引言
抗體偶聯(lián)藥物(ADC)的出現(xiàn)徹底改變了多種癌癥的治療格局。ADCs通常由三個(gè)主要部分組成:單克隆抗體、化學(xué)連接子和細(xì)胞毒性載荷。這些綜合的治療模式利用各組件的優(yōu)勢(shì),提供了傳統(tǒng)化療無法實(shí)現(xiàn)的治療反應(yīng)。
抗體在決定腫瘤特異性、延長細(xì)胞毒性載荷的循環(huán)半衰期以及提供固有于原始抗體的額外作用機(jī)制方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用,從而顯著貢獻(xiàn)于ADCs的整體表現(xiàn)。然而,ADCs也存在獨(dú)特的安全性問題,如與正常組織中靶點(diǎn)介導(dǎo)的攝取相關(guān)的藥物誘導(dǎo)不良事件和平臺(tái)毒性,這部分源于抗體有限的腫瘤攝取。
一、抗體在ADC中的核心角色
抗體在ADC療效中起著關(guān)鍵作用,通過靶點(diǎn)介導(dǎo)的攝取提供腫瘤特異性,延長細(xì)胞毒素的循環(huán)半衰期,并提供額外的機(jī)制,如受體中和、下游信號(hào)通路抑制和免疫效應(yīng)功能激活。
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1. 靶點(diǎn)介導(dǎo)的攝取與內(nèi)化
抗體被期望作為載體,驅(qū)動(dòng)靜脈注射ADCs的腫瘤攝取,并通過靶點(diǎn)介導(dǎo)的結(jié)合隨后內(nèi)化,選擇性地將細(xì)胞毒性載荷遞送到腫瘤部位。靶點(diǎn)介導(dǎo)的內(nèi)化被認(rèn)為是攜帶不可裂解連接子的ADCs所必需的;因?yàn)樗鼈兂丝贵w代謝外沒有其他藥物釋放機(jī)制,必須在溶酶體中代謝以釋放其活性載荷。對(duì)于攜帶蛋白酶可裂解連接子或酸不穩(wěn)定連接子的ADCs,靶向內(nèi)化抗原的抗體也是首選,它們分別利用細(xì)胞內(nèi)酶或酸性區(qū)室(如內(nèi)體和溶酶體)進(jìn)行載荷的活性釋放。然而,在某些情況下,非內(nèi)化ADCs也能發(fā)揮顯著的抗腫瘤療效。
2. 抗體固有的抗腫瘤活性
在選擇用于ADC構(gòu)建的骨架抗體時(shí),抗體本身的抗腫瘤活性(如直接抑制細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)和受體多聚化)并不被認(rèn)為像傳統(tǒng)未修飾抗體治療那樣關(guān)鍵,因?yàn)锳DCs治療有效性的主要驅(qū)動(dòng)因素是細(xì)胞毒性載荷的直接細(xì)胞殺傷。盡管如此,某些ADCs中的抗體保留了未修飾原始抗體的作用機(jī)制,抗體的直接抗腫瘤活性貢獻(xiàn)于ADCs的整體抗腫瘤療效。兩種FDA批準(zhǔn)的基于曲妥珠單抗的ADCs——曲妥珠單抗Emtansine和曲妥珠單抗Deruxtecan被認(rèn)為保留了其骨架抗體曲妥珠單抗的原始機(jī)制,包括抑制磷脂酰肌醇3-激酶-AKT信號(hào)通路(導(dǎo)致細(xì)胞周期抑制劑p27積累和細(xì)胞周期停滯)、抑制人表皮生長因子受體2(HER2)裂解/脫落以及誘導(dǎo)抗體依賴性細(xì)胞毒性。
3. 免疫效應(yīng)功能的激活
抗體介導(dǎo)ADCs作用機(jī)制的另一個(gè)貢獻(xiàn)者是免疫效應(yīng)功能的激活,如抗體依賴性細(xì)胞毒性、抗體依賴性細(xì)胞吞噬和補(bǔ)體依賴性細(xì)胞毒性。抗體支持免疫效應(yīng)功能的強(qiáng)度取決于其結(jié)合Fcγ受體的能力;這種能力在免疫球蛋白G(IgG)亞類之間差異顯著。IgG由四個(gè)高度保守的亞類組成,它們?cè)谥劓湴被嵝蛄小⒅劓満洼p鏈的連接方式、鉸鏈長度以及連接兩條重鏈的二硫鍵數(shù)量上有所不同。在四個(gè)亞類中,IgG1能最強(qiáng)有力地結(jié)合免疫效應(yīng)細(xì)胞(如自然殺傷細(xì)胞和巨噬細(xì)胞),引發(fā)抗體依賴性細(xì)胞毒性和補(bǔ)體依賴性細(xì)胞毒性,而IgG2和IgG4的效應(yīng)功能不足或受限。因此,IgG1是ADCs骨架中最常用的IgG亞類,而一些ADCs使用IgG4或IgG2作為骨架,以在強(qiáng)效載荷與免疫效應(yīng)功能結(jié)合導(dǎo)致的毒性不可耐受時(shí)管理整體毒性。
二、實(shí)體瘤中ADC靶抗原的特征
有利的抗原表達(dá)譜是抗體成功靶向腫瘤的前提——盡管這還不夠。雖然ADCs中使用的抗體不一定需要滿足所有這些標(biāo)準(zhǔn)(因?yàn)槎喾N機(jī)制可參與直接結(jié)合抗原之外的過程),但滿足這些標(biāo)準(zhǔn)仍有利于ADC的整體表現(xiàn)。
1. 正常組織中的抗原表達(dá)
抗原在正常組織上的表達(dá)是其適合抗體靶向的關(guān)鍵因素。重要正常組織中有限的抗原表達(dá)降低了ADC治療中抗原依賴性毒性的風(fēng)險(xiǎn)。目前獲批用于血液腫瘤的大多數(shù)ADC靶向B細(xì)胞譜系高度特異的蛋白,在非惡性細(xì)胞中表達(dá)極少或不表達(dá)。與此同時(shí),用于實(shí)體瘤的ADCs,其靶蛋白的表達(dá)不僅限于惡性細(xì)胞,在一定程度上也表達(dá)于非惡性組織。然而,這些靶蛋白通常在腫瘤細(xì)胞中過表達(dá),有時(shí)比非惡性組織高出數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí),有前景靶點(diǎn)的選擇通常基于這些不同的表達(dá)譜進(jìn)行論證。表達(dá)限于非重要器官或細(xì)胞群體的抗原仍可能被選為靶點(diǎn),即使它們?cè)谡:湍[瘤組織間無差異表達(dá)。
2. 靶點(diǎn)表達(dá)水平對(duì)療效的影響
有觀點(diǎn)認(rèn)為:(1)腫瘤有一個(gè)支持有效體內(nèi)靶向和治療抗體抗腫瘤活性的抗原表達(dá)下限;(2)靶抗原的密度或表達(dá)水平驅(qū)動(dòng)治療抗體的腫瘤攝取和空間分布。同樣的原則可能適用于ADC治療;抗原密度可能通過影響遞送到腫瘤組織的載荷量來影響ADC的治療療效。然而,抗原密度與療效的關(guān)系仍有爭議且取決于特定的靶點(diǎn)-抗體組合;此外,該下限似乎低于傳統(tǒng)治療抗體,因?yàn)楸姸嗥渌蛩匾灿绊慉DC的抗腫瘤活性,如腫瘤和載荷類型、內(nèi)化速率和效率、連接子化學(xué)以及偶聯(lián)化療載荷的旁觀者效應(yīng)。靶向?qū)嶓w瘤的抗原表達(dá)下限高于血液腫瘤。對(duì)于靶向TROP2的Dato-DXd,其藥物抗體比(DAR)被調(diào)整為4,而其他含DXd的ADCs(如T-DXd、HER3-DXd和CDH6-DXd)的DAR為7-8,這可能是由于與TROP2在正常組織表達(dá)相關(guān)的藥物相關(guān)不良事件。
3. 腫瘤類型與遺傳因素的影響
除了密度和表達(dá)水平,靶抗原的多個(gè)其他方面在特定腫瘤類型中使藥物遞送效率和活性復(fù)雜化,并影響ADC的整體療效。這包括但不限于抗原表達(dá)的空間和時(shí)間異質(zhì)性、腫瘤潛在的基因組復(fù)雜性以及腫瘤微環(huán)境的差異。例如,T-DXd在不同腫瘤類型中表現(xiàn)出不同的活性,HER2表達(dá)的乳腺癌比胃癌或結(jié)直腸癌更敏感。一種可能的解釋是每種腫瘤類型獨(dú)特的HER2表達(dá)模式,HER2蛋白在胃癌中通常表現(xiàn)出比乳腺癌更異質(zhì)的表達(dá)模式。分子亞型對(duì)ADC治療反應(yīng)的影響證據(jù)正在浮現(xiàn)。在DESTINY-Lung01試驗(yàn)的 interim報(bào)告中,T-DXd在HER2突變隊(duì)列的確認(rèn)客觀緩解率(ORR)超過了HER2過表達(dá)隊(duì)列。
4. 獲得性耐藥機(jī)制
除了上述與表達(dá)和分子譜相關(guān)的固有敏感性/耐藥機(jī)制外,主要有三種提出的ADC獲得性耐藥機(jī)制:由于抗原表達(dá)下調(diào)或影響表位識(shí)別的轉(zhuǎn)錄后修飾導(dǎo)致的抗原丟失;細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸通路的改變;以及載荷耐藥,主要通過ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的上調(diào)。
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三、連接子化學(xué)與平臺(tái)毒性
對(duì)于靜脈注射的治療抗體,存在多重障礙阻礙將足量載荷遞送到有效治療實(shí)體癌所需的劑量。這些障礙包括但不限于基質(zhì)屏障(擴(kuò)散跨間質(zhì)流體空間對(duì)抗壓力梯度阻礙大分子運(yùn)輸)和結(jié)合位點(diǎn)屏障(抗體成功結(jié)合靶抗原阻止其滲透腫瘤)。由于抗體在體內(nèi)分布體積大、非腫瘤組織特異性攝取競(jìng)爭以及肝腎代謝清除,99%系統(tǒng)給藥的ADCs無法到達(dá)腫瘤。因此,雖然靶點(diǎn)介導(dǎo)的抗體攝取驅(qū)動(dòng)抗腫瘤療效從而降低最低有效劑量,但靶點(diǎn)非依賴性、載荷來源的脫靶、脫腫瘤毒性仍是ADC開發(fā)的關(guān)鍵問題。
研究分析了已獲批和臨床活躍ADCs的最大耐受劑量和/或推薦2期劑量,發(fā)現(xiàn)具有常見藥物連接子的ADCs往往具有相似的最大耐受劑量和毒性譜,獨(dú)立于靶點(diǎn)抗體;這被稱為“平臺(tái)毒性”。平臺(tái)毒性的一個(gè)因素是循環(huán)中過早釋放的未偶聯(lián)載荷;較高的藥物抗體比和可裂解連接子的使用增加了未偶聯(lián)細(xì)胞毒性載荷擴(kuò)散到循環(huán)的可能性。T-DXd和Sacituzumab Govitecan顯示出的循環(huán)未偶聯(lián)載荷劑量比攜帶不可裂解連接子的T-DM1高出10到100倍。與此觀察一致,大多數(shù)攜帶可裂解連接子系統(tǒng)的ADCs治療伴隨中度至高度的嗜中性白血球減少癥、脫發(fā)和胃腸道不良事件,這與釋放載荷的毒性不矛盾。
除了連接子系統(tǒng),偶聯(lián)化學(xué)也部分導(dǎo)致了細(xì)胞毒性載荷在循環(huán)中的過早釋放。構(gòu)成許多目前獲批或開發(fā)中ADCs的硫醇-馬來酰亞胺化學(xué),可通過逆Michael反應(yīng)導(dǎo)致整個(gè)藥物連接子從抗體上脫偶聯(lián)。逆Michael反應(yīng)據(jù)報(bào)道可在7天內(nèi)以高達(dá)50%-75%的比例誘導(dǎo)ADC藥物連接子脫偶聯(lián)。脫偶聯(lián)的藥物連接子反過來迅速與含硫醇的血漿分子(主要是白蛋白)反應(yīng)形成新偶聯(lián)物。白蛋白具有長半衰期(平均血清半衰期三周),含藥物連接子的白蛋白通過新生兒Fc受體結(jié)合的主動(dòng)循環(huán)機(jī)制,可能導(dǎo)致直接腫瘤攝取并經(jīng)逐漸代謝釋放載荷。研究表明,引入高穩(wěn)定性、定點(diǎn)偶聯(lián)藥物連接子修飾的ADCs,其循環(huán)半衰期改善,腫瘤攝取更高,血漿穩(wěn)定性高,且常呈現(xiàn)更高的抗腫瘤活性。
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四、下一代抗體策略
為解決腫瘤滲透和系統(tǒng)毒性問題,額外的努力包括使用下一代載體,如雙特異性抗體和條件激活抗體。
1. 基于雙特異性抗體的ADCs(BsADCs)?
基于雙特異性抗體的ADCs通過克服抗原下調(diào)和表達(dá)異質(zhì)性相關(guān)的耐藥,為增強(qiáng)傳統(tǒng)ADC療效提供了有前景的途徑。某些BsADCs有望增強(qiáng)抗體內(nèi)化和/或處理或緩解靶點(diǎn)毒性。目前有10種BsADCs處于臨床開發(fā)中,其中2種(JSKN003和BL-B01D1)正在III期臨床試驗(yàn)中測(cè)試。雙表位抗體靶向同一靶抗原的兩個(gè)獨(dú)立表位,可誘導(dǎo)受體聚集和快速靶點(diǎn)內(nèi)化。BL-B01D1是一種EGFR×HER3靶向的BsADC,由抗EGFR/HER3的雙特異性抗體、組織蛋白酶B可裂解連接子和拓?fù)洚悩?gòu)酶I抑制劑組成。BL-B01D1在經(jīng)過大量治療的晚期實(shí)體瘤中顯示出初步的抗腫瘤活性和可接受的安全性。
2. 其他創(chuàng)新抗體
抗體片段和納米抗體由于分子尺寸較小,表現(xiàn)出更快的血管通透性和更好的組織滲透,在實(shí)體瘤中分布更均勻。VHH偶聯(lián)藥物因其獨(dú)特的藥理優(yōu)勢(shì),包括優(yōu)越的實(shí)體瘤滲透性、增強(qiáng)的穩(wěn)定性、相對(duì)較低的生產(chǎn)成本、易于基因工程改造、格式靈活性、低免疫原性和模塊化,可能與傳統(tǒng)ADCs競(jìng)爭。主要缺點(diǎn)包括快速腎臟清除和腎臟滯留。快速清除可能削弱需要在血液中更持久存在的治療療效,腎臟滯留可能導(dǎo)致腎小球中載荷集中從而引起腎臟損害。Probodies是融合了自掩蔽部分或具有pH依賴性構(gòu)象變化的抗原結(jié)合位點(diǎn)的IgG分子,旨在減少在正常組織中的結(jié)合,提高腫瘤特異性。
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結(jié)語
抗體通過靶點(diǎn)介導(dǎo)攝取提供腫瘤特異性、延長細(xì)胞毒素循環(huán)半衰期以及提供如受體中和、信號(hào)通路抑制和免疫效應(yīng)功能激活等額外機(jī)制,在ADC療效中起關(guān)鍵作用。下一代ADCs有望克服靶點(diǎn)在腫瘤上毒性在非腫瘤上和有限腫瘤滲透的問題,這部分解釋了平臺(tái)毒性。靶點(diǎn)多樣化是另一個(gè)研究熱點(diǎn),旨在擴(kuò)大可能受益于這種創(chuàng)新治療模式的患者群體。
雖然抗體靶點(diǎn)的識(shí)別傳統(tǒng)上依賴于腫瘤與健康組織間mRNA的差異表達(dá),但基因表達(dá)本身并非靶點(diǎn)表達(dá)的唯一決定因素,因?yàn)榇嬖谵D(zhuǎn)錄后和翻譯后變化。作為替代,通過蛋白質(zhì)組學(xué)方法識(shí)別細(xì)胞表面抗原可產(chǎn)生具有功能重要性及轉(zhuǎn)化潛力的靶點(diǎn)。
ADCs在過去幾十年的出現(xiàn)和發(fā)展是腫瘤學(xué)的重要進(jìn)步:ADCs通過提供傳統(tǒng)化療無法達(dá)到的療效水平,改變了多種癌癥的治療。抗體驅(qū)動(dòng)共同遞送的細(xì)胞毒性載荷的腫瘤攝取,并為提高這種創(chuàng)新治療模式的腫瘤特異性提供了獨(dú)特方式。抗體、連接子和載荷的獨(dú)特組合影響ADC的整體表現(xiàn);因此,在選擇合適的細(xì)胞表面靶抗原時(shí),需要從多面視角進(jìn)行仔細(xì)考量。靶點(diǎn)多樣化和抗體創(chuàng)新正在快速進(jìn)展,ADC格局的指數(shù)級(jí)增長有望根除難以治療的實(shí)體瘤。
參考資料:
Diverse Roles of Antibodies in Antibody-Drug Conjugates. Pharmaceuticals (Basel). 2025 Jan 29;18(2):180.
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