TfR1 x Tubulin

摘要：抗体药物偶联物（ADCs）是一种将化疗药物与抗体结合以增强其对肿瘤的靶向输送的疗法，代表了癌症治疗中的一项重大进步。ADCs结合了抗体的精确靶向能力和化疗的强大细胞杀伤效果，允许在最小化对健康组织损害的同时增强对肿瘤的细胞毒性。在这里，我们提供了ADCs当前临床概况的概述，重点介绍了11种美国食品药品监督管理局（FDA）批准的产品，并讨论了超过500项正在研究新型ADCs的活跃临床试验。我们还讨论了与ADCs临床转化相关的一些关键挑战，并强调了克服这些障碍的新兴策略。我们的讨论将为未来开发更安全、更有效的ADCs提供有用的指导，以用于更广泛的适应症范围。 本综述旨在提供当前抗体药物偶联物（ADCs）的临床概况概述，ADCs是一种新兴的靶向癌症治疗方式。我们讨论了FDA批准的ADC产品，并强调了基于它们的适应症、抗体类型、靶点抗原和有效载荷的多样化新型调查ADCs在活跃的临床试验中，同时也概述了ADC开发中的挑战。总的来说，本综述提供了对ADCs在临床中当前状态的理解，同时促进了改进ADC开发的研究计划。 1.引言 癌症长期以来一直是全球性的挑战，被认为是全球第二大死亡原因，占死亡总数的六分之一。传统的治疗方法——手术、放疗和化疗——几十年来一直是癌症管理的基石。然而，它们的效果受到多种因素的阻碍，例如癌症诊断时的阶段（限制了手术的可行性）、对健康细胞、器官和组织的损害（放疗和化疗的后果），以及药物抗性的产生（化疗的挑战）。此外，这些治疗倾向于关注癌症的位置或组织学特征，而不是特定的分子变化。最近在分子和肿瘤生物学方面的进展已经将癌症治疗从这些广泛的方法转变为更个性化和精确的治疗。受到Paul Ehrlich的“魔法子弹”概念的启发，新的癌症治疗选择旨在通过针对癌症的特定分子标记来最小化毒性。包括单克隆抗体（mAbs）和小分子抑制剂在内的靶向疗法已经改变了乳腺癌、结直肠癌、肺癌和消化道肿瘤等多种癌症的管理，提高了传统化疗的效果。 抗体基础疗法的基础是在20世纪60年代奠定的，当时发现了肿瘤抗原的表达，并在19世纪末发展了抗体。单克隆抗体（mAbs）在诊断和治疗血液恶性肿瘤和实体瘤方面已被证明是有效的。它们通过靶向肿瘤相关抗原发挥作用，要么抑制细胞生长和血管生成，要么刺激对肿瘤的持久免疫反应。这导致了抗体药物偶联物（ADCs）的创造，它们将mAbs的靶向方法与化疗的细胞杀伤能力相结合，从而节省健康组织，因此在癌症治疗中代表了重大进步。 在过去几十年中，ADCs的临床研究活动日益增加。迄今为止，美国食品药品监督管理局（FDA）已经批准了11种ADCs，其他监管机构也批准了两种。许多ADCs正在进行临床研究，有望扩大可治疗癌症的范围。正在进行的试验还在探索使用批准的ADCs的最有效治疗组合。在这篇综述中，我们提供了ADCs的临床概况概述。我们讨论了ADCs的设计考虑和作用机制，突出了批准的产品，并回顾了涉及批准和新型调查ADCs的500多项活跃的临床试验。我们还讨论了ADCs临床转化的挑战，并为未来更有效和更安全的ADCs的发展提供了展望。 2.关键组成部分和ADCs的作用机制 2.1.关键组成部分 ADC由一个抗体通过化学稳定的连接物与细胞毒素有效载荷结合而成。虽然这听起来很简单，但这些组成部分理想属性的复杂性已经影响了ADC研究的进展。在这里，我们讨论了与每个ADC组成部分设计相关的关键考虑因素。 2.1.1.抗体 通常使用具有特定抗原表位特异性的单克隆抗体来配制ADCs。抗体可以被视为促进有效载荷特异性输送到肿瘤细胞的驱动力。抗体组分通常推荐的特性包括：(i) 对癌细胞抗原的高选择性超过健康细胞，以及 (ii) 对目标的高结合亲和力。其他理想特性包括结合后的强保留、低免疫原性和最小的交叉反应性。早期的ADCs使用小鼠单克隆抗体配制，由于免疫原性降低了效果而存在问题。然而，新一代的ADCs采用人源化抗体，免疫激活的风险较低。 设计抗体组分的一个关键方面是选择抗原靶标。理想情况下，靶标应该只在肿瘤细胞上表达。然而，一个更现实的目标是识别一个 (i) 在肿瘤细胞上高表达且在健康细胞上低表达的目标，最小目标抗原阈值为>10,000拷贝/细胞，(ii) 在肿瘤细胞表面展示，最小化脱落以实现有效的抗体结合，并且 (iii) 具有被内化的能力以帮助ADC进入细胞。在ADCs中使用的已知抗原超过50种，批准的ADC产品中常见的抗原包括HER2、Trop2、B细胞成熟抗原（BCMA）、Nectin4、CD19、CD22、CD30、CD33和CD79b。最近，研究的重点也转移到了肿瘤细胞之外的抗原识别上。在肿瘤微环境中表达的抗原，如基质、血管、细胞外基质和肿瘤基质上的抗原，有潜力扩大ADCs的目标抗原范围。此外，这些区域表达的抗原较不易发生突变，可能防止药物抗性的发展。 ADC中抗体的大小也很重要。免疫球蛋白G（IgG）抗体（IgG1、IgG2、IgG3、IgG4）通常在ADCs中使用。由于其在血清中的丰富性和强大的效应功能，IgG1是最常用的亚型，而由于其在血液中的半衰期短，IgG3很少使用。虽然IgG抗体在血清中最为常见，但它们的大尺寸通常限制了通过血管和肿瘤组织的渗透。为了克服这一点，新型ADCs通过去除可结晶片段（Fc）段来形成小型化抗体。这使得ADCs更适合实体瘤，但也带来了半衰期减少的问题。 在ADCs的设计中，仔细平衡抗体的结合亲和力和内化能力是很重要的。通常，更高的结合亲和力会导致抗体的快速内化。然而，在实体瘤的情况下，ADCs的快速内化主要只发生在肿瘤边缘。这是因为结合位点屏障导致ADCs在实体瘤的血管附近被困住，阻碍了它们向远处肿瘤细胞的渗透。 除了使有效载荷的输送成为可能，抗体还发挥一些细胞毒性功能，如抗体依赖性细胞毒性（ADCC）、抗体依赖性细胞吞噬作用（ADCP）和补体依赖性细胞毒性（CDC），这将在后面的章节中进一步讨论。 2.1.2.连接物 连接物是影响ADCs稳定性、有效载荷释放、药代动力学（PK）、毒性和整体治疗效果的重要组成部分。大多数最新的ADCs进步归功于药物-连接物技术的进步。理想的ADC连接物应该在循环中足够稳定以防止过早释放药物，同时也足够敏感以响应目标部位的释放刺激。 ADC连接物通常被广泛分类为可裂解或不可裂解。可裂解连接物可以是化学裂解连接物（如腙或二硫键基）或酶裂解连接物（如糖苷酸或肽键基）。当ADCs被内化到目标细胞时，这些连接物通过几种机制如质子溶解、硫醇还原、蛋白酶解或碳水化合物水解而降解，导致细胞毒素有效载荷的释放。这种裂解发生在肿瘤细胞的内体-溶酶体室中。由于负责这些连接物裂解的刺激并不完全局限于肿瘤细胞，这些连接物也容易受到血液或肿瘤微环境中的化学物质和酶的影响，增加了系统毒性的风险。 相反，不可裂解连接物通过在内体/溶酶体中酶解抗体来释放有效载荷。连接物仍然与有效载荷以及一些氨基酸残基结合，这限制了有效载荷在细胞中的扩散，从而降低了系统毒性。这些连接物对生理环境的敏感性较低，导致血浆稳定性增加和特定药物释放。然而，连接物和氨基酸残基的持久存在可能影响有效载荷的功能；因此，只有能够耐受化学修饰的小分子才适合这些连接物。 ADC连接物的其他考虑因素包括其长度和疏水性。越来越多的证据表明，较短的连接物通过抗体提供的立体屏蔽改善了ADCs的稳定性。同时，亲水性连接物增加了ADCs的溶解度并改善了药代动力学，并且对于疏水性有效载荷的ADCs更有益。 2.1.3.有效载荷 ADCs配制有高效力的有效载荷，具有皮摩尔或纳摩尔IC50，以确保细胞毒性效果。早期的ADCs使用了传统的化疗药物；然而，由于到达目标部位的有效载荷量有限（1%-2%），这些中等效力药剂的效果并不理想。新一代批准的ADCs部署了更有效的有效载荷，它们抑制细胞分裂所必需的微管或对细胞DNA造成损伤。这些药剂的效力超过了传统化疗100到1000倍。这类针对微管的药剂的例子包括基于Dolastatin10的auristatin类似物和maytansinoids，常用的DNA损伤有效载荷包括Calicheamin类似物（诱导DNA双链断裂）、Duocarmycin类似物（促进DNA烷基化）和拓扑异构酶1抑制剂（导致DNA插入）。这些有效载荷需要有细胞内靶标，因为它们被设计为在肿瘤细胞内释放。可以在其他地方发表的最新综述中找到对ADC有效载荷的全面回顾。 除了高效力之外，ADC有效载荷还应展示几个其他关键特性，包括在系统循环中的稳定性、在内体/溶酶体中的抗降解性、最小免疫原性、相对较低的分子量，以及适合与连接物结合的化学基团。此外，需要适当有效载荷的疏水性，以平衡溶解度，成功结合到ADC，并具有良好的细胞穿透性，同时防止快速清除。 2.2.作用机制 图1提供了ADCs作用机制的概述。静脉注射后，ADCs在全身分布并在肿瘤中积累。ADCs的循环由抗体组分的长半衰期促进，而它们在肿瘤内的积累是由抗体的片段抗原结合（Fab）段与抗原靶标的结合驱动的。mAbs的大尺寸限制了ADCs通过肿瘤血管的扩散，导致只有一小部分（每克肿瘤0.0003%-0.08%31）的给药剂量的最终在目标部位积累，强调了需要高效力的有效载荷。抗体与其靶标的结合触发了ADC的内化，这可以通过clathrin介导的内吞作用（CME）、caveolar介导的内吞作用或胞饮作用发生。随后，ADC被打包进早期内体，它成熟并与溶酶体融合，其中有效载荷在内体/溶酶体降解ADC后被释放。连接物的类型决定了内化后有效载荷释放机制。不可裂解连接物需要ADC定位在溶酶体中进行蛋白水解，而可裂解连接物的有效载荷释放是由细胞内刺激（如pH敏感性、蛋白酶敏感性或谷胱甘肽敏感性）触发的，绕过了溶酶体运输的需要。 一旦有效载荷释放到细胞质中，它通过微管抑制或DNA损伤破坏细胞功能，导致癌细胞死亡。这是ADCs的主要作用机制。除了增强有效载荷向目标细胞的输送外，一些ADCs可以显示旁观者杀伤效应，其中释放的有效载荷渗透通过细胞膜，扩散到并杀死邻近的肿瘤细胞。此外，CDC、ADCC和ADCP是增强ADC效果的额外机制。这些机制是通过抗体的Fc区域与效应免疫细胞上存在的新生儿Fc受体的相互作用介导的。在ADCC中，Fc区域与FcƔ受体的相互作用激活了自然杀伤（NK）细胞等免疫细胞，它们释放细胞毒素分子（例如，穿孔素和颗粒酶）。ADCP涉及巨噬细胞在类似的相互作用后吞噬癌细胞。然而，这些Fc介导的作用也可以通过导致ADCs被免疫细胞隔离，导致非靶标毒性来降低ADC的效力。然而，这些效应功能主要与IgG1相关，因为IgG2和IgG4在介导Fc依赖性活动方面效果较差。此外，ADC的另一个作用机制是其抑制下游信号通路。这特别观察到在肿瘤发生途径上游的抗原靶标，其中抗体结合防止了受体的二聚化。 图 1 抗体药物偶联物（ADCs）作用机制的示意图。使用BioRender创建。Fc，可结晶片段。 3.FDA批准的ADC产品 目前，有11个ADC产品获得FDA批准，另外两个由其他监管机构（NMPA和PMDA）批准。另外两个ADC（Moxetumomab pasudotox和Belantamab mafodotin-blmf）之前曾获得FDA批准，但由于临床使用有限或未能达到主要疗效终点而被撤回。所有批准的产品均通过静脉注射给药，旨在治疗特定类型的癌症。每个批准产品的关键信息在表1中进行了总结。 3.1.批准用于血液癌症的ADC 迄今为止，已有七个ADC获得FDA批准用于治疗血液癌症，其中两个由于临床疗效或使用有限而被撤回。Mylotarg®（Gemtuzumab Ozogamicin，GO）是首个获准用于治疗急性髓性白血病（AML）的ADC，其特征是骨髓造血功能不良。GO最初在2000年被批准用于AML，但后来因未能证明临床效益和过度的致命毒性而自愿撤出市场。在GO批准之前，AML的标准治疗是7 + 3方案，涉及7天的阿糖胞苷治疗，随后是3天的柔红霉素治疗。36,37 GO在2017年重新获得批准，新的数据显示在剂量调整后对2岁及以上患者的CD33+ AML的安全性和有效性。它由一个与DNA损伤的calicheamicin通过共价连接的人源化抗CD33 IgG4 mAb组成。该连接物是酸可裂解的，并能够在髓母细胞的内体/溶酶体中释放有效载荷。该治疗不被认为是强化的，因此适合老年患者和有合并症的患者。在法国的3期试验中（ALFA-0701试验），对280名患者的GO显示出对新诊断的AML患者有优越的无事件生存期，并且对3325名成人患者的荟萃分析也显示了总体生存率的提高。然而，Mylotarg®带有肝毒性的黑框警告，其他警告包括严重出血风险和输注相关反应。 ADCETRIS®（Brentuximab vedotin）是治疗难治性或复发性经典霍奇金淋巴瘤（cHL）患者的标准治疗。它在2018年最近被FDA批准，并由一个人抗CD30 IgG1抗体通过可裂解的缬氨酸-瓜氨酸连接物与单甲基auristatin E（MMAE）共价连接。一旦与CD30+癌细胞结合并被内化，连接物就会通过内体/溶酶体蛋白酶裂解以释放MMAE，后者通过凋亡诱导细胞死亡。Brentuximab vedotin也已报告在CD30表达低的疾病中活跃，这是由于旁观者效应，其中游离的MMAE扩散并杀死相邻的癌细胞。在其批准之前，cHL的前线治疗涉及化疗药物的组合：多柔比星、博来霉素、长春新碱和达卡巴嗪，但这种治疗方案与高达40%的患者的复发相关。3期ECHELON-1试验显示，用brentuximab vedotin替代该治疗方案中的博来霉素，可以提高III期和IV期cHL患者的无进展生存期，长期随访显示这种益处是持续的。然而，ADCETRIS®带有进行性多灶性白质脑病的黑框警告。 Besponsa®（Inotuzumab ozogamicin）是唯一获准用于治疗复发或难治性B细胞前体急性淋巴细胞性白血病（R/R ALL）的ADC。它是一个通过丁酸易裂解连接物与人源化抗CD22 IgG4抗体共价结合的calicheamicin。在这种情况下，细胞毒性仅在释放后由有效载荷介导，其有效性因此取决于有效的内化和对calicheamicin的敏感性。Inotuzumab ozogamicin已被报告与挽救化疗相比改善了临床结果。INO-VATE 3期试验显示，Inotuzumab ozogamicin比标准治疗化疗有更高的反应率。Inotuzumab ozogamicin在R/R ALL患者中的总体反应率为60%-80%。 Polivy®（Polatuzumab vedotin-piiq）在2019年获得FDA加速批准，用于治疗R/R弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBCL），与苯达莫司汀和利妥昔单抗（BR）联合使用。Polatuzumab vedotin-piiq的2期试验显示，在用Polatuzumab vedotin与BR联合治疗的移植不合格的R/R DLBCL患者中，完全缓解（CR）率更高，死亡风险降低了58%。Polatuzumab vedotin由一个人抗CD79b IgG1 mAb与MMAE通过蛋白酶可裂解连接物链接而成。这种配方使用工程化半胱氨酸（THIOMABs）实现与MMAE的高效和均匀结合。 Zynlonta®（Loncastuximab tesirine，SG3199），由一个人抗CD19 IgG1抗体与吡咯苯并二氮杂环（PDB）二聚体细胞毒素共价结合而成，是另一种获准用于治疗DLBCL的ADC。在内体/溶酶体裂解后，SG3199在细胞的DNA内形成链间交联，导致细胞死亡。SG3199还表现出旁观者杀伤效应。2023年7月，由于FDA对这种ADC的暂停，出于对过度致命毒性的担忧，Zynlonta®的进一步临床试验被终止。 LUMOXITI®（moxetumomab pasudotox-tdfk）最初在2018年被批准用于治疗成人R/R毛细胞白血病。这种ADC由一个靶向CD22的抗体的Fv片段与免疫毒素共价结合而成。一旦释放，免疫毒素通过催化伸长因子-2的二磷酸腺苷-核糖化，诱导凋亡。LUMOXITI的批准基于一个3期研究，该研究表明高达90%的循环CD19+ B细胞在治疗第8天被耗尽。尽管这项研究报告了普遍可接受的耐受性概况，但由于临床使用不足，LUMOXITI在2023年被撤出市场。 Blenrep®（Belantamab mafodotin-blmf）在2020年被批准用于治疗成人R/R多发性骨髓瘤。Belantamab mafodotin-blmf是首个获得批准的抗BCMA抗体的ADC，也是首个带有微管抑制剂单甲基auristatin F（MMAF）有效载荷的ADC。其批准基于DREAMM-2全球试验，该试验显示总体反应率为31%。然而，接受Belantamab mafodotin-blmf治疗的患者中有77%出现眼部毒性，导致FDA对此产品进行黑框标记。2020年，GSK宣布由于在DREAMM-3确认性临床试验中未达到主要终点，Blenrep®从美国市场撤回。 3.2.批准用于实体瘤的ADC 迄今为止，已有六个ADC获得FDA批准，另外两个由其他监管机构批准用于治疗实体瘤。Kadcyla®（Adotrastuzumab emtansine）是FDA批准的首个用于治疗HER2阳性转移性乳腺癌的ADC。Adotrastuzumab emtansine（T-DM1）由一个名为曲妥珠单抗的人源化抗HER2 IgG1抗体组成，该抗体于1998年被引入用于治疗HER2+乳腺癌。高达25%的乳腺癌患者表现出HER2过度表达，这与预后不良有关。然而，在曲妥珠单抗治疗下，有相当一部分患者没有反应或经历了复发。Adotrastuzumab emtansine是曲妥珠单抗和微管抑制剂maytansinoid的组合，通过不可还原的硫醚连接物链接。抗体的内体/溶酶体降解导致释放maytansinoid，引起凋亡。还有由于HER2下调、HER2二聚体抑制、免疫反应激活和ADCC导致额外的抗体介导的细胞毒性。各种临床研究表明，接受Ado-trastuzumab emtansine治疗的患者在总生存期和生活质量方面有所改善。尽管T-DM1在结果上有所改善，但对初始反应者中观察到的药物抗性发展存在担忧。Kadcyla®还带有FDA黑框警告，包括肝毒性、心脏毒性、肺毒性和胚胎-胎儿毒性。 Padcev®（Enfortumab vedotin-ejfv）是首个用于治疗转移性尿路上皮癌（UC）的ADC，这是一种具有不良预后的侵袭性癌症。Enfortumab vedotin-ejfv（EV）由一个完全人源化的抗Nectin-4 IgG1抗体与MMAE链接而成。Enfortumab vedotin-ejfv基于1期和2期试验结果，在2019年获得FDA加速批准，表明EV在UC患者中具有高反应率、疾病控制率和改善的总生存期。在2期（EV-201）试验中，90%的入组患者有转移性内脏疾病，显示EV导致44%的总反应率和12%的完全缓解率。3期（EV-301）试验涉及608名患者，证明了EV与单一化疗相比具有优越的疗效。这促进了EV在2021年获得FDA批准，用于治疗两个成人UC人群，包括之前接受过PD-L1抑制剂和基于顺铂的化疗的患者，以及不适合基于顺铂的化疗的患者。Padcev®带有FDA黑框警告，警告严重的皮肤反应。 Enhertu®（Fam-trastuzumab deruxtecan-nxki，T-DXd）是首个获得批准用于HER2低表达乳腺癌的ADC，占HER2阴性乳腺癌的约40%-50%。T-DXd由一个人源化抗HER2 IgG1抗体与通过稳定的四肽连接物连接的拓扑异构酶-1抑制剂exatecan衍生物（DXd）组成。与曲妥珠单抗emtansine一样，有效载荷在癌细胞内释放。然而，T-DXd的抗体药物比（DAR）为8，即使在HER2表达低的肿瘤中也能有效地输送DXd。T-DXd在2019年获得FDA加速批准，用于治疗不可切除或转移性乳腺癌患者。这一适应症的扩展覆盖了所有表达HER2的肿瘤，允许药物使用的灵活性。其初步批准基于2期试验，表明总反应率为60.3%。经过3期试验表明在无进展生存期和总生存期方面有显著改善，T-DXd在2022年获得FDA的常规批准。基于DESTINY-Gastric01试验，TXd在2021年也获得批准，用于治疗先前接受过基于曲妥珠单抗的方案的局部晚期或转移性HER2阳性胃腺癌或胃食管结合部腺癌患者。同样在2022年，基于DESTINY-Lung02试验的结果，T-DXd获得FDA批准，用于治疗不可切除或转移性的HER2过表达或HER2突变的非小细胞肺癌成人患者。Enhertu®带有FDA黑框警告，与间质性肺病、肺炎和胚胎-胎儿毒性的风险有关。 Trodelvy®（Sacituzumab govitecan）是唯一获准针对TROP2作为其抗原的ADC。它在2020年首次获得批准，用于治疗至少接受过两次转移性疾病治疗的成人转移性三阴性乳腺癌患者。2021年，它还获得了治疗转移性尿路上皮癌的批准。Sacituzumab govitecan由一个人源化抗TROP2 IgG1抗体通过可水解的腙连接物与SN-38（一种拓扑异构酶-1抑制剂和伊立替康的活性代谢物）链接而成。除了在内化的细胞内具有DNA损伤效应外，由于其高膜渗透性，SN-38还表现出旁观者效应。2023年，Sacituzumab govitecan获得FDA扩展批准，用于治疗激素受体阳性和HER-2/NEU阴性的转移性乳腺癌患者，带有中性粒细胞减少症和腹泻的黑框警告。 Tivdak®（Tisotumab vedotin-tftv [TV]），是首个在2021年获得批准的针对组织因子（TF）的ADC，用于治疗成人复发或转移性宫颈癌。大约10%-20%的早期疾病患者和70%的局部晚期疾病患者在诊断后2年内复发。这些患者中只有一小部分对治愈性治疗有反应，需要更多针对性的治疗选择。TV，一个人源化IgG1抗体通过蛋白酶可裂解连接物与MMAE共价结合，在2期临床研究中展示了临床意义和持久的抗肿瘤活性，79%的接受治疗患者的靶病变减少。由于innovaTV 201和innova TV 204试验中有50%以上的患者出现与眼睛相关的不良效应，Tivdak®带有FDA黑框警告，警告眼部毒性。 ELAHERE™（mirvetuximab soravtansine-gynx）是另一个首次用于治疗成人叶酸受体-α（FRα）阳性、铂类耐药的上皮性卵巢、输卵管或原发性腹膜癌的ADC。适用于对基于铂的化疗没有反应且已经接受过其他类型化疗的患者，它具有一个嵌合抗FRα IgG1抗体与通过可裂解的二硫键连接的maytansine衍生物（DM4）共价结合。在内体/溶酶体裂解后，DM4导致细胞周期停滞和凋亡。DM4还表现出旁观者杀伤效应。ELAHERE™也带有FDA黑框警告，警告眼部毒性。 4.活跃的临床试验中的ADCs 自2000年第一个ADC获得批准以来，持续的努力集中在设计具有改善疗效和降低毒性的新型ADC上。这些努力在目前活跃试验中的ADC数量上得到了体现，这只是所有ADC研究的一小部分。我们在clinicaltrials.gov上进行了搜索，以识别已批准和新型调查ADC的活跃临床试验。对于与已批准ADC相关的试验，我们通过在“其他术语”类别中输入每个已批准ADC的药物名称进行搜索，同时检查“干预性研究”，处于活跃状态（“尚未招募”、“招募中”、“邀请注册”和“活跃，未招募”）。对于与新型ADC相关的试验，我们使用关键词“antibody drug conjugate OR antibody-drug conjugate OR ADC OR ADCs OR antibody drug conjugates OR antibody-drug conjugates”在clinicaltrials.gov的“其他术语”类别中进行搜索，并检查“干预性研究”，处于活跃状态（“尚未招募”、“招募中”、“邀请注册”和“活跃，未招募”）。所有收集的试验然后手动筛选，只包括专注于携带pan-cytotoxic载荷的IgG基ADC的试验。我们的搜索截至2023年10月，共识别出551个活跃的临床试验。在这里，我们讨论这些活跃的试验，并强调与批准产品相比，活跃试验中调查ADCs出现的新趋势。表2和表3分别展示了已批准ADC和新型调查ADC的代表性活跃试验。 4.1.疾病适应症的范围 大量的ADC相关活跃试验针对的是实体瘤，其中乳腺癌是最受研究的适应症，共有140项试验。图2提供了ADC相关活跃临床试验所涉及的适应症范围的概览。这些试验中的大多数（64%）旨在扩大当前已批准产品的临床应用。这些试验中的ADC与市场上的产品具有相同的组分，但在所研究的适应症范围上有所不同。大约36%的试验集中在尚未批准的新型ADC上（见图2）。当比较两组感兴趣的试验——针对新型ADC的试验与已批准ADC相关的试验时，可以注意到新型ADC的试验明显倾向于实体瘤应用，实体瘤应用约占试验的90%。图2详细列出了已识别的活跃ADC相关试验的疾病适应症细分。另一个值得注意的观察是抗原靶标的转变，第二组（针对新型ADC的试验）展示了比第一组（已批准ADC相关的试验）更广泛的抗原靶标多样性（见图3）。抗体和药物有效载荷组分在新型ADC的试验中也呈现出更广泛的多样性，这些都有助于这组试验所覆盖的更广泛的疾病适应症范围。这种多样化可能是由于对癌症中靶标表达模式理解的不断增长所驱动的。 图 2 活跃临床试验中的抗体药物偶联物（ADCs）概览。(a) 市场上已批准的ADCs（FDA批准了11种，其他监管机构批准了2种），展示了它们的疾病适应症范围。(b) 活跃临床试验中ADCs的阶段和疾病范围。(c) 对ADC试验的深入分析，显示基于新ADC产品（左侧）与基于已批准ADCs（右侧）的试验比例，按阶段和适应症进行分析。 4.2.抗体的范围 抗体是ADC的重要组成部分，因为它决定了目标特异性，从而增强了有效载荷的靶向细胞毒性效果。此外，抗体组分影响ADC的血浆浓度、免疫原性和免疫功能，并且还可以有助于直接或间接的细胞毒性效果。IgG是ADC中最常用的抗体，其中IgG1亚类最为普遍（见图3）。大约70%（383项试验）的活跃临床试验使用IgG1，主要是人源化的，可能的原因是它在血清中的含量丰富，与其他亚类相比，与IgG结合的Fc-gamma受体的结合亲和力高，从而增强了抗体依赖性细胞毒性和吞噬作用。其次是IgG4，占活跃试验的15%。图3详细列出了活跃ADC试验中使用的抗体亚型细分。此外，还有三项试验涉及IgG2亚类的ADC。 图 3 活跃临床试验中使用的抗体药物偶联物（ADCs）的抗体范围。基于单克隆抗体（mAb）的同种型，对新ADC试验（右侧）与已批准ADC试验（左侧）进行比较。每个同种型进一步分析（条形图），以显示不同临床试验阶段的靶标抗原范围。 4.3.靶标抗原 抗原选择对ADC的有效性和安全性至关重要，因为ADC携带高效的细胞毒素有效载荷，需要精确输送以最小化非靶向毒性。抗原选择的关键考虑因素包括：(i) 目标在肿瘤细胞上的独有或主要表达以实现选择性，(ii) 靶标抗原在肿瘤细胞表面的表达而不是它们的分泌，这可能导致非特异性药物释放，(iii) 目标触发ADCs细胞内吞作用的能力，对有效载荷输送至关重要。 目前，FDA和其他监管机构批准的ADC针对血液恶性肿瘤和实体瘤的11种不同抗原。活跃的临床试验中，约80%（447项试验）集中在已批准产品中使用的这些已建立的抗原上；表2详细列出了这些信息。试验中的主要抗原靶标是HER2（32%）、CD30（14%）和TROP2（9%）。然而，在针对新型ADC的试验中发现了更多新型抗原靶标，新型靶标约占总活跃试验的20%（104项试验）。图4详细列出了活跃ADC试验中使用的这些新型靶标的细分。追求新型靶标是扩大ADCs到实体瘤的主要驱动力，因为这些新型靶标的使用可能有助于减少ADC对正常组织的毒性。虽然这些抗原大多数是肿瘤相关而不是肿瘤特异性的，但也从典型的肿瘤细胞抗原扩展到了肿瘤微环境和血管中的抗原。 图 4 活跃的抗体药物偶联物（ADC）聚焦临床试验中的抗原靶标范围。(a) 条形图显示了针对已知抗原的新研究性ADC和已批准ADC的试验数量。(b) 树状图显示了针对实体瘤或血液瘤的新ADC试验中新颖抗原靶标的范围。 4.3.1.活跃临床试验中的新型靶标——血液癌症抗原 血液癌症比实体瘤更容易接近。这解释了为什么大多数用于治疗血液癌症的ADC中的抗原通常与肿瘤和非肿瘤细胞有关，因为ADC可以直接接触到患病细胞。此外，这些靶标在造血干细胞和非造血组织上不存在，允许血细胞的持续补充，并分别减少细胞毒性。用于治疗血液癌症的批准ADC制剂中使用的经典抗原包括CD19、CD22、CD30、CD33、CD79b和BCMA，其他地方有详细的综述。有相当一部分ADC相关活跃临床试验（32%）针对这些抗原，旨在扩大已批准ADC的适应症或通过与其他化疗药物（例如，多柔比星、环磷酰胺、吉西他滨）或免疫疗法（例如，pembrolizumab、nivolumab、rituximab）的组合提高其疗效。目前，有18项新的ADC试验（占总活跃试验的3%）专注于血液肿瘤，其中14项针对新型抗原。表3可以找到这些抗原在临床试验中的具体范围。这些抗原包括针对淋巴瘤的CD74、CD20、CCR7和CD25；针对白血病的CD71、CD123、CD25和CD38；以及针对骨髓瘤和轻链淀粉样变性的CD38。这些抗原广泛表达在免疫细胞（例如，B细胞、T细胞、NK细胞、树突状细胞、单核细胞、巨噬细胞）、红细胞系细胞和其他组织中。 4.3.2.活跃临床试验中的新型靶标—实体瘤抗原 与血液癌症抗原不同，实体瘤抗原不具有谱系特异性，大多数是肿瘤相关抗原。这意味着这些抗原主要在肿瘤细胞中过度表达，但也可能在健康细胞中以较低水平表达，引发了对非靶向毒性和降低肿瘤内药物输送的担忧。因此，识别在健康组织中表达有限的靶标对于提高ADCs的治疗有效性至关重要。FDA批准的针对实体瘤的ADCs所针对的经典抗原包括HER2、TROP2、TF、nectin-4和FRα。目前，有32个新型实体瘤抗原正在针对新型调查ADCs的临床试验中进行研究，如B7家族蛋白、EGFR、HER3、间充质-上皮转化因子（c-MET）、AXL、Claudin-18.2和NaPi2b，占活跃试验的15%。关于这些新抗原及其相关试验的更多细节见图4和表4。 4.4.活跃临床试验中有效载荷和连接物的多样性 由于ADCs对肿瘤细胞或组织的特异性，可以最小化与亲本化疗药物相关的非靶向效应。目前批准的ADCs使用的是DNA损伤和微管抑制有效载荷，如auristatins、maytansinoid、camptothecin和calicheamicin，这些药物在亚纳摩尔浓度下就有效。这些有效载荷由于高细胞毒性，不适合单独系统给药。ADCs是重新利用因非靶向毒性而受限的小分子药物的有价值工具。ADCs在活跃临床试验中适应症的持续扩展也反映了新有效载荷纳入调查ADCs的情况。在针对新型ADCs的200项活跃临床试验中，大约四分之一涉及新有效载荷。图5提供了当前ADC试验中有效载荷的细分，其中微管抑制剂占这些有效载荷的51%。auristatins（抑制微管蛋白聚合）以81项试验为主，可能归因于它们有利的生化特性。拓扑异构酶抑制剂，通过DNA插入引起DNA损伤，在ADC试验中是第二大有效载荷类别，共有44项试验。在调查ADCs中探索的一些新有效载荷的例子包括DNA烷基化类—duocarmycin（10项试验）、PBD二聚体和吡啶并苯并二氮杂环（7项试验），以及单胺吲哚苯并二氮杂环（7项试验）。这些分子被称为高效的抗肿瘤剂。这些有效载荷的详细化学特性可以在其他地方发表的最新综述中找到。 ADC中的连接物显著影响ADC的安全性和有效性。在ADC设计中，理想的连接物应该足够稳定以防止过早的药物释放，同时对实现位点特异性药物释放敏感。ADC主要设计有可裂解或不可裂解的连接物。可裂解连接物对TME中的pH变化、谷胱甘肽/二硫苏式异构酶或蛋白酶有反应，而不可裂解连接物依赖于ADCs的内体/溶酶体降解来释放药物。反映在批准的ADC产品中的偏好，可裂解连接物在当前临床试验中的新型调查ADCs中受到青睐（见图5）。这类可裂解连接物的例子包括谷胱甘肽敏感的二硫键连接物、蛋白酶敏感连接物（苯丙氨酸-赖氨酸、缬氨酸-瓜氨酸）和酸敏感腙连接物。 图 5 抗体药物偶联物（ADC）聚焦的活跃临床试验中的有效载荷和连接体多样性。饼图显示了新ADC试验（左侧）和已批准ADC试验（右侧）中的药物作用（第一层级）、类别（第二层级）以及有效载荷（第三层级）。 5.ADCs临床转化的挑战和展望 ADCs背后的原理很简单。然而，开发有效的ADC是具有挑战性的。迄今为止，使用人源化抗体、高效力有效载荷和高度稳定连接物等改进已经推动了更有效ADC的开发，许多有希望的候选药物正在进行临床试验。 ADCs开发中的一个重要挑战是优化药物载荷。这包括确定最佳DAR和实现均匀的药物结合。DAR是影响ADCs药代动力学、稳定性和有效性的重要属性。不同研究表明，为了优化其有效性，需要将一定数量的药物单元链接到每个mAb上。然而，更高的DAR并不一定意味着更好的有效性。虽然结合了大量有效载荷的ADCs在体外显示出增加的效力，但几项体内研究表明高DAR与毒性和聚集性之间存在负相关。DAR为4的ADC显示出与DAR为8的ADC相当的体内抗肿瘤活性，进一步降低到DAR为2的活性得到了提高。通常推荐平均DAR为四，因为更高的DAR值增加了血浆清除率和抗体聚集，降低了ADCs的治疗指数。然而，与这一普遍建议相反，许多新型ADCs的DAR高于4，在临床试验中显示出有希望的结果。例如，XMT-1536是一种针对实体瘤中SLC34A2/NaPi2b的基于dolaflexin的ADC，其DAR高达15。尽管这与典型的DAR建议相矛盾，但有效载荷是auristatin F的前药，表现出显著的旁观者细胞毒性，提高了其抗肿瘤效力。一旦在肿瘤内代谢，auristatin F变得对细胞膜不渗透，进一步降低了系统性药物暴露量，提高了整体耐受性。因此，这种前药方法在提高ADC效力方面具有潜力，其整体药代动力学特性与低DAR的其他临床研究ADCs相当。 早期批准的ADCs基于随机/异质性将有效载荷结合到抗体上。这种方法已被证明对ADCs的治疗指数产生负面影响。异质性可能意味着每个ADC包含高于名义DAR的物质量和/或ADCs含有未结合和超载的抗体。因此，当前的研究重点是实现具有相同药物附着位点的同质ADCs。这一目标技术上具有挑战性，取决于连接物与mAb的结合方法。最常见的结合方法是通过赖氨酸侧链胺或半胱氨酸硫醇基团。这导致了一个由不同DARs、在不同位点连接的不同物种组成的混合物（>100种），每种物种都显示出不同的体内药代动力学和效力模式。可以使用纯化来消除不同DARs的物种，但这仍然留下了一个在不同位点附着有效载荷的异质混合物，导致ADC生产批次间的变化。 此外，有效载荷的附着位点和偶联技术也会影响ADCs的药代动力学和稳定性。有效载荷的偶联可能引起物理和化学不稳定性。例如，在半胱氨酸偶联中，mAb的自由半胱氨酸残基上的链间二硫键被还原。这些半胱氨酸在维持抗体结构中起着重要作用，这种干扰增加了不稳定性的风险。为了克服这些挑战，一种新兴的方法是使用位点特异性附着策略。这种方法涉及将有效载荷偶联到单独最小化疏水有效载荷的密度和溶剂可及性的位点。研究表明，虽然DAR为8的ADC在体内仅实现了轻微的肿瘤抑制，但使用位点特异性ADC（DAR仍为8）却实现了卓越的肿瘤抑制，表明位置很重要。这需要研究mAbs以找到显示出与未偶联抗体相当的血浆暴露的特定位点，从而提高ADCs的治疗有效性。 或者，另一种新兴策略是采用其他偶联方法。一些在临床试验中的新型ADC采用了新颖的偶联方法。SKB264，一种针对TROP-2的ADC，采用了一种新的偶联策略，允许通过共价磺代嘧啶-CL2A-碳酸酯连接物在减少的链间二硫键上偶联七到八个有效载荷。这种策略提高了ADC的稳定性，并将其在小鼠中的血浆半衰期增加到最多57小时。与TRODELVY（一种批准的针对TROP-2的ADC）相比，相同剂量的SKB264显示出改善的抗肿瘤效力和减少的不良效应。STI-6129，另一种新型ADC，正在进行六项临床试验，利用这种二硫键重新桥接方法实现五个duostatin分子对anti-CD38 mAb的位点特异性偶联。使用这种策略，STI-6129显示出与未偶联抗体相当的内化率。其他改善偶联的策略包括在mAbs的战略点引入额外的半胱氨酸基团以保留固有的半胱氨酸。ADCT-602和IMGN632，分别包含经过半胱氨酸工程改造的anti-CD22 mAB98和anti-CD123 mAb，是这种策略的显著例子。这种修饰保留了抗原结合和特异性，并产生了均匀的偶联物。因此，选择正确的位点可以改善药物载荷并减少清除。其他研究表明，赖氨酸偶联可能比位点特异性半胱氨酸偶联更有益，这突出了在ADC开发中需要逐案优化偶联方法。 在临床试验中，还有一些采用其他位点特异性偶联策略的值得注意的ADCs。ARX-788，一种带有amberstatin的抗HER2 ADC，DAR为1.4，使用基于非天然氨基酸技术的不可裂解连接物。这产生了具有高血清稳定性的均匀ADC，在临床前研究中优于T-DM1。同样，ADCT-601利用N-糖基化位点通过可裂解连接物将SG3199偶联到anti-AXL mAb上。 影响ADCs开发和临床应用的另一个显著挑战是抗药性的发展。具有多种作用机制的优势也使ADCs面临抗药性问题，因为抗药性可能在这些步骤中的任何一步发生。ADCs的抗药性可能与抗原相关、与有效载荷相关或与肿瘤细胞相关。 与抗原相关的抗药性可能是由于抗原表达减少或抗原外细胞域的截短形式，导致抗体与细胞表面的结合减少。已经表明，使用抗HER2 trastuzumab-maysansinoid ADC（TM-ADC）的几个月治疗导致了对TM-ADC的16倍抗药性和对其他trastuzumab ADCs的交叉抗药性，部分原因是HER2表达减少。对于Brentuximab Vedotin的抗药性，也报告了抗原（CD30）的下调趋势。肿瘤异质性和抗原的基因组变化也可能导致肿瘤不同部分的抗原表达不同，导致治疗失败。这种抗药性通常通过转换为其他ADCs或标准护理化疗来克服。 与有效载荷相关的抗药性主要是由于肿瘤细胞上药物外排泵的过度表达。外排泵，如MDR1，也称为渗透性糖蛋白1，是许多小分子药物发展抗药性的原因，同样也影响ADCs。过度表达ABC转运蛋白被报告为对T-Dxd、T-DM1、gemtuzumab ozogamicin和抗CD33-calicheamicin ADC的抗药性负责。克服这种抗药性的策略包括多样化有效载荷，这占了ADC试验中新有效载荷的数量（见图4）。将微管抑制剂DM1替换为拓扑异构酶抑制剂被报告为有效克服T-DM1抗药性，从基于auristatin的ADCs转换为基于蒽环素的ADCs也显示出类似的效果。其他策略包括优化DAR和偶联技术，以及开发更多亲水性ADCs，因为MDR1对疏水化合物有更高的偏好。 癌细胞的遗传不稳定性使它们能够不断开发机制来逃避治疗。与肿瘤细胞相关的抗药性机制涉及转运途径的变化、溶酶体功能障碍和凋亡信号途径的改变。有效的ADCs内化对其作用机制至关重要（见图1），主要通过CME发生。使用如洞穴介导的内吞作用等替代途径可能导致ADCs在洞穴素-1（CAV1）包被的囊泡中积累，减少溶酶体共定位，从而降低整体疗效。有报道称，尽管某些T-DM1抗药性细胞系中HER2表达仍然正常，但细胞内转运、溶酶体pH和蛋白酶活性却异常。溶酶体pH增加和蛋白酶活性紊乱导致细胞内完整ADC的积累。这在需要完全水解抗体才能释放有效载荷的ADCs中尤为明显。因此，转换为使用只需要一个蛋白酶事件的连接物可能有助于克服这种抗药性机制。其他策略包括使用具有替代裂解机制的ADCs，使用纳米粒子和其他药物稳定溶酶体pH，以及最近，使用双药ADCs和双特异性ADCs。利用这些抗药性机制的见解，一些在临床试验中的新型ADCs具有新的设计以提高其有效性。值得注意的是，基于trastuzumab的SYD985和DS-8201a ADCs在克服T-DM1对HER2阳性乳腺癌的药物抗药性方面显示出前景。这些第二代ADCs采用了更有效的细胞毒素有效载荷，并从共价连接物转变为可裂解连接物。SYD985目前在5项活跃试验中，使用valine-citrulline连接物结合的duocarmycin衍生有效载荷，其细胞毒性不依赖于细胞周期。与需要完全降解抗体才能释放有效载荷的T-DM1不同，SYD985的有效载荷通过cathepsin介导的其连接物裂解而释放。另一个例子是DS-8201a，它包含一个通过稳定的叔丁氧羰基-甘氨酸-甘氨酸-苯丙氨酸-甘氨酸连接物结合到trastuzumab的拓扑异构酶抑制剂DXd有效载荷。DS-8201a可以绕过T-DM1抗药性，因为DXd对p-糖蛋白的影响具有抗性，稳定的连接物允许最多八个药物分子的结合，增强了其细胞毒性。此外，由于有效载荷的高膜渗透性，两种ADCs都表现出显著的旁观者细胞毒性。 双特异性双特异性ADCs是克服与肿瘤细胞相关的ADC抗药性的新兴策略。这些ADCs旨在具有不同的纳米抗体，可以同时识别不同的靶标或相同的靶标但不同且不重叠的表位。这有助于改善内化、溶酶体转运和随后的ADCs降解。一个著名的例子是M1231，一种针对MUC-1和EGFR的首创双特异性ADC，与单特异性mAbs相比，在细胞内化和溶酶体转运方面显示出更高的效率。通过识别不同的表位，这种策略有助于克服由于抗原下调引起的抗药性。此外，结合两种抗体的特异性也可以通过阻断疾病进展/或启动ADCC或CDC的中心靶标来提高ADCs的效力。有报道称，使用双特异性ADC METxMET-M114在肺癌中过度表达的MET上，比仅仅阻断MET功能提供了更多的益处，并且有潜力克服对MET选择性酪氨酸激酶抑制剂的获得性抗药性。许多其他研究表明了双特异性ADCs的潜力，表明这确实可能是ADC开发的未来方向。 然而，值得注意的是，双特异性抗体的运作需要一定数量的抗原表达，因此在该阈值以下会限制其功能。 另一种应对ADC抗药性问题的新兴策略是结合了多种药物治疗的概念，但避免了多种药物方案的复杂性。这涉及使用双药ADCs。这些ADCs通常由具有不同理化特性或作用机制的有效载荷组成，通过同一连接物连接到mAb上。通过结合MMAE和MMAF，Levengood等人137报告了3:5的治愈率，相比之下，仅使用MMAF达到的治愈率为1:5。同样，另一项研究设计了一个使用点击化学基础连接物的MMAE和MMAF双ADC，这允许有效控制DAR并实现更有效的肿瘤杀伤。类似地，有研究表明，携带MMAE和PBD二聚体的双ADC可以通过不同机制实现肿瘤杀伤。以这种方式设计的ADCs已被报道与单药制剂相比具有增加的疗效，并代表了ADC开发的未来方向。 6.结论 自ADCs最初获得批准以来，其在临床上的采用激增归功于它们比传统细胞毒性疗法更优越的治疗有效性。ADCs已成为某些对传统化疗无反应的血液和实体瘤的主要治疗选择，突显了它们在靶向具有可识别标记的癌症方面的潜力。目前，有500多项临床试验正在探索众多新型ADCs，预示着未来几年将在更广泛的适应症范围内增加ADC批准的数量。从现有ADCs的临床使用中获得的见解促进了下一代ADCs的创造，这些ADCs承诺提高疗效并减少不良效应。包括新靶标的发现、偶联技术的改进、DAR的优化和细胞毒素剂的多样化在内的创新，将显著改善ADCs的药代动力学和安全性概况。尽管面临诸如药物抗性和肿瘤异质性等挑战，ADC技术持续的进展为克服这些障碍提供了乐观的前景。 识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入 生物制品微信群！ 请注明：姓名+研究方向！ 版 权 声 明 本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。

抗体偶联药物（ADC）是一种极具潜力的癌症治疗方式，可以选择性地向肿瘤递送高细胞毒性有效载荷。但ADC正面临耐药性、肿瘤异质性和治疗相关不良反应等一系列挑战。如何解决这些挑战？一方面，ADC各组分（即抗体、连接子、有效载荷）的进步是提高药物疗效和安全性的关键；另一方面，目前几种新兴的ADC形式，如双特异性ADC、条件激活型抗体前药偶联物（也称为probody–drug conjugates, PDC）、免疫刺激ADC（immune-stimulating antibody conjugates, ISAC）、蛋白质降解ADC和双药ADC等都有各自的优势，能应对不同的挑战：1）双特异性ADC和双药ADC具有对抗耐药性和肿瘤异质性的双重潜力；2）将免疫刺激ADC和蛋白质降解ADC与当前的治疗方案相结合，可能通过几种不同的作用机制实现多模式治疗。近日，Nature Reviews Clinical Oncology发表了一篇综述文章，深入探讨了ADC分子的设计，以及每种组分如何影响药物的特性。此外，文章还重点介绍了处于临床前/临床早期阶段的上述ADC新兴形式（双特异性ADC、PDC、ISAC、蛋白质降解ADC和双药ADC）的代表药物。来源：Nature Reviews Clinical OncologyADC分子设计如图1a所示，ADC由单抗、有效载荷和连接子组成，这种设计结合了抗体的特异性和有效载荷的高细胞毒性。ADC设计的原理是通过优化每个结构组分（抗体、有效载荷和连接子）而发展起来的。图1. ADC的组分、分子特性和新设计抗体、靶点的选择ADC的抗体通常选用经人源化改造，或直接是人源的免疫球蛋白G（IgG）。ADC设计时会优先使用IgG1抗体，一方面，IgG1在体循环中总体稳定，并且能与先天免疫细胞产生协同作用（如NK细胞、巨噬细胞）；另一方面，使用人IgG1还有助于降低ADC的整体免疫原性，从而将超敏反应和抗药物抗体（ADAs）形成的风险降至最低。目前大多数ADC结构中会连接N-聚糖，以实现FcγR的结合。然而，聚糖可能会导致肝细胞非特异性摄取ADC，导致肝脏毒性，未来可能会使用非糖基化单抗。理想情况是，抗体能够识别在癌细胞表面特异性表达、在健康组织中完全不表达的抗原。但大多数ADC靶点（如HER2和TROP2）都在一定程度上在健康组织中表达。因此，靶标依赖性和靶标非依赖性毒性仍然可能发生。目前已经有研究在探索能够特异性识别肿瘤中的结构变异的抗原对应的抗体。此外，ADC内化和更新率对疗效也有重要影响。结合亲和力的优化也是ADC功效最大化的关键一步。但矛盾的是，过强的抗原结合会导致ADC分子滞留在肿瘤细胞表面，限制了组织渗透的程度。因此，ADC的抗体骨架要考虑到不同的参数，以确保最佳性能。有效载荷目前FDA批准的ADC的有效载荷包括抗有丝分裂剂（MMAE、MMAF、美坦素衍生物DM1和DM4）、DNA损伤剂（卡奇霉素和pyrolobenzodiazepine二聚体）、拓扑异构酶I抑制剂（CN-38、DXd）等。其他正在评估中的药物还包括微管蛋白抑制剂、DNA烷基化剂、拓扑异构酶II抑制剂、RNA聚合酶II抑制剂。此外，免疫调节剂、蛋白质降解招募分子也逐渐成为有希望的新型有效载荷。大多数有效载荷分子具有中等至高水平的疏水性。疏水有效载荷可以从靶表达的肿瘤细胞扩散到邻近的靶表达有限甚至没有靶表达的细胞，这种现象被称为旁观者效应。由于异质性肿瘤中表达抗原的细胞与未表达抗原的细胞共存，所以旁观者效应对于成功根除异质肿瘤至关重要。但疏水有效载荷也会对ADC的有效性产生负面影响：1）疏水有效载荷可以作为多药耐药蛋白（如MDR1、MRP1和BCRP）的良好底物，从而降低某些ADC对表达这些转运蛋白的肿瘤的效力；2）疏水ADC倾向于形成聚集体，可能会被迅速清除，且可能具有免疫原性；3）过度疏水性可促进肝脏摄取，并引起肝毒性。因此，在保证旁观者效应的前提下，需要调节ADC的疏水性。目前策略之一是降低DAR，但降低DAR会导致抗肿瘤活性的降低，所以需要对每个有效载荷类别的DAR进行微调，以平衡功效和毒性的重要性。另一种解决策略是插入如长聚乙二醇（PEG）等亲水性掩膜基团，这样可以构建高DAR的ADC，同时避免高疏水性的一些不必要的影响。连接子如图1b所示，连接子在使细胞毒性有效载荷保持附着在抗体上直到达到靶标方面起着关键作用。连接子分为两类：不可切割型和可切割型。不可切割的连接子由稳定的化学键组成，抵抗蛋白质水解降解，能在体循环中提供极好的稳定性，但这种ADC药物中，有效载荷的释放需要抗体的完全内吞和消化。相比之下，可切割连接子应用更广。可切割连接子能被肿瘤相关因子（如与大多数肿瘤或细胞内蛋白酶相关的酸性和/或还原条件）降解。这些连接子使有效载荷在内化到癌细胞后有效释放，从而产生细胞毒性，最大化ADC效力，并促进旁观者效应。但可切割的连接子存在有效载荷过早释放的风险，会导致系统毒性和有效载荷递送效率降低。因此，如何在稳定性和有效性之间取得平衡至关重要。同质性除了上面讨论的结构成分外，实现偶联的同质性也至关重要。如图1c所示，传统ADC多使用半胱氨酸-马来酰亚胺烷基化、赖氨酸-酰胺偶联来构建，但这些随机的偶联方法会得到有效载荷附着位点和DAR变化的ADC异质混合物。ADC的异质性通常导致有效载荷递送效率降低，因此需要严格控制生产，以尽量减少这种变化。目前已经有很多用于生成具有特定DAR的ADC的偶联技术，如链间二硫化合物的全烷基化（用于T-DXd和sacituzumab govitecan）、THIOMAB技术、非天然存在的活性氨基酸的结合、半胱氨酸再桥接、Fc亲和标签以及使用各种酶（如工程糖苷酶、谷氨酰胺转胺酶、甲酰基甘氨酸生成酶和分选酶）的位点特异性偶联。双特异性ADC如前所述，肿瘤异质性和耐药性会限制针对单靶点ADC的抗肿瘤活性。为了解决这一挑战，双特异性抗体作为一种能够同时结合两种不同的靶分子和/或细胞的方法出现了（图2）。图2. 代表性双特异性ADC双位ADC先前有研究表明，使用两种结合不同表位的抗HER2抗体可以导致内吞作用、溶酶体运输和靶受体的下调，所以研究人员假设，靶向HER2中两个不同表位的多价双异位ADC可能改善结合亲和力，提高有效载荷递送。为了验证这一假设，研究人员通过将曲珠单抗的单链可变片段与另一种抗HER2 IgG1抗体39S的N端融合，生成了四价HER2靶向ADC MEDI4276（图2a）。正如预期的那样，与曲妥珠单抗或亲本39S抗体相比，这种同质双异位ADC具有更快的内化动力学和溶酶体运输。尽管在临床前模型中具有高水平的活性，但在临床测试中MEDI4276并未表现出良好的疗效-安全性平衡。在乳腺癌患者中ORR较低（9.4%）。MEDI4276的最大耐受剂量（MTD）确定为每3周0.75mg/kg，但接受该剂量的12例患者中，有7例有一个或多个临床严重和/或3级以上不良事件。Zanidatamab zovodotin（也称为ZW49）是另一种双位HER2 ADC（图2a），与MEDI4276的四价结合不同，ZW49的不对称结构使HER2能够二价结合。尽管结合方式存在差异，但ZW49也能诱导HER2的受体聚集和快速内化。一项测试ZW49的I期剂量研究显示，ZW49具有可控的安全性，并且在大量预处理的患者中具有良好的抗肿瘤活性。靶向两种不同抗原的双特异性ADC双特异性ADC能同时靶向两种不同的抗原，具有多重优势：1）可以识别和杀死更广泛的肿瘤细胞，包括来自异质肿瘤的细胞；2）靶点合适的话，双特异性ADC具有更强的肿瘤特异性结合能力，可将健康组织中的毒性风险降至最低；3）多种抗原和/或细胞同时参与可能会产生协同效应。如图2b所示，研究人员创建了双特异性ADC AZD9592，可以靶向EGFR和MET（一种在肿瘤细胞表面优先与EGFR共表达的分子）。该药物在EGFR突变型和野生型NSCLC以及头颈部鳞状细胞癌的PDX模型中显示出良好的单药治疗，及与奥西替尼联合治疗的活性。而且AZD9592在猴子中耐受性良好。这些积极的临床前结果推动了其I期试验（NCT05647122）。M1231是另一种双特异性ADC，可靶向MUC1和EGFR，有效载荷是SC209。临床前数据表明，与单特异性二价ADC相比，PDX模型在非小细胞肺癌和食管鳞状细胞癌（ESCC）中的内化、溶酶体运输和治疗活性更强。此外，BL-B01D1是一款可靶向EGFR和HER3的四价双特异性ADC，有效载荷是喜树碱衍生物ED04，通过全半胱氨酸偶联连接，DAR为8，临床前评估证实了该化合物在胰腺或结直肠癌小鼠异种移植模型中的抗肿瘤活性，目前已进入III期临床。但是，双特异性ADC的应用也存在潜在的挑战。例如，两种靶抗原在不同肿瘤和患者中的表达比例可能有所不同，这可能增加了识别和选择潜在治疗响应者的复杂性。因此，对靶点的表位、结合方式及其潜在生物学特性的仔细评估对于双特异性ADC的有效治疗至关重要。这要求研究人员在开发双特异性ADC时综合考虑各种生物学和临床因素，以优化治疗策略。条件激活型抗体前药偶联物（PDC）传统ADC不仅靶向肿瘤细胞上表达的受体，也靶向某些健康组织的受体，导致了不可避免的靶外肿瘤毒性。PDC可以解决这个问题（图3），这一概念的灵感来自于与小分子药物的前药。PDC的前体抗体分子是IgG，它们要么在N端通过可裂解的间隔子与自我掩蔽（self-masking）基团融合，要么被设计为pH依赖性构象变化的抗原结合位点，从而降低了IgG的靶点结合亲和力。当到达肿瘤微环境时，这些抗体或通过移除自我掩蔽基团，或通过响应特定肿瘤相关因素（如蛋白酶丰度和酸性条件）而改变抗原结合位点的构象，从而在局部恢复其原始的靶点结合亲和力及有效载荷的释放。这种创新方法有望提高ADC的治疗指数。图3. 条件激活型抗体前药偶联物具有蛋白酶敏感自掩蔽基团的PDC一项研究显示，抗CD71-PDC CX-2029及其ADC等价物（都含了MMAE有效载荷，DAR~2）在各种实体瘤的小鼠异种移植模型中具有相当水平的抗肿瘤活性。PDC和其等效ADC在非人灵长类动物中的临床前MTDs分别为6和0.6mg/kg，说明掩蔽片段的引入使治疗指数提高了约10倍。基于这一理念，研究人员开发了几款first-in-class PDCs，包括CX-2051（I期临床）、praluzatamab ravtansine（II期临床）和CX-2029（I/II期临床）等。Praluzatamab ravtansine含有微管抑制剂DM4和抗CD166抗体。CD166在许多非恶性组织中广泛表达，因此为PDC提供了理想的靶点。临床I期研究中，由乳腺癌（46%）、上皮性卵巢癌（22%）和非小细胞肺癌（13%）组成的99例转移性实体肿瘤患者接受了praluzatamab ravtansine治疗，剂量≥4mg/kg时观察到肿瘤消退。CX-2029是一种具有MMAE有效载荷的抗CD71 PDC，目前正在进行I期临床试验，涉及各种晚期实体肿瘤患者，如NSCLC（20%）、HNSCC（18%）和结直肠癌（16%）。具有pH反应性抗原结合位点的PDC肿瘤组织（pH=6.0-6.8）通常比大多数健康组织（pH=7.3-7.4）略偏酸性。由于抗原结合位点的可逆构象变化，pH值的差异可用于使ADC有条件激活（图3b）。将弱碱性组氨酸残基结合到抗体的结合区域中是一种常见的赋予这种pH依赖性激活的方法。基于MMAE的EGFR靶向PDC HTI-1511是一个典型案例。HTI-1511亲本抗体在pH=6.0-6.5时对EGFR的结合亲和力比pH=7.4时高10倍以上。HTI-1511在食蟹猴中显示出高达8mg/kg剂量的良好耐受性，表明了潜在的临床安全性。总之，PDC平台在靶向抗原方面具有很大的前景，但使用PDC有效靶向的特定癌症亚型的种类仍需确定。免疫刺激ADC（ISAC）ISAC通过激活免疫系统来增强针对肿瘤的免疫反应。与携带细胞毒性有效载荷的传统ADC相比，ISAC具有以下潜在优势：1）ISAC介导的抗肿瘤反应能够针对多种与肿瘤相关的损伤相关分子模式（DAMPs）；2）ISAC介导的免疫刺激不仅能激活抗原呈递细胞，还可能激活其他肿瘤浸润免疫细胞，如T细胞；3）ISAC能够诱发贯穿整个细胞免疫反应的免疫记忆效应，从而提供持久的抗肿瘤效果，并减少复发风险。图4. 免疫刺激ADC具有TLR7/TLR8/TLR9激动剂有效载荷的ISAC在迄今为止确定的所有TLR中，TLR7、TLR8和TLR9是大多数ISAC的主要靶点，这些内体TLR的激活促进了APC对肿瘤相关DAMPs的呈现，通过激活先天和适应性免疫反应产生强大的抗肿瘤作用。2015年，研究人员公布了通过将TLR7激动剂与利妥昔单抗结合而开发的抗CD20 ISAC的活性，体外测试表明，结合不会损害利妥昔单抗的抗原结合能力或特异性，也不会损害激动剂的TLR刺激活性。这项早期研究为开发各种激活TLR7/8的ISAC铺平了道路。但HER2 TLR8 ISAC SBT6050的I期研究（NCT04460456）和I/II期研究（NCT05091528）中，细胞因子相关的不良事件最终导致了研究的终止。另一种靶向HER22的ISAC NJH395包含一种TLR7激动剂，通过不可切割的连接子与抗HER2抗体结合，已在I期试验中进行评估（NCT03696771）。但由于疗效不足等原因，该研究也在完成单次上升剂量部分后停止。另一款靶向HER2的ISAC BDC-1001是一种基于曲妥珠单抗的ISAC，通过不可切割的连接剂配备了TLR7/8激动剂（图4b）。BDC-1001目前正在I/II期试验中进行测试。与SBT6050和NJH395不同，BDC-1001显示出了有希望的初步结果。具有STING激动剂有效载荷的ISAC暴露于来自微生物病原体和/或垂死肿瘤细胞的外源DNA时，cGAS-cGAMP-STING通路会被激活，导致I型干扰素的产生和先天免疫的激活。研究表明，STING信号传导对于诱导T细胞介导的抗肿瘤免疫反应，以及T细胞浸润到TME至关重要。靶向EGFR的ISAC将cGAMP类似物IMSA172偶联到抗EGFR抗体上，这些ISAC在EGFR表达的小鼠异种移植模型中具有良好的耐受性，每隔3天给药3次，剂量为200μg（约8-10mg/kg），抗肿瘤活性较好。这些ISAC的抗肿瘤活性通过与抗PD-L1抗体联合进一步增强。总之，ISAC所提供的多模式抗肿瘤免疫作用展现了减少获得性抗药性风险和/或推迟其发生的潜力。基于其独特的作用方式，ISAC有望成为在癌症治疗中应对复杂免疫环境的有力工具。蛋白质降解ADC（DAC）DAC利用细胞内的蛋白降解机制来靶向特定蛋白质，为癌症治疗提供了一种创新的提效方法，其设计理念源自于PROTAC技术。PROTACs是由两种配体通过连接子相连的异双功能分子，其中一个配体靶向特定的目标蛋白，另一个配体则结合E3泛素连接酶。与传统的抑制剂不同，这些配体与目标蛋白的结合不需要具有拮抗活性。这样的设计使得一些之前被认为是“不可成药”的蛋白质成为可能的治疗靶点。图5. 蛋白质降解ADCGNE-987是一款BET-PROTAC，由BRD4配体和VHL配体组成，在EOL-1细胞中表现出对BRD4的有效降解（DC50=0.03nM），在两个细胞系中表现出优异的体外效力（EOL-1中IC50=0.02nM，HL-60中IC50=0.03nM），但药物代谢和药代动力学导致其在体内模型中无效。为了解决这一问题，研究人员将GNE-987的羟基与6个半胱氨酸连接到抗CLL1抗体中，使用不稳定的碳酸盐连接，将GNE-987转化为均质DAC（图5b）。数据显示，在皮下移植的HL-60和EOL-1 AML小鼠模型中，单次静脉给药10mg/kg的DAC能够持续在体内暴露，并显著抑制肿瘤生长。除BRD4外，雌激素受体-α（ERα）、TGFβ受体2和染色质调节蛋白SMARCA2（也称为BRM）也被广泛应用为DAC的靶点。然而，DAC面临的挑战在于其有效载荷通常具有较高的疏水性，导致整体结构过度疏水。为了确保足够的细胞毒性，可能需要较高的药物抗体比（DAR），这会进一步加剧其疏水性，从而对这些药物的药代动力学和毒性特性产生不良影响。因此，开发新型连接子设计和改良降解剂分子以解决这些问题，可能会大大改善DAC在癌症治疗中的应用潜力。双药ADC双药ADC通过整合两种不同的有效载荷，联合多种细胞毒性药物的作用机制，来应对肿瘤的耐药性和异质性问题。这种策略可能对异质性肿瘤细胞群和耐药性克隆表现出增强的活性。双药ADC作为一种单一疗法，有可能产生协同效应，同时通过简化的给药方案，克服对治疗不敏感的肿瘤患者的抗药性。图6. 双药ADC研究人员首先假设使用两种有效载荷（MMAE和MMAF）同时递送会增强和协同活性，实验表明，这种双药ADC在表达CD30耐多药的间变性大细胞淋巴瘤（ALCL）的小鼠异种移植模型中显示出强大的活性，导致5只小鼠中的3只完全根除癌细胞。相比之下，DAR为8的、仅MMAF的ADC活性较低，仅在5只小鼠中有1只小鼠中根除了所有癌细胞，而等效的仅MMAE的ADC完全没有抗肿瘤活性。在具有异质CD30表达的小鼠霍奇金淋巴瘤异种移植模型中，双药ADC和仅MMAE的ADC都能完全抑制肿瘤生长，这可能是由于MMAE介导的旁观者细胞杀伤。相反，仅MMAF的等效ADC仅赋予肿瘤生长适度延迟。虽然双药ADC在克服肿瘤的异质性和抗药性方面显示出潜在的优势，但也必须警惕其可能引发的协同毒性。为此，研究人员已开发出多种正交偶联策略，以制造出具有高均一性和明确药物抗体比的双药ADC。这些策略不仅确保了两种有效载荷的有效整合，而且优化了它们的共同作用，以最大化治疗效果并减少不良反应。参考资料：Kyoji Tsuchikama et al. Exploring the next generation of antibody–drug conjugates. Nature Reviews Clinical Oncology（2024）ADC是2023年中国创新药最炙手可热的赛道，license out交易频出并不断刷新记录，为时下略显低迷的创新药行业注入了资金和信心。这种热度能够持续多久？ADC企业的竞争力在哪？医药魔方3月28日举办的2024医药投融资交易大会暨第二届医药魔方TOP15榜单发布大会将会有ADC投资交易相关话题讨论，敬请关注！Copyright © 2024 PHARMCUBE. All Rights Reserved.欢迎转发分享及合理引用，引用时请在显要位置标明文章来源；如需转载，请给微信公众号后台留言或发送消息，并注明公众号名称及ID。免责申明：本微信文章中的信息仅供一般参考之用，不可直接作为决策内容，医药魔方不对任何主体因使用本文内容而导致的任何损失承担责任。

Mixed Phase II results are forcing CytomX to slam the brakes on one of its lead cancer drugs — unless it can convince a partner to help take it further. The data come from a study of praluzatamab ravtansine, CytomX’s take on a CD166-targeting antibody-drug conjugate, in breast cancer that comprised three separate arms: Arm A focused on hormone receptor-positive, HER2-non-amplified patients; Arm B and C both recruited patients with triple-negative breast cancer, but the former tested the drug as a monotherapy and Arm C gave it in combination with an in-house anti-PD-L1 drug dubbed pacmilimab. Investigators tracked positive results in Arm A, where the therapy met the primary endpoint with an overall response rate of more than 10%. Among 47 patients, the ORR was 15%, and on the secondary endpoints, clinical benefit rate at 24 weeks was 40% and median progression-free survival was 2.6 months. Arm B, however, failed to pass the futility boundary that CytomX set as ORR was less than 10%. As a result, the biotech says it will stop enrolling new patients into both Arms B and C. “It seems to us that conditional activation Probody technology has demonstrated technical utility but the results in HR+ breast cancer make it challenging to see advancement given the competitive dynamics in the HR+ breast cancer market, which has been a concern for us,” Mizuho analyst Mara Goldstein wrote in a note. “We don’t disagree with the decision to halt development, but we also do not have high expectations for a partnership.” In the wake of the setback, shares $CTMX fell 22% to $1.51 after the bell Wednesday. To make things more complicated, CytomX actually tested two different doses in the study: While Arm A exclusively gave 7 mg/kg, Arm B assessed both 6 mg/kg and 7mg/kg, and Arm C studied only the lower-dose regimen. In Arm A, 30% of patients discontinued treatment for an adverse event, and the company reported Grade 3+ ocular and neuropathic toxicities of 15% and 10%, respectively. In contrast, the 6 mg/kg dose was tied to much lower toxicity. “These results from our Phase II evaluation of praluzatamab ravtansine support single-agent activity of this novel drug candidate in hormone receptor-positive breast cancer where significant unmet need remains,” CEO Sean McCarthy said in a statement. “However, we do not believe the median progression-free survival at 7 mg/kg supports further evaluation at this dose. While we are encouraged by the emerging safety profile of 6 mg/kg, we do not plan to further advance this program alone given current financial market conditions and will be seeking a partnership.” CytomX has inked multiple alliances with Big Pharma partners over the years on the allure of its Probody technology, which centers around a masking peptide on drugs allowing for activation under the right conditions, theoretically alleviating safety concerns. Praluzatamab ravtansine, also known as CX-2009, is often referred to as a Probody-drug conjugate because it uses one such conditionally activated antibody to home in on cancer. The antibody is conjugated to the maytansinoid DM4, a tubulin inhibitor. But the Probody tech has yet to lead to any marketed drug and Pfizer chose to drop out of its deal in 2018. Others like AbbVie, Bristol Myers Squibb, Amgen and Astellas , though, are moving forward with various candidates. CytomX says it will continue to analyze biomarker data and plans to present more findings later. The company’s next data readout will come from the AbbVie-partnered CX-2029, a Probody-drug conjugate that targets CD71, in squamous non-small cell lung cancer.