抗体药物偶联物：引领癌症治疗的新时代

摘要：抗体-药物偶联物（ADCs）为癌症患者提供了新的治疗选择和显著的希望，特别是在现有治疗有限的情况下。全球范围内正在进行大量的ADC开发工作，目前已有13种ADC获得批准，还有更多的ADC正在开发中。ADCs的治疗优势在于它们能够通过抗体结合选择性地靶向癌细胞，相对保留非恶性组织，并实现细胞毒性有效载荷的靶向传递。因此，这类药物已经在多种对标准治疗选择有抵抗性的恶性肿瘤中显示出活性。尽管如此，仍然存在一些限制，包括狭窄的治疗窗口、独特的毒性特征、治疗抗性的发展以及适当的生物标志物选择。本综述将描述ADCs的开发、它们的作用机制、关键试验、批准的适应症，并识别共同的主题。本文将讨论这类药物在癌症治疗中的当前挑战和机遇，这是一个在抗体疗法、免疫疗法和靶向药物方面正在发生重大发展的时期。

1.引言

寻找定向有效的细胞毒素治疗一直是癌症治疗的圣杯，自一个多世纪前被假设为癌症治疗方法以来。尽管如此，半个多世纪以来，直到今天，化疗仍然是主要的治疗手段。化疗在许多癌症中都有效，但常伴有频繁的非靶向效应，导致显著的毒性。抗体药物偶联物（ADCs）是由三个不同组分组成的化合物，有效靶向癌细胞：单克隆抗体、细胞毒素有效载荷和连接这两个组分的连接子。ADCs之所以成功，是因为它们通过抗体结合到特定的肿瘤抗原，选择性地将高度有毒的有效载荷靶向癌细胞，同时避免对非恶性组织的损害。

ADCs的理论最早在20世纪60年代发展起来，第一次动物研究在20世纪80年代进行。第一代ADCs的挑战包括不稳定的连接子组分，这导致药物过早地释放到循环中。稳定药物分子、确定药物与抗体的适当比例以及提高ADC半衰期一直是ADC开发中的主要挑战。传统的化疗药物如蒽环类药物最初被用作有效载荷，但由于效力相对不足而无效。早期使用的抗体主要是嵌合体、人源化或小鼠来源的，与人源化抗体相比，与更高的免疫原性和药物反应相关。ADCs的另一个障碍是抗原靶点数量有限。自那以来已取得显著进展，现在已有越来越多的ADCs被美国食品药品监督管理局（FDA）批准用于临床，与当前护理标准相比，在第三阶段试验中取得了积极结果。

2.ADC结构和作用机制

ADCs具有独特的配方，由三个主要部分组成：抗体、通过化学连接子结合的细胞毒素有效载荷，如图1和图2所示。每个部分在靶向癌症、有效传递和期望的细胞毒素结果中都发挥着其独特的作用。

图 1：抗体-药物偶联物的作用机制。使用 BioRender.com 创建。

ADCs的效率取决于ADCs与目标抗原结合后的内化效率，以及它们的内部处理方式。例如，与不循环利用并经历溶酶体处理和有效载荷释放的ADCs相比，抗原-ADC复合物在内化后循环到细胞表面的效率会降低ADCs的效率。抗原脱落，即抗原从细胞表面移除的过程，也限制了ADCs的效率。目标抗原的内化效率是影响ADCs效率的另一个重要因素。快速内化的ADCs比慢速内化的ADCs更少穿透实体肿瘤。同样，与抗原有非常高亲和力的ADCs通常主要与血管周围区域的恶性细胞结合，并且与具有较低结合亲和力的ADCs相比，扩散性较低。抗原-抗体复合物的内化速率是复杂的，并受多种因素的影响，包括其他细胞表面受体的共表达、抗原的表达程度和抗原的结合亲和力。例如，针对CD19的ADCs可以有效地内吞，但只有在不表达CD21的情况下。因此，最佳的内化动力学高度依赖于肿瘤和药物。

当前的ADCs涉及完全人源化的抗体，减少了免疫原性。大多数ADCs基于免疫球蛋白G(IgG)抗体，已知有四种亚型。最常用的亚型IgG1的好处包括其能够诱导抗体依赖性细胞介导的细胞毒性、补体依赖性细胞毒性和抗体依赖性吞噬作用。

2.2.有效载荷

任何ADC的第二部分是细胞毒素有效载荷，通常在现有文献中称为“导弹”或“弹头”。由于仅有2%的ADCs能够到达目标肿瘤细胞，因此这些化合物的效力对于其有效性至关重要。目前大多数获批的药剂采用了两类有效载荷：DNA损伤剂和微管抑制剂。DNA损伤剂包括导致DNA双链断裂的药剂（例如，卡利切阿霉素），DNA嵌入（例如，拓扑异构酶抑制剂），DNA烷基化（例如，二喹诺酮类）和DNA交联（例如，吡咯并苯并二氮杂环）。这些强效的DNA损伤剂的IC50在皮摩尔范围内。微管是细胞分裂中起重要作用的关键细胞骨架元素。微管抑制剂包括奥瑞他汀衍生物，如单甲基奥瑞他汀E和F（MMAE和MMAF），以及美登素衍生物，如DM1和DM4。它们通常具有纳摩尔范围内的IC50值。药物-抗体比率（DAR），定义为可以附着在抗体上的有效载荷分子数量，影响ADCs的效力和治疗指数。DAR还影响结合的生理属性、药物的药代动力学及其半衰期。大多数目前获批的ADCs的DAR范围在2-8之间。

2.3.连接子

连接子在确保ADC稳定性和优化向肿瘤细胞传递细胞毒素有效载荷方面发挥着关键作用。理想的连接子在循环中稳定，防止过早释放有效载荷和系统毒性，但在恶性细胞内化后迅速被切割，促进有效的细胞死亡。根据有效载荷释放机制，连接子分为两类：可切割和不可切割。可切割连接子设计为在细胞内降解，响应从细胞外环境到细胞内环境的变化。可切割连接子的降解有多种触发因素，包括特定的溶酶体蛋白酶如组织蛋白酶B（切割Val-Cit和Val-Ala连接子与PABC结合），酸性pH值（切割腙键），以及谷胱甘肽（切割二硫键）。大多数目前获批的ADCs使用可切割连接子，如曲妥珠单抗德鲁替康（T-DXd）和奥木妥珠单抗奥佐米星。可切割连接子的优点是细胞内释放有效载荷和循环稳定性，而缺点包括在周围循环中可能过早切割。相比之下，不可切割连接子由稳定的键组成，对蛋白酶水解有抵抗力。含有不可切割连接子的ADCs依赖于抗体组分被细胞质和溶酶体蛋白酶近乎完全降解，这使得有效载荷附着在连接子上，以及来自抗体的氨基酸残基。含有不可切割连接子的ADCs的例子包括曲妥珠单抗美坦辛（T-DM1），它含有N-马来酰亚胺甲基-4-环己烷-1-羧酸酯（SMCC）和belantamab mafodotin，它含有马来酰亚胺己酰连接子。不可切割连接子的潜在优点在于限制由于过早释放有效载荷导致的非靶向毒性；然而，缺点是氨基酸残基仍然附着在有效载荷上，这可能影响有效载荷的药代动力学和药效学。

2.4.偶联化学

优化偶联化学对于提高ADCs的效力至关重要。化学偶联和酶促偶联是用于将抗体与其有效载荷结合的两种主要传统随机方法。化学偶联涉及抗体上的氨基酸残基与连接子上的活性位点之间的反应。化学偶联方法的例子包括赖氨酸酰胺偶联（用于T-DM1），以及半胱氨酸偶联，其中有效载荷分别与抗体上的赖氨酸或半胱氨酸残基结合。这些方法通常产生具有可变DAR的异质性ADC物种，这些物种与具有广泛DAR分布的ADCs一样次优，并且比具有狭窄DAR分布的ADCs效力较低。例如，在典型的抗体上，大约有10个化学可接近的赖氨酸残基；因此，赖氨酸偶联可能导致具有广泛DAR分布的可变ADC物种。基于半胱氨酸的偶联涉及抗体上还原的链间半胱氨酸残基与有效载荷上的硫醇基团之间的反应，由于偶联位点数量更有限，生成具有更均匀DAR的ADCs，优于赖氨酸偶联。传统偶联方法的另一个关键限制是有效载荷附着在抗体上的位置是随机分布的。这种随机分布导致不可预测的药代动力学效应，例如，有效载荷结合到参与抗原结合的抗体位点可以显著改变ADC的药代动力学和生物活性。体外测定和异种移植模型的药代动力学分析引入了在各种抗体位置上的半胱氨酸偶联，并将其与使用微生物转谷氨酰胺酶在轻链或重链上的酶促偶联进行了比较。使用酶促偶联到轻链或抗体上的Q295位置生产的ADCs具有更优越的药代动力学行为，同样，通过L328位置的半胱氨酸偶联工程化的ADCs也是如此。这项研究突出了不同偶联位点可能发生的药代动力学特征差异。定点偶联方法比经典偶联方法有几个优点，即提高了ADC的均匀性，并将有效载荷结合到不参与抗原结合的抗体区域。自2020年以来，定点偶联已成为主要的偶联方法。存在几种定点偶联方法。THIOMAB是最早开发的定点偶联方法之一，是一种工程化的基于半胱氨酸的技术，能够生产具有DAR为2的高度均匀的ADCs。THIOMAB技术的局限性包括DAR有限和使用基因工程，这可能是昂贵且耗时的。使用非天然氨基酸是另一种化学定点技术。这涉及设计含有非天然氨基酸的抗体，这些氨基酸随后与连接子反应，导致严格控制的DAR和均匀的ADCs。然而，这些好处是以显著的成本和由于非天然氨基酸可能产生的不期望的免疫原性为代价的。另一种化学定点技术是“AJICAP”技术，它涉及使用肽试剂在IgGs上的三个赖氨酸残基上引入硫醇功能团，并避免了抗体工程的需要。第一代AJICAP技术有几个局限性，包括需要长时间的还原和氧化反应以及一小部分生成的ADCs的聚集。这些问题在新开发的第二代AJICAP技术中得到了改进，该技术能够生产具有均匀DAR为2和改善的治疗指数的各种ADCs。存在各种分析ADCs的方法，包括疏水作用色谱、反相液相色谱和凝胶排阻色谱等。由于ADC的异质性和广泛的DAR分布，这些技术在分析传统随机ADCs方面存在各种局限性。使用定点技术可以提高ADC分析的准确性。化学酶促偶联方法使用酶，如Sortase、转谷氨酰胺酶和糖基转移酶，以定点方式将连接子结合到抗体上。酶促方法可以避免昂贵且耗时的抗体工程的需要，但酶促方法的挑战包括成本、大规模酶生产的困难以及从偶联反应基质中去除酶的困难。使用的免疫球蛋白类型也影响偶联效率。虽然IgG1是使用最广泛的抗体，但理论上IgG2提供了更多的偶联位点，这可能会增加ADCs的效力。

2.5.ADC纯化

ADC生产涉及几个步骤。简单来说，第一个过程涉及在缓冲液中重新构建单克隆抗体以稳定抗体。下一个阶段是去除小分子并提供适合发生偶联反应的溶液。抗体修饰后进行偶联，形成粗ADC。随后，粗ADC通过单一或连续的纯化过程，结合色谱和切向流过滤（TFF）进行纯化。ADC的纯化导致ADC浓度提高和药代动力学改善。存在多种ADC纯化方法。首先是TFF，这是一种广泛采用的技术，可以去除溶剂、小分子杂质和药物-连接子杂质。这种技术的限制在于不能去除聚集体，它们会保留在最终的ADC中，而且不同的DAR物种无法分离。高DAR物种导致ADC产品的聚集，因此体内清除率更高。这导致效率和安全性降低，而低DAR物种则存在效力问题。细胞培养中的单克隆抗体可以通过色谱法进行纯化。可以通过亲和色谱法大规模生产抗体。这种技术分离蛋白质，有助于ADC的分析、表征，以及分离和纯化。存在多种类型的色谱法，包括凝胶排阻色谱、疏水作用色谱、离子交换色谱和羟基磷灰石色谱。凝胶排阻色谱利用分子大小分离蛋白质，而疏水作用色谱则利用不同条件下的疏水性帮助DAR分析。这种技术的限制包括回收率低和潜在的抗体聚集。

3.ADCs的药代动力学和药效学 

ADCs通过静脉注射给药，可以在系统循环中传播而不被代谢，基本上保持不活跃状态。它的代谢和消除对于确保药物输送和排泄至关重要。循环中的代谢可以影响药代动力学、效力和毒性特征。ADC的分布最初依赖于血管和间质空间的“分布体积”。它还可能受到抗原表达和ADC达到目标后随后的内化的影响。如果与非目标组织发生作用，分布可能导致非目标组织的毒性。ADC的代谢是复杂的，涉及偶联位点、连接子和有效载荷。通过脱偶联或酶促连接子切割释放药物进入血浆是最常见的方式。ADC的内化或动员导致与溶酶体融合，连接子发生切割。这代表了ADC通过受体介导的内吞作用从循环中清除和清除的机制，随后溶酶体室降解。然后，细胞毒素有效载荷可以自由到达目标，结合并触发目标细胞的死亡。释放到细胞质中的游离药物据报道可以穿过质膜，导致旁观者效应，使周围细胞也暴露于细胞毒素有效载荷。这的一个优点是，肿瘤细胞上所需的抗原表达较低，允许针对更广泛的癌细胞群体，而不仅仅局限于表达最高目标抗原的肿瘤细胞。蛋白水解降解或分解代谢有助于消除ADC的单克隆抗体部分，它被重新用作蛋白质或新的碳源。它们不能通过肝脏排泄或通过肾小球滤过从系统循环中排出。相反，有效载荷的排泄通过肾脏和肝脏器官进行，并因ADCs而异。例如，T-DM1的有效载荷主要通过肝脏系统排泄，几乎不通过肾脏排泄，而brentuximab vedotin主要通过肝脏途径排泄在粪便中。关于新型ADCs如sacituzumab govitecan的排泄过程及其对肝脏或肾功能的影响，发表的数据有限。

旁观者效应

旁观者效应是ADCs中日益公认的机制。这发生在接近目标癌细胞的细胞暴露于ADCs的抗肿瘤效应，无论抗原表达如何。旁观者效应主要取决于连接子和有效载荷的性质。具有可切割连接子和疏水性有效载荷的ADCs在体外模型中已被证明可以通过细胞膜扩散并引起旁观者效应。有效载荷和连接子对引起旁观者效应能力的影响通过比较两种类似ADCs的机制来说明，它们都具有曲妥珠单抗抗体，T-DXd和T-DM1。T-DM1由不可切割连接子组成，药物进入抗原阳性细胞后，曲妥珠单抗被降解，而来自连接子的肽链仍然与emtansine结合。这种化合物在生理pH下带电，因此保留在细胞内，不会扩散到周围细胞。因此，T-DM1的旁观者效应有限。然而，使用曲妥珠单抗和emtansine，但具有可切割连接子的ADCs已被创建，并且可以诱导旁观者效应，因为内部化后，连接子被降解，留下可以扩散到周围细胞的疏水性美登素。相比之下，T-DXd由可切割连接子组成，T-DXd在抗原阳性细胞内化后，连接子被降解，留下疏水性的有效载荷deruxtecan。这种疏水性有效载荷能够扩散到邻近的抗原阴性细胞，诱导旁观者效应。此外，增加有效载荷的疏水性，例如，通过向美登素添加更多的亚甲基，已被证明可以增加旁观者杀伤。与T-DXd类似，trastuzumab duocarmazine是另一种展示显著旁观者效应的ADC。Trastuzumab duocarmazine也是具有可切割连接子的二喹诺酮类有效载荷。其他获批的ADCs在体外模型中也展示了旁观者效应，包括enfortumab vedotin（EV）、tisotumab vedotin（TV）和sacituzumab govitecan（SG）。从海兔中提取的MMAE和MMAF是常用的细胞毒素有效载荷。MMAE表现出旁观者效应特性，因为它不被细胞膜束缚，而MMAF则不然，因此被发现效率较低且毒性较低，这是由于这一关键差异。尽管在血液学领域对旁观者效应的具体研究有限，但基于MMAE的ADCs brentuximab vedotin和polatuzumab vedotin已分别获批用于霍奇金淋巴瘤和难治性弥漫大B细胞淋巴瘤。Brentuximab vedotin在表达CD30阳性和阴性细胞的生殖细胞肿瘤中也展示了旁观者效应。由于基于MMAE的ADCs通常使用已知保留膜通透性的可切割连接子，这些特性支撑了它们产生旁观者效应的能力。

4.抗体-药物偶联物在癌症中的开创性II/III期试验 

目前，美国食品药品监督管理局（FDA）已批准13种ADCs用于各种恶性肿瘤，自2017年以来批准的速度特别快。在这里，我们总结了ADCs在实体瘤和血液学恶性肿瘤中的关键试验（见表1和表2）。

4.1.ADCs在实体器官恶性肿瘤中的试验

目前已有3种ADCs获得FDA批准用于治疗乳腺癌。这并不令人意外，因为治疗性抗体已在治疗该疾病中得到广泛应用，ADCs代表了这种方法的延伸。T-DM1是首个获批用于乳腺癌的ADC，由人源化HER2导向的单克隆抗体曲妥珠单抗通过不可切割连接子连接到微管抑制剂DM1，DAR约为3.5。与卡培他滨加拉帕替尼相比，它已被证明能改善二线治疗的转移性HER2阳性乳腺癌患者的中位总生存期，风险比为0.68（95% CI 0.55至0.85，p < 0.001）。它也已获批用于接受新辅助HER2导向治疗和化疗后仍有残留HER2扩增乳腺癌的患者，与辅助曲妥珠单抗相比，它已被证明能将侵袭性无病生存期提高50%（HR 0.50，95% CI 0.39至0.64；p < 0.001）。随后的研究表明，与T-DM1相比，T-DXd改善了治疗结果。T-DXd是一种新型ADC，由相同的HER2导向的单克隆抗体曲妥珠单抗通过可切割四肽连接子连接到有效载荷deruxtecan，这是一种拓扑异构酶1抑制剂。DESTINY-Breast03试验比较了二线治疗转移性HER2阳性乳腺癌患者中T-DXd与T-DM1，报告了一个令人印象深刻的疾病进展或死亡风险比0.28（95% CI 0.22至0.35，p < 0.001）。此外，DESTINY-Breast02试验是首个也是唯一一个探索在另一种ADC，T-DM1治疗后进展的患者中使用ADC的试验。它表明，与医生选择的治疗相比，T-DXd在先前用T-DM1治疗过的转移性HER2阳性乳腺癌患者中更为优越，无进展生存期（PFS）的风险比为0.36（95% CI 0.28至0.45；p < 0.0001）。从历史上看，HER2阳性乳腺癌一直以二元方式定义，要么定义为HER2阳性，即免疫组化（IHC）得分为3+或IHC为2+且原位杂交（ISH）阳性，要么定义为HER2阴性，即IHC得分为0-1或IHC为2+且ISH阴性。然而，在III期随机对照DESTINY-Breast04试验中，T-DXd被证明对“HER2低”乳腺癌患者有益，定义为IHC得分为1+或IHC为2+且ISH阴性，总生存期的风险比为0.64（95% CI 0.49至0.84）[68]。这项关键研究重新定义了乳腺癌的治疗算法和分类。在毒性方面，在接受T-DXd治疗的DESTINY-Breast 04试验中，有12.1%的患者发生了与药物相关的间质性肺病或肺炎，其中包括3例（0.8%）致命事件。在DESTINY-Breast 03试验中，有10.5%的患者发生了与药物相关的肺炎，没有死亡。最近，基于不同肿瘤类型之间共享的受体生物学，药物适应症在肿瘤类型上的扩展。例如，T-DXd现在已获批用于HER2阳性的转移性胃癌和肺癌。在接受两种或以上先前治疗后病情进展的转移性胃癌或胃食管结合部癌患者中，与化疗相比，T-DXd与中位总生存期提高41%相关（HR 0.59，95% CI 0.39至0.88）。目前正在进行多项试验，使用T-DXd治疗各种HER2阳性恶性肿瘤。另一个类似的ADC是disitamab vedotin，由HER2导向的单克隆抗体、可切割连接子和MMAE有效载荷组成。在单臂II期试验中，disitamab vedotin在HER2阳性晚期尿路上皮癌患者中取得了有希望的结果，客观反应率为51.2%。Sacituzumab govitecan由靶向Trop-2的抗体通过可切割连接子连接到SN-38，一种拓扑异构酶1抑制剂有效载荷。Trop-2是一种在三阴性乳腺癌和许多其他实体恶性肿瘤中过度表达的抗原，与癌症进展和预后不良相关。Sacituzumab govitecan已被证明能改善与医生选择治疗相比的晚期转移性三阴性乳腺癌患者的总生存期（HR 0.48，95% CI 0.38至0.59；p < 0.001）。最近，它还被证明能改善与医生选择治疗相比的转移性激素受体阳性乳腺癌患者的PFS（HR 0.66，95% CI 0.53–0.83；p = 0.0003）。此外，sacituzumab govitecan在单臂II期试验中也显示出对接受铂类和免疫治疗后病情进展的转移性尿路上皮癌患者的临床益处。目前至少有19项试验正在进行，研究sacituzumab govitecan在一系列恶性肿瘤中的应用，包括胶质母细胞瘤和难治性转移性上皮性癌症，以及乳腺、非小细胞肺癌、尿路上皮癌、前列腺癌、头颈癌、子宫内膜癌和卵巢癌。Enfortumab vedotin结合了一种靶向nectin-4的单克隆抗体，通过可切割连接子连接到MMAE。尽管与sacituzumab govitecan的抗体靶点、连接子和有效载荷不同，但它在铂类和免疫治疗后病情进展的转移性尿路上皮癌患者中显示出类似的益处。在铂类和免疫治疗后病情进展的患者的III期试验中，与化疗相比，enfortumab vedotin被证明能改善总生存期（HR 0.70；95% CI 0.56至0.89；p = 0.001）。两种ADC最近已根据II期试验的数据获批用于难治性晚期妇科癌症。Mirvetuximab soravtansine由叶酸受体α（FRα）抗体、可切割连接子和DM4有效载荷组成，另一种微管抑制剂。FRα是一种细胞表面糖蛋白，介导各种细胞过程，如细胞分裂、增殖和组织生长。它在90%以上的卵巢癌以及子宫、肺和乳腺癌中过度表达。一项II期单臂试验评估了mirvetuximab soravtansine在1-3线化疗加贝伐珠单抗后病情进展的高FRα表达铂类耐药卵巢癌患者中的疗效。ORR为32.4%，中位PFS为5.5个月，中位总生存期为13.8个月。相比之下，化疗加贝伐珠单抗治疗铂类耐药复发卵巢癌的标准治疗与27.3%的有效率和6.7个月的中位PFS相关。同样，一线治疗后病情进展的转移性宫颈癌患者的预后也很差。Tisotumab vedotin是一种针对组织因子的ADC，具有可切割连接子和DM4有效载荷。组织因子在生理上表达在血管外膜细胞上，并在内皮损伤后释放；然而，它在各种癌症的肿瘤细胞和内皮细胞表面病理性过度表达，包括胰腺癌、宫颈癌、肉瘤、肺癌、三阴性乳腺癌和急性淋巴细胞性白血病。Tisotumab vedotin在贝伐珠单抗双药化疗后或化疗期间病情进展的患者中单臂II期试验显示ORR为24%，中位PFS为4.2个月，中位总生存期为12.1个月。Mirvetuximab soravtansine（clinicaltrials.gov标识符NCT04209855）和tisotumab vedotin（clinicaltrials.gov标识符NCT04697628）的确认性III期试验正在进行中。

4.2.ADCs在血液学恶性肿瘤中的应用

有多款ADCs已获批准用于血液学恶性肿瘤，如表2所示。首个获得FDA批准的ADC是吉妥单抗奥佐米星，用于治疗复发的CD33阳性急性髓性白血病成人患者。吉妥单抗奥佐米星是一种靶向CD33的ADC，具有可切割连接子和卡利奇霉素有效载荷。在III期SWOG S0106试验显示，使用吉妥单抗奥佐米星（6 mg/m^2）加标准化疗的死亡率为5.5%，肝毒性高，而单独使用标准化疗的死亡率为1.4%，之后批准被撤销。后来，使用较低剂量3 mg/m^2的吉妥单抗奥佐米星的随机III期临床试验显示了临床效益和改善的安全性，这导致它在2017年重新获得FDA批准。靶向CD22的伊诺妥珠单抗奥佐米星，带有可切割连接子和卡利奇霉素有效载荷，与医生选择的治疗相比，已被证明与改善的总生存期相关（HR 0.74，97.5% CI 0.57–0.99，p = 0.01）。同样靶向CD22的莫昔妥莫单抗帕苏多毒素，使用与伊诺妥珠单抗奥佐米星相同的可切割连接子，但使用不同的有效载荷（帕苏多毒素），在一项针对复发或难治性毛细胞白血病患者的小型单臂II期试验中显示出益处，中位PFS为41.5个月。

布妥昔单抗韦多汀，靶向CD30，具有可切割连接子和MMAE有效载荷，已获批准用于几种血液学恶性肿瘤。在未经治疗的III-IV期经典霍奇金淋巴瘤的III期ECHELON-1试验中，布妥昔单抗韦多汀加多柔比星、长春新碱和达卡巴嗪与多柔比星、博来霉素、长春新碱和达卡巴嗪进行了比较。加入布妥昔单抗韦多汀后，5年PFS有所改善（HR 0.68，95% CI 0.53–0.87，p = 0.0017）。当与环磷酰胺、多柔比星和泼尼松相比，加入布妥昔单抗韦多汀也显示出改善CD30表达的外周T细胞淋巴瘤的5年总生存期（HR 0.72，95% CI 0.53–0.99）。同样，在复发的原发性皮肤间变性大细胞淋巴瘤或CD30表达的蕈状肉芽肿的小规模III期试验中，布妥昔单抗显示出改善的响应率和PFS。Polatuzumab vedotin靶向CD79b，具有可切割连接子和MMAE有效载荷。在一项针对复发或难治性弥漫大B细胞淋巴瘤患者的小型Ib/II期试验中，当与苯达莫司汀和利妥昔单抗联合使用时，与单独使用苯达莫司汀和利妥昔单抗相比，已被证明可以改善OS（HR 0.42，95% CI 0.24至0.75，p = 0.002）。同样，靶向CD19的Loncastuximab tesirine，具有可切割连接子和吡咯并苯并二氮杂环二聚体有效载荷，在一项针对复发或难治性大B细胞淋巴瘤患者的小型单臂II期试验中，与高响应率48.3%和中位总生存期9.9个月相关。此外，靶向B细胞成熟抗原的Belantamab mafodotin，具有不可切割连接子和MMAF有效载荷，在一项针对接受过大量预处理的多发性骨髓瘤患者的小型II期试验中显示出活性，根据不同剂量使用的响应率在31-34%之间。

5.ADCs临床开发的挑战和当前ADCs的限制 

由于与传统化疗相比疗效提高，ADCs持续受到欢迎。尽管如此，存在限制，超过50种潜在的ADCs因有限的疗效或毒性而停止开发。ADCs的早期阶段研究提出了独特的挑战，需要与常规细胞毒性治疗试验不同的方法。例如，I期试验传统上被设计为在毒性和反应正相关的基础上找到药物的最大耐受剂量（MTD）。然而，在靶向治疗和免疫疗法试验中，已显示剂量和效力之间没有可预测的线性相关性。在ADC试验中尚未很好地研究这种关系。尽管如此，它可能与传统的细胞毒性化疗不同，因为除了剂量之外，还有许多因素可以影响ADC的效力和治疗窗口。这些因素包括肿瘤组织上目标抗原的均一性或不均一性以及表达水平，正常组织上目标抗原的表达程度，由于连接子不稳定导致的ADC过早细胞外解偶联，以及有效载荷跨细胞膜的渗透性，因此，旁观者效应的程度。ADCs可能存在阈值效应，即超过特定剂量的ADC不会增加暴露或效力。已经提出了各种策略来改善ADCs的最佳剂量递送。这些包括体重剂量封顶、治疗持续时间封顶、改变剂量频率、响应引导剂量以及随机剂量寻找研究。迫切需要在使用ADCs的早期阶段试验的设计和剂量寻找方面进行进一步改进。

由于离靶效应导致有效载荷释放到其他组织而产生的毒性是ADCs开发和采用的另一个障碍。这些通常是肝脏、神经、血液学、呼吸或眼科性质的。毒性的关键例子包括HER2和Nectin-2在心肌细胞和皮肤上的表达，分别引起心脏毒性和皮肤毒性。由于不同ADCs的独特组成，不良效应概况不同，可能对ADC独特，强调了能够为个别药物提供参考指南的重要性。在ADC开发的早期，由于连接子不稳定导致的ADC有效载荷过早释放与更高的毒性有关。为了减少这种毒性，需要ADC的半衰期是有效载荷本身的10倍。另一个关键参数是连接子的极性，以最小化过早药物释放和毒性。这种平衡增强了有效载荷的耦合并减少了免疫原性，同时保持了适当的有效载荷递送。如果细胞毒素过于疏水，这可能会改变抗体的特性，导致聚集或偶联。这些平衡可以影响药物的效力和耐受性。中性粒细胞减少症是ADCs的常见且重要毒性，特别是基于MMAE的带有缬氨酸-瓜氨酸连接子的ADCs。对于含有缬氨酸-瓜氨酸连接子和MMAE有效载荷的ADCs，中性粒细胞减少症发生的原因是骨髓中的中性粒细胞产生丝氨酸蛋白酶，这些蛋白酶随后切割缬氨酸-瓜氨酸连接子，导致MMAE过早细胞外释放和中性粒细胞死亡。ADCs的另一个潜在限制是具有密集肿瘤基质的癌症。包括ADCs在内的高分子量药物穿透密集肿瘤基质到达所需目标的能力有限。

ADCs的抗药性机制

理解ADCs的抗药性机制是一个新兴领域，需要进一步研究。癌症可以利用的弱点包括内化过程、有效载荷机制以及抗原和抗体之间的相互作用。尽管有效载荷的效力很高，但仍然可能产生抗药性。促成因素可能是ABC转运蛋白（药物外排泵），历史上已知这些泵会影响并降低化疗药物的有效性。表达ABCC1（多药耐药蛋白1）的乳腺癌细胞的体外模型在三个月的周期性治疗后对T-DM1表现出256倍的抗药性增加。暴露于长期未偶联微管抑制剂给药的癌细胞也可以诱导药物转运蛋白MDR1，这被假设在DM1抗药性中发挥作用。这种转运蛋白和MRP1可能因长期暴露而上调，导致获得性抗药性、外排上调和药物沉积。获得性或固有抗药性是ADCs的挑战，包括抗体抗药性、无法运输所需药物、溶酶体功能障碍和有效载荷效力不足。目前，没有抗药性模型将ADC活性丧失与偶联内化相关联。蛋白质组学分析在识别涉及内化过程不同方面的蛋白质改变方面显示出实用性，包括溶酶体生物合成、载体运输、细胞骨架和抗体的运输。溶酶体转运蛋白的丧失也可能降低ADC的效力。

ADC载荷抗性和挑战在多种癌症亚型中都有观察到。例如，一名长期暴露于sacituzumab govitecan的患者死后进行了活检。发现了携带已知编码拓扑异构酶-1的TOP1突变和编码TROP2的TACSTD2突变的肿瘤亚克隆。可能发生并行的抗性机制，同时影响载荷和抗体。在持续ADC暴露后，HER-2受体激酶或激酶信号通路的改变是一种抗性机制。T-DM1抗性的体外模型KPL-4-T-DM1-R显示出HER2和HER3水平降低，而其他激酶如EGFR增加。抗原表达和异质性已被证明是体外研究中的抗性机制，如在JIMT1系（抗性细胞系）中所描述的，用T-DM1处理的异种移植肿瘤表现出较低的HER2表达，这与较高的复发率和较低的生存率相关。在治疗前后改变目标表达与血液恶性肿瘤的潜在较差结果相关，包括表达低CD33的髓性白血病。

6.未来方向 

正在进行大量关于ADCs的研究，有超过一百种ADCs处于临床前和早期临床研究阶段。虽然历史上靶向治疗针对的是致癌驱动突变，但鉴于ADCs的疗效，我们正在看到ADC设计上的转变，即抗原目标不一定是致癌驱动因素，而只是一个在恶性细胞中优先过度表达的目标。由于血液恶性肿瘤具有更多可识别的目标，由于其谱系特异性抗原，使它们成为完美的靶标，而抗原目标在实体器官肿瘤中通常表达更为异质性，特异性较低。

6.1.开发新的抗原目标和抗体

正在实体瘤中探索的一些新抗原目标包括前列腺特异性膜抗原（PSMA）、前列腺-1的六跨膜上皮抗原（STEAP-1）、组织因子、delta-like蛋白3（DLL-3）、间皮素、ENPP3和B7-H3蛋白家族。DLL-3是抑制性Notch通路配体，通过多种机制在黑色素瘤、膀胱癌、子宫内膜癌、卵巢癌、胰腺癌和肺癌中介导肿瘤形成，包括血管生成、肿瘤基质重塑和对肿瘤基质中免疫细胞的影响。PSMA是一种在前列腺癌中高度选择性表达的膜糖蛋白，使用MMAE载荷和缬氨酸-瓜氨酸二肽连接子的PSMA ADC在I期试验中显示出安全性和活性。STEAP-1是一种细胞膜蛋白，作为离子通道或转运蛋白，高表达于前列腺、乳腺、胰腺、膀胱、胃肠道、睾丸、卵巢和宫颈癌，ewing肉瘤和黑色素瘤。DSTPL0862S是一种由人源化IgG1通过蛋白酶可切割连接子连接到MMAE的ADC，已在I期试验中显示出可接受的安全性和转移性去势抵抗性前列腺癌的活性证据。针对大多数透明细胞肾细胞癌表达的ENPP3的ADC的I期试验报告了可耐受的毒性和疗效。B7-H3是一种免疫检查点蛋白，在许多儿童癌症以及非小细胞肺癌和前列腺癌中过度表达。目前正在研究B7-H3 ADCs用于髓母细胞瘤、腹膜癌、神经母细胞瘤、胶质瘤、前列腺癌、头颈癌、非小细胞肺癌、尿路上皮癌、横纹肌肉瘤、骨肉瘤、ewing肉瘤和肾母细胞瘤。例如，AbBV-155（mirzotamab clezutoclax），一种抗B7-H3 ADC，已在非小细胞肺癌和乳腺癌中进行了评估。在单一药物I期队列中没有报告显著的剂量限制毒性，21%的患者发生了部分反应。间皮素是一种细胞膜糖蛋白，在间皮瘤、肺腺癌、胰腺腺癌、结直肠癌、浆液性卵巢癌、胃腺癌和乳腺癌中表达。目前正在开发针对间皮素的各种其他ADCs。正在为血液恶性肿瘤探索各种其他目标，包括用于复发和难治性弥漫大B细胞淋巴瘤患者的CD37的naratuximab emtansine，用于多发性骨髓瘤的CD138的indatuximab ravtansine，用于弥漫大B细胞淋巴瘤和急性淋巴细胞性白血病的CD19的coltuximab mertansine，用于表达CD56的血液恶性肿瘤的CD56的lorvotuzumab mertansine，以及用于弥漫大B细胞淋巴瘤和滤泡性非霍奇金淋巴瘤的CD22的pinatuzumab vedotin。正在探索使用双特异性抗体的ADCs作为提高异质性抗原表达肿瘤疗效的潜在手段。双特异性ADCs可以靶向两种不同的抗原或同一抗原的不同位点。靶向同一抗原上的两个不同位点被认为可以更有效地内化化合物并改善受体聚集。例如，使用靶向HER-2和催乳素受体的双特异性抗体的ADCs已被证明可以改善ADC内化，并在体外与常规HER2导向ADC相比具有更高的抗肿瘤活性。还在增加对肿瘤微环境中细胞的研究。人们认为癌症相关成纤维细胞促进治疗抗性和癌细胞存活。两种新型ADCs，成纤维细胞激活蛋白α单克隆抗体结合DM1和成纤维细胞激活蛋白α结合假单胞菌外毒素38，已在肺、头颈、胰腺和乳腺癌的异种移植模型中显示出高效性。

6.2.提高细胞毒素和其他有效载荷的开发

还在探索新的有效载荷和有效载荷结构。为了提高在异质性目标表达的实体肿瘤中的响应性，正在探索双重有效载荷。正在开发中的新有效载荷包括吡咯并苯并二氮杂环单体或二聚体、吲哚喹啉-苯并二氮杂环和环丙基苯并吲哚酮单体和二聚体，IC50值在皮摩尔范围内。一些由于高毒性率而受到阻碍。例如，设计并测试了一种含有MMAE和MMAF双重有效载荷的HER2靶向ADC在HER2+乳腺癌的异种移植模型中。含有双重有效载荷的ADC在体内杀死肿瘤细胞非常有效，比使用两种基于单一有效载荷的ADCs更为有效。正在开发的其他有效载荷包括BCL-XL抑制剂，这些抑制剂可以在依赖BCL-XL的肿瘤中选择性诱导凋亡。BCL-XL的过度表达通常见于黑色素瘤和胶质母细胞瘤等癌症。酪氨酸激酶抑制剂也被作为有效载荷进行了研究，因为激酶家族已知在细胞周期进展、增殖、血管生成和细胞在体内的移动中扮演重要角色。目前，基于酪氨酸激酶抑制剂的ADCs的疗效并不如预期。正在研究酪氨酸激酶抑制剂加ADC组合，以抵消肿瘤异质性和抗性。例如，T-DM1和tucatinib（一种HER2选择性酪氨酸激酶抑制剂）已联合使用。这在以前用曲妥珠单抗和紫杉醇治疗过的患者中显示出47%的客观反应率，以及36%的脑特异性反应。正在进行这种特定组合的招募。光免疫疗法是另一种新兴治疗方式，其中单克隆抗体与光激活染料结合，激活后会破坏肿瘤细胞，导致细胞死亡。例如，cetuximab sarotalocan结合了EGFR单克隆抗体和光激活染料IR700，在三名复发性头颈鳞状细胞癌患者的I期试验中，三名患者中有两名经历了反应，并具有可管理的安全性。

6.3.免疫治疗和ADCs

人们越来越关注开发能够增强免疫系统能力的ADCs，这与ADCs部分通过抗体依赖性细胞毒性作用的方式特别相关。目前正在进行两项研究方法：第一，将免疫疗法与ADCs联合使用；第二，将免疫疗法整合到ADCs中。ADCs通过激活树突状细胞、激活T细胞，以及提高损伤相关分子模式（DAMPs）的表达，与局部肿瘤免疫微环境相互作用，并已在体外模型中显示出增强免疫疗法的抗肿瘤效果。在II期KATE2研究中尝试了将HER2导向的ADCs和免疫疗法结合，比较了T-DM1和atezolizumab与T-DM1和安慰剂在经预处理的HER-2阳性乳腺癌患者中的疗效。联合免疫疗法和HER2治疗未能改善PFS，但在PDL-1表达的患者中观察到了受益趋势。尽管这种联合疗法没有达到预期效果，但在早期阶段研究中将ADC和免疫疗法结合在多种癌症中显示出前景，包括小细胞肺癌、卵巢癌、三阴性乳腺癌和尿路上皮癌。

在第二种方法中，设计ADCs以刺激免疫系统。目前开发中的这两类免疫刺激性ADCs主要包含STING激动剂和TLR激动剂。传统的STING和TLR激动剂由于毒性高，特别是以细胞因子释放综合征为特征，至今未能成功。第一个进入临床试验的免疫刺激性ADC，NJH395，将小分子TLR7/8激动剂与抗HER2单克隆抗体相结合。然而，在18名非乳腺癌HER2阳性恶性肿瘤患者的I期临床试验中结果令人失望，以高细胞因子释放综合征和有限的疗效为特征。

总结来说，ADCs代表了一种将治疗性抗体和强效化疗药物的优势结合起来的新疗法类别。尽管ADCs最近取得了显著的成功，但该领域仍处于起步阶段。还有许多领域尚未得到充分研究，例如抗药性机制、ADCs的最佳剂量，以及免疫系统与ADCs之间的相互作用。随着更多ADCs进入临床使用，其作用机制和毒性的重复主题可能会出现，尽管每种ADC都可能因其抗体、有效载荷和连接子的独特组合而具有独特性，每个组成部分都有改进的重大机会。

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