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，且其表達和腫瘤的轉(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)的藥企大佬都對靶向MUC1的免疫療法進行了管線布局。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個外顯子和6個內(nèi)含子組成。在人類中，MUC1基因通過選擇性剪接可產(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，主要包括細胞外區(qū)域、跨膜區(qū)和細胞質(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兩個亞基組成。MUC1-N和NUC1-C通過非共價鍵連接，在細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個氨基酸序列的12-125個重復(fù)組成，每個重復(fù)有5個可能得O-糖基化位點（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 [2]。MUC1-C為C末端結(jié)構(gòu)域，包含一個胞外結(jié)構(gòu)域（ECD）、一個跨膜結(jié)構(gòu)域（TMD）和一個無序細胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域。ECD由58個氨基酸組成；TMD由28個氨基酸組成；無序細胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域由72個氨基酸組成。其中，無序細胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域包含一個CQC基序，這對于MUC1-C二聚體的形成及其進入細胞核至關(guān)重要。ECD含有一個N-糖基化位點，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的表達與功能

在正常情況下，MUC1廣泛分布于機體正常各黏膜表面，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胞的頂端表面；而且在造血細胞中也有較小程度上的表達 [3] [4]。它作為正常上皮組織的潤滑劑保濕劑及物理屏障保護上皮細胞免受外界環(huán)境及污染物、微生物等的影響，同時還能介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和細胞粘附功能。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，它們會受到大量O-糖基化。N-糖基化發(fā)生在五個位點（均為天冬酰胺殘基），其中四個位于MUC1-N的簡并序列中，一個位于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-糖基化對于極化細胞中的蛋白質(zhì)折疊、分選、分泌和頂端表達至關(guān)重要 [6]。在正常細胞中，MUC1是高度糖基化蛋白，肽核心會被糖鏈掩蓋，從而保護其免受環(huán)境酶水解。此外，糖基化還通過防止粘蛋白經(jīng)歷網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用來穩(wěn)定細胞表面的粘蛋白[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的生化特征和細胞分布都與正常細胞中表達的不同。一般來說，惡性腫瘤中MUC1的表達量增高為正常的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受到細胞外蛋白酶切割并釋放MUC1-N。MUC1-N的釋放會誘導(dǎo)MUC1-C的構(gòu)象變化，從而改變其配體狀態(tài)，并隨后激活下游細胞信號傳導(dǎo)通路，如MAPK、PI3K/Akt和Wnt路徑 [8]。同時，MUC1糖基化水平的降低也會導(dǎo)致腫瘤細胞粘附力下降，從而為腫瘤轉(zhuǎn)移提供了條件。此外，MUC1的極性分布消失，整個腺上皮表面均表達MUC1，胞漿中也表達；這些MUC1通?？拷L因子及其受體并與其相互作用，MUC1-C通過細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)及相關(guān)生物分子的調(diào)節(jié)從而參與腫瘤細胞的侵襲、轉(zhuǎn)移及血管生成等。

4、MUC1臨床研究進展

基于MUC1在腫瘤發(fā)生進展中的作用和在腫瘤組織中的表達特征，MUC1被認為是實體瘤藥物研發(fā)的潛力靶點。目前全球多家藥企已針對MUC1靶點研發(fā)出進行多款免疫療法進行布局，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細胞（CAR-T）療法和嵌合抗原受體自然殺傷細胞（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)移性或無法切除的實體瘤（如非小細胞肺癌、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)，是一款同時靶向MUC1和EGFR的雙特異性ADC。M1231采用了Sutro非天然氨基酸定點偶聯(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)揮其細胞毒性。雙特異性抗體部分通過默克的SEED雙特異抗體技術(shù)平臺防止兩條重鏈的錯配。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），針對的適應(yīng)癥包括轉(zhuǎn)移性實體瘤、食管癌和非小細胞肺癌。根據(jù)Clinical trial數(shù)據(jù)顯示，該臨床試驗?zāi)壳疤幱谕瓿蔂顟B(tài)，但試驗結(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目前正在進行轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的1/2期臨床試驗（NCT04550897），該試驗正處于招募狀態(tài)。

DM002，由思道醫(yī)藥從百奧賽圖引進，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（NCT03706326），狀態(tài)未知。

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

Tn-MUC1-CAR是由Tmunity Therapeutics開發(fā)的MUC1-CAR T細胞療法。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。目前正在進行I期臨床試驗（NCT04025216），該試驗的主要目的是確定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細胞療法，靶向表達MUC1細胞表面相關(guān)C末端抗原的癌細胞。目前正處于一項開放性劑量遞增I期研究(NCT05239143)中，針對的適應(yīng)癥為晚期或轉(zhuǎn)移性實體瘤，該試驗?zāi)壳斑€處在招募狀態(tài)。2023年8月，安斯泰來和Poseida Therapeutics達成一項戰(zhàn)略投資合作。據(jù)悉投資總金額為5000萬美元，其中2500萬美元用于一次性支付后者P-MUC1C-ALLO1項目的獨家談判權(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細胞免疫應(yīng)答，針對的適應(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)的自體單核細胞衍生DC。目前已經(jīng)對這些細胞進行了兩項2期臨床研究：一項用于標準化療后病情進展的晚期卵巢癌患者（NCT01521143），另一項用于卵巢癌患者臨床緩解后的維持治療（NCT02310971）。目前，NCT01521143試驗已終止，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ImMucin已開展兩項臨床試驗：一項是評估在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），另一項是用于治療表達MUC1多發(fā)性骨髓瘤患者的II期研究（NCT00162500），此項研究目前已撤回。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，包含來自MUC1的20-mer合成糖肽與季戊四醇脂質(zhì)a（TLR4激動劑）的兩個重復(fù)組分。目前針對ONT-10開展的臨床試驗有三項：一項是在晚期卵巢癌和乳腺癌患者中進行了ONT-10與varlilumab（抗CD27激動性抗體）聯(lián)合的Ib期研究（NCT02270372）；一項是用于治療實體瘤患者的I期研究（NCT01556789）；還有一項是開放標簽Ib期維持治療研究（NCT01978964）。目前三項臨床研究均已完成。

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MUC1生物療法的開發(fā)，締碼還制備了MUC1靶點單B細胞種子庫，最快28天可獲得先導(dǎo)抗體分子；同時，我們也針對部分現(xiàn)有的MUC1先導(dǎo)抗體分子進行了CAR-T或ADC分子構(gòu)建及功能驗證，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	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
生物素標記抗體	DMC100493B	Biotinylated Anti-MUC1 antibody(DMC493), IgG1 Chimeric mAb
生物素標記抗體	BME100059B	Biotinylated Anti-MUC1(gatipotuzumab biosimilar) mAb

參考文獻:
[1]Nath S, Mukherjee P. MUC1: a multifaceted oncoprotein with a key role in cancer progression. Trends Mol Med. 2014 Jun;20(6):332-42.
[2]Tong X, Dong C, Liang S. Mucin1 as a potential molecule for cancer immunotherapy and targeted therapy. J Cancer. 2024 Jan 1;15(1):54-67.
[3]Gendler SJ. MUC1, the renaissance molecule. J Mammary Gland Biol Neoplasia. 2001;6:339–353.
[4]Chang JF, et al. The epithelial mucin, MUC1, is expressed on resting T lymphocytes and can function as a negative regulator of T cell activation. Cell Immunol. 2000;201:83–88.
[5]Hattrup CL, Gendler SJ. Structure and function of the cell surface (tethered) mucins. Annu Rev Physiol. 2008;70:431–457.
[6]Parry S, et al. N-Glycosylation of the MUC1 mucin in epithelial cells and secretions. Glycobiology. 2006;16:623–634.
[7]Altschuler Y, et al. Clathrin-mediated endocytosis of MUC1 is modulated by its glycosylation state. Mol Biol Cell. 2000;11:819–831.
Hollingsworth MA, Swanson BJ. Mucins in cancer: protection and control of the cell surface. Nat Rev Cancer. 2004;4:45–60.