藥物研發(fā)的潛力靶點(diǎn)。目前全球多家藥企已針對(duì)MUC1靶點(diǎn)研發(fā)出進(jìn)行多款免疫療法進(jìn)行布局，其中最快處于2期臨床。在研MUC1靶向藥藥物類型多樣，涉及抗體偶聯(lián)藥物（ADC）、單抗、雙抗、疫苗、嵌合抗原受體T細(xì)胞（CAR-T）療法和嵌合抗原受體自然殺傷細(xì)胞（CAR-NK）療法。

4.1 MUC1-ADC

DS-3939，由第一三共和Glycotope合作開發(fā)，利用Glycotope的抗腫瘤相關(guān)MUC1（TA-MUC1）抗體和第一三共專有的DXd-ADC技術(shù)制備的ADC，DAR值為8。2023年9月，第一三共宣布，DS-3939正在在局部晚期、轉(zhuǎn)移性或無(wú)法切除的實(shí)體瘤（如非小細(xì)胞肺癌、乳腺癌、尿路上皮癌、卵巢癌、膽道癌、胰腺導(dǎo)管腺癌）患者中開展的1/2期臨床研究并完成首例患者給藥。

M1231，由Sutro Biopharma和默克合作開發(fā)，是一款同時(shí)靶向MUC1和EGFR的雙特異性ADC。M1231采用了Sutro非天然氨基酸定點(diǎn)偶聯(lián)技術(shù)，利用可裂解的Val-Cit SUTRO鏈接子將雙特異性抗體與細(xì)胞毒素Hemiasterlin相連。Hemiasterlin是一種三肽，可與微管蛋白結(jié)合發(fā)揮其細(xì)胞毒性。雙特異性抗體部分通過(guò)默克的SEED雙特異抗體技術(shù)平臺(tái)防止兩條重鏈的錯(cuò)配。其中靶向MUC1的抗體部分為scFv，而靶向EGFR的抗體部分為Fab形式。M1231于2021年開始臨床，目前正處于臨床Ⅰ期（NCT04695847），針對(duì)的適應(yīng)癥包括轉(zhuǎn)移性實(shí)體瘤、食管癌和非小細(xì)胞肺癌。根據(jù)Clinical trial數(shù)據(jù)顯示，該臨床試驗(yàn)?zāi)壳疤幱谕瓿蔂顟B(tài)，但試驗(yàn)結(jié)果尚未披露。

Figure 2. The structure of M1231

DXC-005，由多禧生物開發(fā)，是一款靶向MUC1的ADC。DXC-005由Tub201毒素小分子（Tubulysin B 類似物）和抗MUC1單克隆抗體偶聯(lián)而成的，是國(guó)內(nèi)獲批臨床的首款靶向MUC1的ADC新藥，目前正處于臨床I期招募階段，針對(duì)結(jié)直腸癌及胰腺癌的治療。

BM7PE，由奧斯陸大學(xué)醫(yī)院開發(fā)，是一款由抗MUC1抗體BM7與假單胞菌外毒素A（PE）偶聯(lián)的ADC藥物。BM7PE目前正在進(jìn)行轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的1/2期臨床試驗(yàn)（NCT04550897），該試驗(yàn)正處于招募狀態(tài)。

DM002，由思道醫(yī)藥從百奧賽圖引進(jìn)，是一款靶向HER3和MUC1-C/ED的雙特異性ADC藥物。DM002靶向MUC1-C/ED避免了因MUC1-N脫落導(dǎo)致的抗體靶向腫瘤能力的降低。目前還處于臨床前階段。

4.2 MUC1 CAR-T

Anti-MUC1 CAR-T cell (Guangzhou Anjie Biomedical)，由廣州安捷生物醫(yī)學(xué)技術(shù)公司開發(fā)的靶向MUC1的CAR-T療法，目前正處于臨床I/II期試驗(yàn)（NCT03706326），狀態(tài)未知。

huMNC2-CAR44，由Minerva Biotechnologies開發(fā)，是一種用于實(shí)體瘤的自體CAR-T細(xì)胞療法，靶向的是實(shí)體瘤癌細(xì)胞上的MUC1裂解形式。與正常的全長(zhǎng)MUC1不同，MUC1裂解形式是有效的生長(zhǎng)因子受體。目前，huMNC2-CAR44正在進(jìn)行轉(zhuǎn)移性乳腺癌的I期臨床試驗(yàn)（NCT04020575），該試驗(yàn)還處于招募狀態(tài)。

Tn-MUC1-CAR是由Tmunity Therapeutics開發(fā)的MUC1-CAR T細(xì)胞療法。Tn-MUC1-CAR最初是由賓夕法尼亞大學(xué)Avery D. Posey博士領(lǐng)導(dǎo)的的一個(gè)研究小組開發(fā)的。該療法靶向的是Tn (GalNAca1-O-Ser/Thr)和sialyl-Tn (STn) (NeuAca2-6-GalNAcal-O-Ser/Thr)糖基化MUC1。目前正在進(jìn)行I期臨床試驗(yàn)（NCT04025216），該試驗(yàn)的主要目的是確定CART-TnMUC1與淋巴清除聯(lián)合使用的的安全性和2期推薦的劑量。目前顯示的狀態(tài)是終止，原因暫未揭露。

P-MUC1C-ALLO1是由Poseida Therapeutics開發(fā)的一種同種異體CAR-T細(xì)胞療法，靶向表達(dá)MUC1細(xì)胞表面相關(guān)C末端抗原的癌細(xì)胞。目前正處于一項(xiàng)開放性劑量遞增I期研究(NCT05239143)中，針對(duì)的適應(yīng)癥為晚期或轉(zhuǎn)移性實(shí)體瘤，該試驗(yàn)?zāi)壳斑€處在招募狀態(tài)。2023年8月，安斯泰來(lái)和Poseida Therapeutics達(dá)成一項(xiàng)戰(zhàn)略投資合作。據(jù)悉投資總金額為5000萬(wàn)美元，其中2500萬(wàn)美元用于一次性支付后者P-MUC1C-ALLO1項(xiàng)目的獨(dú)家談判權(quán)和優(yōu)先許可權(quán)。

4.3 MUC1單抗

AR20.5是由OncoQuest開發(fā)的一款抗MUC1單抗，旨在激活腫瘤抗原MUC1特異的T細(xì)胞免疫應(yīng)答，針對(duì)的適應(yīng)癥主要為胰腺癌。目前已經(jīng)完成的FDA I期臨床研究已建立與劑量和良好的安全性相關(guān)的生物活性。

4.4 MUC1疫苗

CVac是由Prima BioMed開發(fā)的一款用甘露糖基化MUC1蛋白誘導(dǎo)的自體單核細(xì)胞衍生DC。目前已經(jīng)對(duì)這些細(xì)胞進(jìn)行了兩項(xiàng)2期臨床研究：一項(xiàng)用于標(biāo)準(zhǔn)化療后病情進(jìn)展的晚期卵巢癌患者（NCT01521143），另一項(xiàng)用于卵巢癌患者臨床緩解后的維持治療（NCT02310971）。目前，NCT01521143試驗(yàn)已終止，NCT02310971已撤回。

ImMucin是由Hadassah Medical開發(fā)的一種21肽疫苗，包含MUC1蛋白的信號(hào)肽結(jié)構(gòu)域，能夠與各種MHC I類和II類等位基因結(jié)合。目前針對(duì)ImMucin已開展兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)：一項(xiàng)是評(píng)估在MUC1+惡性腫瘤患者中ImMucin與GM-CSF聯(lián)合用藥的安全性與有效性的1/2期研究（NCT01232712），另一項(xiàng)是用于治療表達(dá)MUC1多發(fā)性骨髓瘤患者的II期研究（NCT00162500），此項(xiàng)研究目前已撤回。NCT01232712研究表明，該疫苗具有安全耐受性，能夠成功誘導(dǎo)了疫苗介導(dǎo)的細(xì)胞和體液免疫應(yīng)答，11/15患者的臨床疾病得到控制。

ONT-10是由Cascadian Therapeutics開發(fā)的一種脂質(zhì)體治療性疫苗，包含來(lái)自MUC1的20-mer合成糖肽與季戊四醇脂質(zhì)a（TLR4激動(dòng)劑）的兩個(gè)重復(fù)組分。目前針對(duì)ONT-10開展的臨床試驗(yàn)有三項(xiàng)：一項(xiàng)是在晚期卵巢癌和乳腺癌患者中進(jìn)行了ONT-10與varlilumab（抗CD27激動(dòng)性抗體）聯(lián)合的Ib期研究（NCT02270372）；一項(xiàng)是用于治療實(shí)體瘤患者的I期研究（NCT01556789）；還有一項(xiàng)是開放標(biāo)簽Ib期維持治療研究（NCT01978964）。目前三項(xiàng)臨床研究均已完成。

此外，處于臨床階段的MUC1疫苗還有默克開發(fā)的Tecemotide (L-BLP25，II期)、ImmunityBio開發(fā)的ETBX-061（II期）、Transgene開發(fā)的TG4010（II期）。

5、締碼MUC1相關(guān)產(chǎn)品與服務(wù)，助力MUC1生物療法開發(fā)

締碼生物科技有限公司是一家專注于可成藥靶點(diǎn)臨床前研發(fā)產(chǎn)品和服務(wù)的生物技術(shù)公司。締碼現(xiàn)可提供MUC1靶點(diǎn)全系列產(chǎn)品與服務(wù)。產(chǎn)品包括活性蛋白、參照抗體和流式驗(yàn)證單克隆抗體；服務(wù)包括多種屬蛋白抗體定制服務(wù)、抗體人源化和親和力成熟服務(wù)。此外，為加速M(fèi)UC1生物療法的開發(fā)，締碼還制備了MUC1靶點(diǎn)單B細(xì)胞種子庫(kù)，最快28天可獲得先導(dǎo)抗體分子；同時(shí)，我們也針對(duì)部分現(xiàn)有的MUC1先導(dǎo)抗體分子進(jìn)行了CAR-T或ADC分子構(gòu)建及功能驗(yàn)證，具體數(shù)據(jù)歡迎垂詢。

• 多種屬重組蛋白

Figure 3. The purity of PME100106 is greater than 95% (left). The purity of PME-C100026 is greater than 85% (right).

• 流式驗(yàn)證抗體

Anti-MUC1 antibody(DMC493); IgG1 Chimeric mAb ( DMC100493)

• MUC1產(chǎn)品列表

產(chǎn)品類型	產(chǎn)品貨號(hào)	產(chǎn)品名稱
重組蛋白	PME100547	Human MUC1 Protein, hFc Tag
重組蛋白	PME100106	Human MUC1 Protein, HisTag
重組蛋白	PME-C100070	Cynomolgus MUC1(380-500) Protein, mFc Tag
重組蛋白	PME-C100069	Cynomolgus MUC1(380-500) Protein, hFc Tag
重組蛋白	PME-C100068	Cynomolgus MUC1(24-504) Protein, His Tag
重組蛋白	PME-C100026	Cynomolgus MUC1 Protein, His Tag
FC驗(yàn)證抗體	DMC100493	Anti-MUC1 antibody(DMC493), IgG1 Chimeric mAb
參照抗體	BME100059	Anti-MUC1(gatipotuzumab biosimilar) mAb
生物素標(biāo)記抗體	DMC100493B	Biotinylated Anti-MUC1 antibody(DMC493), IgG1 Chimeric mAb
生物素標(biāo)記抗體	BME100059B	Biotinylated Anti-MUC1(gatipotuzumab biosimilar) mAb

參考文獻(xiàn):
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