拓扑异构酶 I，即 TOP1，是 DNA 复制、转录和修复过程中不可或缺的关键酶。它通过切割 DNA 单链、释放超螺旋张力并重新连接 DNA，维持基因组复制和转录过程中的拓扑稳定。正因如此，TOP1 长期以来都是肿瘤治疗中的经典靶点。
从伊立替康、拓扑替康等传统 TOP1 抑制剂，到以 DXd 为代表的 ADC payload，TOP1 靶点正在经历新一轮研发升温。尤其在抗体偶联药物领域，TOP1 抑制剂类 payload 兼具强效细胞毒活性和可设计的旁观者效应，推动多个实体瘤适应症出现突破性进展。
TOP1 抑制剂的作用机制
TOP1 在正常反应过程中会形成 TOP1-DNA cleavage complex，即 TOP1cc。TOP1 抑制剂通过稳定这一中间复合物，阻止 DNA 重新连接。当复制叉与稳定化的 TOP1cc 相遇时，可引发 DNA 单链断裂向双链断裂转化，最终导致复制压力、细胞周期阻滞和肿瘤细胞死亡。
这一机制使 TOP1 抑制剂对快速增殖的肿瘤细胞具有较强杀伤作用，也解释了其在结直肠癌、卵巢癌、小细胞肺癌等适应症中的临床应用基础。但传统小分子 TOP1 抑制剂也面临治疗窗口窄、全身毒性、耐药和药代动力学限制等问题。
ADC 让 TOP1 靶点重新升温
ADC 药物通过抗体介导的肿瘤靶向递送，将高活性 payload 更集中地送入肿瘤细胞。DXd、SN-38 等 TOP1 抑制剂类 payload 的成功，使 TOP1 从传统化疗靶点进一步延伸为 ADC 药物开发中的核心细胞毒机制之一。
以 HER2、TROP2、HER3、B7-H3、CLDN18.2 等靶点为代表，越来越多 ADC 管线采用 TOP1 抑制剂类 payload。随着同类药物数量快速增长，如何在早期研发阶段准确评估 payload 敏感性、交叉耐药风险和突变背景下的药效差异，正在成为 ADC 项目竞争中的关键问题。
TOP1 耐药机制成为下一阶段研发重点
在临床和实验研究中，TOP1 相关耐药机制主要包括 TOP1 表达水平下降、TOP1 点突变导致药物结合或 TOP1cc 稳定性改变、药物外排转运增强、DNA 损伤修复通路重塑以及细胞周期和凋亡通路适应性变化等。
其中，TOP1 R364H、N722S 等突变受到较多关注。这些突变可能改变 TOP1 与抑制剂或 DNA 复合物之间的相互作用，从而降低药物对 TOP1cc 的稳定作用。对于采用 TOP1 抑制剂类 payload 的 ADC 项目而言，这类突变模型可用于评估不同 payload 的耐药谱和潜在交叉耐药风险。
为什么需要基因编辑耐药模型
传统药物诱导耐药细胞系通常需要长期加药筛选，周期长、背景复杂，并且可能同时积累多个耐药相关改变。相比之下，通过基因编辑在内源性位点引入明确的 TOP1 耐药突变，可以建立遗传背景更清晰、机制更可解释、批间稳定性更高的模型体系。
这类模型不仅可用于验证 TOP1 抑制剂小分子的活性，也可用于比较不同 ADC payload 的细胞毒效应，评估候选药物在 TOP1 突变背景下的疗效保持情况，并辅助开展联合用药和耐药逆转策略研究。
Kyinno TOP1 耐药模型体系
Kyinno Biotechnology 围绕 TOP1 耐药突变构建了多种基因编辑细胞模型，覆盖 HCT116 和 293T 等常用实验背景，可服务于 TOP1 抑制剂、ADC payload 以及耐药机制研究。
| 模型方向 | 代表性细胞系 | 主要用途 |
|---|---|---|
| TOP1 R364H 突变模型 | HCT116-TOP1-R364H-KI、293T-TOP1-R364H-KI | 评估 TOP1 抑制剂和 ADC payload 在 R364H 背景下的敏感性变化 |
| TOP1 N722S 突变模型 | HCT116-TOP1-N722S-KI | 研究 N722S 相关耐药机制和交叉耐药谱 |
| 亲本对照体系 | HCT116、293T 等亲本细胞 | 与 KI 模型配对比较，量化耐药倍数和药效窗口 |
| 药效评价场景 | 拓扑替康、SN-38、DXd 类 payload 评价 | IC50、细胞活力、杀伤曲线和联合用药验证 |
从靶点竞争走向模型竞争
当 ADC 靶点和 payload 选择逐渐趋同，真正影响项目差异化的因素将从“能否杀伤肿瘤细胞”进一步延伸到“能否预测疗效、解释耐药并设计下一代方案”。TOP1 耐药模型正是在这一阶段发挥价值的关键工具。
对于研发团队而言，稳定的 TOP1 突变模型可以帮助提前识别潜在耐药风险，比较不同 payload 和 linker-payload 组合的差异，并为候选药物进入体内研究或临床前开发提供更扎实的机制证据。
小结
TOP1 是经典靶点，也是 ADC 时代重新升温的核心 payload 机制。随着 TOP1 抑制剂类 ADC 管线快速扩张，耐药机制研究和可复现模型体系将成为下一轮竞争焦点。围绕 TOP1 R364H、N722S 等关键突变建立的基因编辑模型，为 TOP1 抑制剂、ADC payload 和耐药逆转策略提供了更清晰、更稳定的评价平台。
