PDL1 x EphA2

ADC药物作为现在最主流的偶联疗法，正在肿瘤治疗中呈现烈火烹油之势。但市场代有新药出，ADC也终将会被新的偶联疗法迭代。目前来看，这个迭代趋势正在显著加快。 多肽偶联疗法（PDC）作为一种全新偶联疗法，如果兼具ADC疗效的同时且有着显著优势的药代动力学特性、药效持续时间和大大减小的分子毒性，那么它是否能够形成对ADC药物的降维打击之势？ 目前来看，这个答案的验证已经并不遥远，进入中后期临床试验的管线，马上就将向我们展现它的优越性。 1 从ADC到PDC：全新疗法优势几何 多肽偶联药物顾名思义，就是将有效毒素载荷通过连接子与多肽相连接，通过多肽的小分子、亲水性强的特点增加药物整体的水溶性，更容易到达细胞内，让其毒素载荷发挥毒性效应。 与ADC相似，ADC主要由抗体，连接子和毒素载荷组成；PDC主要由多肽，连接子和毒素载荷组成。 在有效载荷上，ADC与PDC没有太大差别。目前主要在使用小分子化学毒素payload，二代ADC的有效载荷为DNA损伤剂和微管蛋白抑制剂，三代ADC的有效载荷为DNA拓扑异构酶I抑制剂。虽然理论上来说万物可联，但目前以及可预见的未来，ADC和PDC的载荷都是以化学小分子为主。例如目前进展较快的管线AEZS-108，也是以阿霉素类毒素Doxorubicin作为载荷分子，这是第三代ADC的主流payload。 主要的差异，在抗体与多肽的定位上。 众所周知，ADC作为大分子，目前主要是通过抗体蛋白来靶向定位癌细胞上的特异性靶点，然后以特有的大分子蛋白进入细胞的形式——内吞来被癌细胞吸收，最后进入溶酶体溶解以发挥特有的毒性效应。因此，ADC药物的关键在于靶点的选择上：选择那些在特定癌细胞上过度表达的靶点，例如现在的HER2，trop2等，令抗体能够精准定位。 而PDC不同，多肽本身的分子量并不大。可以根据其功能分为细胞穿透肽（CPPs）、细胞靶向肽（CTPs）、自组装肽（SAPs）和反应肽。目前发展较为主流的为前两种。CPPs分子量小，大约在30个氨基酸以下，进入细胞的方式既有直接进入（分子量小）和内吞，但其的特异性较低。而CTPs相反，它本身主要是通过识别特定细胞上的一些特异性位点从而定位细胞并被内吞进入其中，而这也让其拥有较强的特异性。进入细胞后，在溶酶体中裂解而发挥毒素作用。 此外，运用环肽去靶向而不是线性肽，也有重要的技术考量。首先相比于线性多肽，环肽的稳定性得到大大提升：线形肽的末端会再两侧分别保留氨基和羧基，而环肽的环化则完全避免了这一点，从而有效避免外肽酶对末端游离基团的水解效应，而这是环肽得以存在的基础。 其次，由于环状结构导致的构象变化限制，环肽类化合物一般具有较大的表面积，从而使其与靶点蛋白间具有高度亲和力及识别特异性。 最后，环肽由于分子量小，因此需要有穿过非极性细胞膜的考量，而其分子内形成的氢键可以起到对极性表面的遮盖，从而达到增强分子的脂溶性来增强对细胞膜的渗透性。 结构的不同造就了功能的不同。首先，PDC由于较小的分子量，令其有着非常良好的渗透性。以BCYC的BT5528为例，其为双肽环，仅仅包括9-20个氨基酸，分子量仅为2kDa，仍然属于化学药物的范畴。作为对比，抗体由两条轻链和两条重链组成，分子量为150kDa。ADC药物由于抗体这个庞然大物，体内循环与进入实体瘤的渗透都不如分子量远远小于它的PDC。此外，在血浆内的半衰期，环肽也远比线性肽有优势。 其次是分子量小的多肽拥有着较低的生产成本。生产PDC比生产ADC工艺次序简洁很多，且其纯化，保存，质控也更加容易。对于PDC而言，多肽的制备主要是应用多肽固相合成技术，近年来由于司美格鲁肽等减肥药的火爆，多肽固相合成一直在扩充产能，国内的头部CXO药明康德在2024年H1报告中显示，其2024年产能已经达到32000L。 较低的成本赋予了其未来大规模生产打下价格的想象力空间。 但它的想象力空间还可以更大。RDC和PDC都是目前ADC之后新一代的偶联方法，而基于环肽上述优势的原因，将二者结合，或许是未来RDC药物的主要发展形式。目前目前为止，已批准上市的9个治疗以及诊断的RDC药物中，其中4款为环肽RDC。以诺华在治疗性RDC的看山之作——Lutathera来看，其用于胃肠胰腺神经内分泌肿瘤治疗与诊断。销售额2023年已达到6亿美元，而销售峰值预期将超过10亿美元。并且未来的RDC设计来看，也将会以环肽形式为主。 2 PDC先驱者之一：Bicycle Therapeutics Bicycle Therapeutics（BCYC）成立于2017年，上市于2019年，市值从2021年的17亿美元到低谷的4亿美元，而从今年开始重新崛起，回到了17亿美元左右的市值。 目前其进展最快的管线为BT8009，靶点为ADC药物的热门靶点之一：nectin-4:，适应症为治疗UC (尿路上皮癌)。目前BT8009不仅在美国，加拿大等地进入了III期临床阶段，同时在今年7月完成了在中国申报临床试验的工作。 BT8009相比于nectin-4 ADC而言，在体内的分布和代谢更加类似于化学小分子药物，拥有代谢时间快，半衰期短的特点。并且其清除途径主要通过肾脏和肝脏代谢，与传统化药类似，避免了类似抗体的复杂的代谢路径以及可能产生的潜在毒副作用。 此外，有较多证据表明，ADC耐药性可能通过抗原内化、内吞/溶酶体加工或溶酶体释放的毒素释放到细胞质中的变化而产生。由于BTC不一定需要内化以释放毒素，因此它们可以避免这些耐药机制。 而临床数据方面，它将要直接面对的对手，是当前nectin-4 ADC中的rising star——padcev。 在2023年AACR GU会议上，Bicylce公布了早期临床——Duravelo-1中BT8009剂量递增队列（Part A-1）临床数据。 患者基线上，24例为尿路上皮癌（UC）患者，UC患者中100%接受过PD-(L)1抑制剂治疗。在尿路上皮癌中，ORR为38%，DCR为54%。而Enfortumab Vedotin在III临床研究中展现的结果为ORR（40.6%）和DCR（71.9%），患者基线方面，padcev的患者也全部接受过PD-(L)1治疗，非头对头毕竟可以说略逊一筹，不过，早期临床和III期临床的样本量不能想提并论，样本量少会导致较大误差。 而其安全性则略胜Padcev一筹，这在今年ASCO会议上也有所展示。截至2024年3月22日，BT8009的3级及以上TRAEs发生率为31%；而Padcev在III期临床研究中3级及以上TRAEs发生率为51.4%。当然，这样需要BT8009后期的大样本临床数据验证。 今年1月，BCYC启动了Duravelo-2这项大样本临床，预计入组900多名患者，有着一战定胜负直接上市的决心。乐观预计该药将于2027-2028年上市。根据市场对其预测，其销售峰值大约在27-34亿美金，这与Padcev的销售峰值相当。但考虑到BT8009的成产成本比ADC药物更加低廉，盈利能力将胜过Padcev。 BCYC的另一条核心管线是BT5528，该药目前处于II期临床阶段。其靶点为EphA2。EphA2被作为靶点的想象力由来已久，但在ADC药物的开发上并不理想。最典型的是Medi-547，由于EphA与血管生成相关，它被靶向后，出现了严重的出血和凝血的副作用，不得不停止临床试验。 但这个ADC上失败的靶点却在PDC上枯木逢春。根据BT5528的安全性结果显示，其没有出现严重出血事件，也没出现，皮肤、神经等方面的严重副作用，不过不良反应与BT8009类似。 而BCYC的想象力还不止于此。2023年5月，拜耳宣布与BCYC合作，利用BCYC的环肽偶联技术，开发下一代类似从ADC到RDC迭代的疗法——将多肽偶联与放射性疗法结合。该次合作，BCYC将获得拜耳达到17亿美元的潜在里程碑付款。 3 PeptiDream：多家MNC的合作宠儿 如果说BCYC主要自身管线的积极临床数据获得正面的股价催化，那么peptiDream则是另一种PDC药企形式——通过自身独特的技术平台与各家MNC合作，来发展自身的企业。 PeptiDream成立于2006年，是一家做核药与多肽起价的biotech。PeptiDream的一大特色是其独有的环肽技术平台——Proprietary Drug Discovery Platform - System(PDPS)。能够生成高度多样化的大环肽化合物库，可以针对几乎全部有价值的生物靶标进行筛选。PDPS是目前已知的最大规模环肽生成库之一，可以生成数万亿个具有无限化学多样性的大环肽，这些肽在无细胞的系统中合成，效率相比传统方式极其高。此外，所有的多肽都用各自的mRNA/CDA标签“条形码”。而条形码可以大大提高药物发现效率。其可用于在层层选择中不停筛出高新亲和性的环肽，并允许快速识别高亲和性肽的氨基酸序列。 近期在诺华在核药上的合作，便是一次极其有看点的前沿技术组合。今年4月底，诺华与PeptiDream达成合作协议，共同开发多款大环态靶向偶联核药。作为核药龙头，诺华的治疗性RDC药物也被视为ADC之后的热门偶联药物放向之一，而将其与环肽结合，则或许会是RDC之后又一次成功的迭代。 这次的合作，令peptidream将获得了1.8亿美元前期付款，而之后的开发和商业化里程碑付款高达27.1亿美元。 与其它多家MNC在肽类上的巨额合作，更是令其声名鹊起。 2022年12月22日，PeptiDream宣布与默克合作，共同开发PDC药物。潜在总额高达21亿美元。 2022年12月26日，PeptiDream宣布与礼来展开合作，共同开发PDC药物，PeptiDream将负责肽的创建和优化，而礼来则负责有效载荷的创建和优化。此次交易的预付款就达到了12.35亿美元。 而另外的各种肽类药物的开发则更多。 这是PeptiDream与BCYC不同的原因，它有着非常深厚的底蕴积累，以及成熟的环肽技术平台，可以和多家MNC以合作形式共同开发PDC药物。 由于其经营模式的原因，它自身的管线推进并不没有其它烧钱的biotech那样迅速。目前进展最快的两款PDC管线靶点为PD-1，与BMS合作，处在临床I期阶段。 以BMS-986229为例，它是一款与BMS合作的核药诊断试剂，可特异性结合表达 PD-L1 的癌细胞，用于确定癌症患者使用检查点抑制剂治疗的情况，但该管线推进较为缓慢，2019年进入临床，目前仍处于临床I期。 其股价催化，目前来看仍然在与各家MNC的大额合作协议上。 结语：PDC作为全新的治疗手段，在许多方面都有着比ADC更加略胜一筹的优势，目前其成本的降低与利润的提高是非常值得期待的地方，也许会引领药企进入一个盈利的新时代！ 同写意媒体矩阵，欢迎关注↓↓↓

抗体偶联药物（ADC）包括抗体、连接子和细胞毒性有效载荷。与传统化疗相比，ADC靶向肿瘤有望减轻全身毒性作用，提供更广泛的治疗窗口和更高的治疗指数。在过去的十年里，ADC在治疗实体瘤和血液肿瘤方面逐渐成熟，成为抗肿瘤药物研究的一个革命性领域。 虽然ADC的发展取得了显著的成功，但意外毒性和耐药性的出现带来了巨大的挑战。各种因素导致了普遍存在的临床困境，特别是实体瘤。这些因素包括：（1）实体瘤的异质性限制了靶向单一抗原的临床疗效；（2） 治疗压力诱导抗原下调、表位突变和旁路通路的激活，导致显著的ADC耐药性；（3） 正常组织中的靶抗原表达、连接子不稳定性和其他变量等因素导致脱靶毒性；（4） 靶抗原对内化的抗性妨碍了足够治疗效果。因此，抗体、连接子和有效载荷的优化成为下一代ADC面临的挑战。 解决上述临床挑战的一种前瞻性方法是将双特异性抗体（BsAbs）与连接子-有效载荷复合物进行偶联，从而产生了双特异性抗体偶联药物（BsADCs）。与传统的ADC相比，BsADCs独特的双表位/靶点结合模式不仅能够与实体瘤中共表达的抗原结合以增强选择性，而且还显著改善内化。这些独特的优势使BsADC成为下一代ADC领域的一支重要力量。目前，至少10种以上的BsADC正在进行临床试验。BsADCs的设计不仅仅是“1+1=2”，其结合模式的改变影响整体疗效，包括了BsAbs、连接子和有效载荷的全面协调和优化。   01   BsADC的设计 目前已知BsADC 的靶点主要集中在HER2、EGFR和c-MET上。ADC的各个成分，包括抗体、连接子和有效载荷都需要独立的优化，对这些关键成分中的任何一个进行微小的修改都会导致临床特征的实质性改变。因此，在设计未来的BsADCs时，抗体、连接子-有效载荷复合物的优化和偶联策略应被视为相互连接的网络，需要一种整体的方法。 1.1 双特异性抗体 构建BsADCs的首要考虑因素在于明智地选择合适的靶标组合。靶点选择是ADC成功开发的基本前提，对最终治疗窗口和全身毒性产生关键影响。鉴于传统ADC面临的普遍脱靶毒性和临床耐药性的挑战，以下标准有助于指导靶点选择： （1） 传统的靶点选择在于良好的内化特性、在正常组织上相对低的表达和在肿瘤上的高表达。（2） 鉴于实体瘤的异质性，必须确定各种肿瘤亚型和位点中靶点的表达水平，从而促进量身定制的药物递送的最佳实施，而不是依赖于单一的“灵丹妙药”。（3） 由于BsADCs独特的双重靶向特性，全面考虑抗原组合的深层效应至关重要。这包括内化、再循环、周转率、溶酶体降解和固有机制等因素。这些因素的整合对于BsADC的有效设计是必不可少的。 此外，BsADCs的主要分类标准之一是它们是否包含Fc区。不含Fc的BsADCs的设计面临着低稳定性、聚集问题和缺乏偶联位点等挑战。另一方面，含有Fc的BsADCs带来了额外的优势，如ADCC、CDC、免疫吞噬作用和细胞因子释放，这些共同有助于肿瘤杀伤。总之，Fc区构建的策略包括：（1）Fc工程化修饰，如Fc区域的氨基酸突变和糖基化修饰，这些方法可以帮助减轻与FcγR结合引起的脱靶毒性；（2） 保留ADCC和CDC：双靶结合模式有利于六聚体的形成，可以增强ADCC和CDC的作用，提高肿瘤的杀伤效果；（3） 保留FcRn结合或应用抗体工程有助于提高半衰期和安全性。 1.2 连接子 BsADCs中的连接子是抗体和细胞毒性有效载荷之间的关键连接，在有效载荷释放和药物稳定性中发挥着至关重要的作用。理想的连接子应在血浆中表现出稳定性，同时促进肿瘤中的有效释放。目前，ADC中的连接子可分为可裂解和不可裂解连接子。 不可裂解的连接体在血浆中具有高稳定性，只能在溶酶体中降解以释放有效载荷。这种类型的连接子导致较低的脱靶毒性、增加的血浆半衰期和增强的安全性。然而，潜在的耐药性可能源于内化和溶酶体转运的障碍。基于不可裂解连接子的BsADCs应专注于进一步优化内化，以及随后的内体转运和溶酶体降解。 与不可裂解的连接子相比，基于可裂解连接子的ADC具有更广泛的应用。可裂解连接子的主要挑战在于非特异性释放引起的脱靶毒性。为了设计溶酶体非依赖性BsADCs，某些可裂解的连接子（如Val-Cit连接子）可以有效促进早期和晚期内体的有效载荷释放。此外，近年来提出非内化ADC，化学或酶促切割在细胞外触发，可以靶向TME和血管系统中的抗原，激活旁观者杀伤效应。 1.3 有效载荷 细胞毒性有效载荷在很大程度上决定了整体抗肿瘤效果和潜在的不良反应。考虑到ADC的低渗透性，ADC的理想有效载荷需要在纳摩尔至皮摩尔水平上表现出高药效。此外，这些有效载荷应具有足够的血浆稳定性、低免疫原性和适当的水溶性。最后，有效载荷应具有与抗体偶联的可用基团。 BsADCs中有效载荷的旁观者杀伤效应是一个值得讨论的关键方面。旁观者杀伤效应是指有效载荷在释放后杀死相邻非靶向细胞的能力。对于ADC的PK/PD特性来说，这是一把双刃剑。虽然旁观者杀伤效应可以提高ADC在异质性肿瘤环境中的整体疗效，但它也会在肿瘤周围的正常组织中造成脱靶杀伤的风险。这种效应依赖于可裂解的连接子和疏水性有效载荷。如果其中一种靶抗原在正常组织（如c-Met）中具有一定水平的表达，BsADCs应避免施加具有旁观者效应的有效载荷。总之，BsADCs的旁观者杀伤作用有望克服肿瘤异质性、肿瘤屏障和较差的内化。然而，与脱靶效应相关的潜在安全问题需要仔细考虑。 此外，新型药物有效载荷对BsADC的开发至关重要。新出现的有效载荷，如PROTAC、铁死亡诱导物、寡核苷酸等，有助于BsADC领域药物选择的扩展。新药的开发可以显著丰富BsADCs领域的选择性药物类型。 02     靶向HER2的BsADC 2.1 ZW49 ZW49基于Zanidatamab，利用链间二硫键半胱氨酸和蛋白酶可裂解连接子，偶联N-酰基磺酰胺auristatin，使其具有良好的耐受性。ZW49的双特异性抗体性质有助于更好的内化，其Fc区赋予ADCC、ADCP和CDC效应。该设计解决了表达HER2患者的几个未满足的临床需求。 临床前数据表明，ZW49在不损害HER2亲和力的情况下表现出强大的肿瘤杀伤作用和良好的耐受性。目前，ZW49正在进行一期临床试验。截至2022年9月，披露的临床试验数据显示，在表达HER2的晚期实体瘤患者中的客观响应率（ORR）为31%，而其眼部毒性特征不容忽视（角膜炎为42%）。 2.2 MEDI4276 MEDI4276是一种将曲妥珠单抗的scFv与另一种抗HER2 IgG1抗体39S的N末端融合的四价HER2靶向ADC。MEDI4276在治疗难治性HER2+癌症的小鼠异种移植物模型中显示出显著的活性，但在临床测试时并未表现出良好的疗效-安全性平衡。在乳腺癌的患者中，总体ORR较低（9.4%），最大耐受剂量（MTD）确定为0.75 mg/kg每3周一次。与ZW49的安全性相比，MEDI4276的较低MTD可能受到其价态、有效载荷和抗体配置的影响，这表明需要进一步优化。 2.3 靶向HER2◊CD63的BsADC CD63是四次跨膜蛋白超家族的成员，表现出广泛但并不普遍的表达。它主要定位于细胞表面、晚期内体和溶酶体。CD63在这些细胞区室中的存在使其成为BsADCs的潜在靶点，旨在增强内化和溶酶体转运，最终改善药物递送和治疗效果。 通过将CD63低亲和力突变臂与来自HER2抗体的另一个Fab臂结合，产生了靶向HER2×CD63的BsAb。该设计利用抗体依赖性受体交联来增强HER2的有效内化并促进溶酶体共定位。随后，Her2×CD63 BsAb通过VC连接子与抗有丝分裂有效载荷duostatin-3偶联。然而，该BsADC在低HER2肿瘤中观察到的疗效不足，表明有必要进一步优化，包括DAR的潜在增强和解决肿瘤异质性。 2.4 靶向HER2◊PRLR的BsADC 催乳素受体（PRLR）作为恶性乳腺上皮中的过表达靶点，可以通过自身泛素化和刺激AP2复合物的募集，有效地介导网格蛋白依赖性的初始内化和溶酶体运输。 通过利用“KIH”的方法，设计了具有HER2臂和PRLR臂的BsAb。BsADC通过表面赖氨酸将不可裂解的连接子（SMCC）与DM1偶联，平均DAR为3.324。与高表达的HER2相比，细胞表面较低表达的PRLR足以导致组成型内化和随后的溶酶体降解。这表明，即使在低表达的情况下，高周转表面靶标也可以介导良好的内化和溶酶体降解，以提高BsADCs的功效。 2.5 靶向HER2&APLP2的BsADC APLP2的细胞内尾部包含重叠的基于酪氨酸的NPXY和YXXæ基序。在网格蛋白介导的内吞作用后，APLP2可以与AP-2结合，介导有效的内化并直接导致溶酶体降解。 03     靶向EGFR的BsADC EGFR是ERBB受体酪氨酸激酶家族的一员，在调节上皮恶性肿瘤的基本功能方面发挥着关键作用，然而，由于治疗压力诱导的获得性基因组改变，靶向EGFR单抗和TKI往往导致临床耐药性的出现。BsADCs有望解决抗EGFR耐药性机制，包括致敏突变和旁路通路的激活。 3.1 靶向EGFR双表位的BsADC 为了缓解耐药性的出现，人们开发了一种针对EGFR两个不同表位的双特异性抗体。这种双特异性抗体是通过融合EGFR上非重叠表位（9G8和7D12）特异性的纳米抗体而设计的。 其中7D12破坏了EGFR信号级联，而9G8稳定了EGFR-ECD的束缚构象，在空间上防止了二聚化。此外，7D12和9G8对不同的EGFR突变细胞系表现出效力，对表达野生型EGFR或表现出西妥昔单抗耐药性突变的NIH-3T3细胞诱导更有效的CDC效应。 3.2 靶向EGFR和其它抗原的BsADCs BL-B01D1 是中国首个进入I期临床的双抗ADC，靶向EGFR和HER3，接头采用其自有的Ac接头，相较于Mc接头具有更好的稳定性，亲水性更好，不易聚集；毒素为自有的喜树碱类似物ED04。其I期临床用药安全性较好，未出现药物相关的患者死亡情况。在安全性较好的10例可评估的NSCLC末线患者中，ORR为60%，DCR为90%。 目前，已经报道了几种靶向c-MET和EGFR的BsAb，证明其在抑制肿瘤增殖和转移方面具有协同作用。在BsADCs的设计中，仔细选择合适的表位组合对于避免c-MET的完全或部分搅动至关重要。AZD9592是阿斯利康开发的EGFR/c-Met ADC，通过可连接linker偶联新型拓扑异构酶1载荷，主要解决奥希替尼耐药。相较于EGFR，AZD9592 对 c-MET 具有更高的亲和力，目的是减少由EGFR驱动的正常组织毒性。在PDX及耐药模型中，单药或联用奥希替尼均展现出良好的抗肿瘤活性。 1231是Sutro和默克子公司EMD Serono合作开发的MUC1/EGFR双抗ADC，采用非天然氨基酸定点偶联技术，通过可裂解VC连接子偶联hemiasterlin衍生物（微管抑制剂），DAR为4。临床前研究显示，在ESCC和NSCLC患者衍生的异种移植模型中具有很强的抗肿瘤活性。   04     靶向MET的BsADC 肝细胞生长因子（HGF）-间充质上皮转化因子（MET）途径在癌症从开始到转移的各种类型和阶段的发展中发挥着重要作用。MET的上调和扩增被认为是抗EGFR治疗期间的主要逃逸途径。C-MET可以与EGFR发生交叉反应，对EGFR靶向治疗产生耐药性，使抑制C-MET成为克服EGFR耐药性的可行策略。 与传统的MET靶向ADC相比，双表位MET×MET-BsADC的设计提供了克服现有挑战的创新解决方案。MET双抗原抗体具有形成2:2抗原-抗体复合物的能力，促进有效的MET内化和溶酶体转运。通过将Maytansinoid有效载荷M114经由蛋白酶可裂解的连接子与靶向MET的BsAb表面赖氨酸偶联，REGN5093-M114产生了DAR为3.12的BsADC。 临床前数据表明，REGN5093-M114显著抑制MET过表达的NSCLC细胞的增殖。其目前已启动一项I期、剂量递增和剂量扩展研究，以评估成年MET-过表达晚期癌症患者中REGN5093-M114的安全性和有效性（NCT04982224）。   05   新型ADC BsADCs显著扩展了潜在靶点和支架的范围，超出了传统范式。事实上，BsADCs提供了一种有效的手段来促进非内化抗原转化为内化抗原。例如，利用以快速内化为特征的EphA2和活化的白细胞粘附分子（ALCAM）（一种非内化或缓慢内化的抗原）来产生BsAb。有趣的是，当细胞表面EphA2与ALCAM的比率超过0.2的阈值时，双特异性抗体表现出有效的内化。相反，当比率低于这一阈值时，内化受到阻碍。 MC-VC-pab-MMAF有效载荷复合物通过半胱氨酸残基位点特异性偶联。在BsADCs的双特异性结合的背景下，内化效应可以通过同时靶向相邻抗原而受到显著影响，这取决于它们的表达比率。这种能力拓宽了抗原选择的范围，可以用于设计BsADCs内化较差的类型。这种创新方法为增强某些抗原的内化潜力提供了一种微妙的策略，有助于BsADCs靶向更广泛的肿瘤抗原的多功能性和有效性。 各种新技术的引入彻底改变了BsADC的生成，呈现出明显的优势。另一个显著的进展是PEG偶联的BsADC（P-BsADC），其不仅确保了均匀的偶联产生，而且由于其小分子量和不存在Fc片段，表现出高的内吞效率、组织渗透和降低的毒性。 此外，配体诱导的多个抗体结构域的瞬时结合（LITE）是一项尖端技术，它将生物药物的半衰期延长优势与小分子相关活性的精确时间控制相结合。这些创新策略在实现治疗效果的同时最大限度地减少脱靶效应方面前景广阔，代表着BsADC技术发展的重要一步。   06   BsADC面临的挑战 BsADC代表了一种融合ADC和BsAbs优势的新型治疗类别。然而，其面临的挑战依然存在，主要归因于实体瘤的复杂性，包括异质性、组织学障碍和渗透性差等。必须完善BsADC的设计策略以克服这些挑战。 6.1 拓宽抗体骨架 BsADCs目前的靶点选择仍然有些有限，主要集中在HER2、c-MET和EGFR上。然而，双特异性策略有可能扩大靶点的范围，包括那些内化不良或低表达的靶点。考虑到BsAbs类型的多样性，进一步丰富BsADCs的抗原选择可以使抗肿瘤机制多样化。有希望的途径包括基于T细胞参与或PD-L1靶向BsAbs的免疫调节BsADCs。 6.2 清除不均匀的偶联 通过基于官能团的有效载荷的随机化学耦合来构建BsADCs具有异质偶联的风险。这种异质性可能会破坏双特异性结合模式，并改变BsADCs的物理和PK特性。位点特异性结合策略可以产生具有均匀DAR的BsADCs，同质DAR不仅提高了药物递送的准确性，还确保了治疗反应的一致性，使其成为BsADCs设计和开发的关键考虑因素。需要强调的是，位点特异性结合的基础在于仔细选择结合位点，这是影响ADC药物疗效的关键因素。 6.3 明确两个靶标之间的参数 BsADCs的多价结合模式和参数施加了相互的限制和依赖性。两个目标之间的设计考虑需要仔细检查，特别是在亲和力大小、表达和价态的变化方面。双特异性结合模式不仅通过价相互影响，而且通过交叉臂结合影响整体内化。除了亲和力之外，癌细胞系表面抗原的表达阈值在决定总体药物效果方面发挥着关键作用。解决这些关键点需要全面筛选具有不同亲和力的结合臂的组合，以实现最佳的生物活性。 6.4 转运 BsAbs可以通过将BsAb的初始特异性仅作为第二种特异性的转运模式的方法进行导航。一个例子是BsAb平台利用低亲和力转铁蛋白受体携带β-分泌酶抗体，促进有效通过血脑屏障。已经报道了靶向CD63、PRLR和APLP2的BsADCs显示出辅助转运的能力。在这些策略的基础上，设计BsADCs有望熟练地穿越生物屏障并逃避溶酶体降解。 6.5 解决潜在的安全问题 虽然BsADCs致力于增强特异性，从而减轻脱靶毒性和副作用，但以ZW49、MEDI4276和BL-B01D1为例的早期临床数据表明，其临床安全性不如预期。脱靶毒性是ADC相关毒性的主要特征。然而，仅仅依靠BsAbs可能无法充分解决减少脱靶毒性。除了抗体创新之外，围绕连接子-有效载荷复合物的关键研究也是必不可少的，包括连接子稳定性、同质偶联策略、DAR和旁观者杀伤效应的考虑。 07   小结 总之，独特的双特异性靶向模式的出现为ADC领域带来了新的创新，标志着新一代ADC的诞生。尽管处于开发的早期阶段，BsADC提供了一种具有相当潜力的新方法。BsADC对于克服传统ADC面临的现有临床挑战和开发更精确的靶向药物具有重要意义。 除了BsADC，一系列下一代策略有望为新型ADC设计做出划时代的贡献。其中包括具有双重有效载荷的ADC、免疫调节ADC、放射性核素ADC、前体ADC、ADC联合治疗和肽-药物偶联物。未来需要评估这些策略在新型ADC设计中的应用，无论是单独的还是组合的，这将为推进该领域的发展提供了重要的前景。 Ref. 1. Bispecific antibody drug conjugates: Making 1+1>2. Acta Pharmaceutica Sinica B. 20 January 2024   近期活动推荐   【现场参会】 报名通道；审核制 ▼ 共建Biomedical创新生态圈！ 如何加入BiG会员？

摘要:双特异性抗体-药物偶联物（BsADCs）代表了一种创新的治疗类别，将抗体-药物偶联物（ADCs）和双特异性抗体（BsAbs）的优点结合起来。作为下一代ADC方法的定位，BsADCs有望改善与ADCs相关的现有临床挑战，特别是涉及内吞作用不佳、非靶向毒性和药物抗性等问题。目前，有十种BsADC正在进行临床试验，初步结果强调了持续改进的必要性。这篇综述首先深入探讨了BsADCs的具体设计考虑因素，包括目标选择、抗体格式和连接-有效载荷复合物。随后的部分概述了BsADCs遇到的现有进展和挑战，通过相关案例研究进行说明。将BsAbs与ADCs结合提供了解决ADCs现有临床限制的前景解决方案。然而，BsAb、连接物和有效载荷之间的共生相互作用需要进一步的优化和协调，超越简单的“1+1”，以有效地克服BsADC领域面临的现有挑战。 1.引言 抗体-药物偶联物（ADCs）由抗体、连接物和细胞毒素有效载荷组成。利用ADCs靶向肿瘤预计可以减少与常规化疗相比的系统性毒副作用，提供更宽的治疗窗口和更高的治疗指数。在过去的十年中，ADCs在实体瘤和血液瘤的治疗中逐渐成熟，成为抗肿瘤药物研究领域的一次革命。随着T-DM1和DS-8201对HER2阳性乳腺癌的批准，ADCs的商业临床管线稳步增长。目前，有超过140种ADC处于临床开发阶段，其中15种已获得批准。 尽管ADC开发取得了显著的成功，但意外的毒性出现、载荷毒性特征的有限提高以及抗性的产生提出了严峻的挑战。各种因素促成了现有的临床困境，特别是在实体瘤的背景下：(1) 实体瘤的异质性限制了单一抗原靶向的临床效果；(2) 治疗压力引起抗原下调、表位突变和旁路途径的激活，导致显著的ADC抗性；(3) 正常组织中目标抗原表达、连接物不稳定和其他变量等因素导致有效载荷释放不精确，引起非靶向毒性；(4) 目标抗原对内吞作用的抗性阻碍了足够致命效果的发挥。这些未解决的问题阻碍了ADCs的临床进展。抗体、连接物和载荷的战略优化成为下一代ADCs的有希望的途径，有可能克服当前的临床挑战。 ADC毒性的主要来源在于连接-有效载荷复合物，而抗体与抗原的结合也对药物效果产生重大影响。解决上述临床挑战的前瞻性方法涉及将双特异性抗体（BsAbs）与连接-有效载荷复合物结合，产生了双特异性抗体药物偶联物（BsADCs）的概念（图1）。BsAbs是能够结合到同一或不同抗原上的两个不同表位的抗体。目前，超过400种不同形式的BsAbs正在进行III期临床试验，其中10种已获得批准。与传统ADCs相比，BsADCs独特的双重表位/目标结合模式不仅可以增强选择性，通过结合实体瘤中共表达的抗原，还可以显著提高内吞作用。这些独特的优势使BsADCs成为下一代ADCs领域的重要力量。目前，有10种BsADC正在进行临床试验（表1），一些早期临床试验结果在最近的AACR和ESMO会议上提出。尽管取得了进展，但安全性和有效性未能达到理论预期，强调BsADCs的设计不仅仅是“1+1”。BsADCs的结合模式变化影响整体效果，强调了对BsAbs、连接物和载荷进行全面协调和优化的必要性。BsADCs面临的持续挑战包括有限的抗体框架、异质的偶联方向、不一致的双特异性抗体生成、两个目标之间的未知参数和潜在的安全问题。这篇综述系统地概括了BsADCs的设计策略，包括组成、设计考虑因素以及当前的进展和挑战，旨在为下一代ADCs的设计铺平道路。 图1 BsADCs 的概念和设计考虑。(1) 抗原结合位点：抗原结合位点的关键考虑因素包括选择抗原组合、结合模式、交联内化和细胞运输；(2) Fab 和 Fc 区域：Fab 和 Fc 区域中的相关问题包括解决链结合挑战、BsAb 生成、扩大抗体骨架，以及探索与 FcgR 和 FcRn 的组合；(3) 连接子-载荷复合物：连接子-载荷复合物需要进一步优化，以提高其在 BsADC 设计中的有效性。 2.BsADCs的设计考虑 目前已知的BsADCs BsAb骨架范围相对有限，目标主要集中在HER2、EGFR和c-MET上。尽管BsAbs数量众多，但仍需要进一步探索以确定它们是否适合构建BsADCs。ADCs的模块化组件——抗体、连接物和载荷——需要独立优化，特别是考虑到不同的肿瘤亚型。这些关键组件的微小修改可能导致临床特征的大幅变化。仅仅用BsAbs替换抗体是不足以完全表征适用的BsADCs。在设计未来的BsADCs时，抗体的替换、连接-载荷复合物的优化和偶联策略应被视为相互联系的网络，需要整体方法。 2.1. BsAbs目标的设计考虑 构建BsADCs的首要考虑在于明智选择适当的目标组合。目标选择是ADCs成功开发的基本原则，对最终的治疗窗口和系统毒性产生关键影响。鉴于传统ADCs面临的普遍非靶向毒性和临床抗性挑战，以下标准应指导目标选择：(1) 传统指导原则涉及识别具有良好内吞作用、在正常组织上表达相对较低、在肿瘤上高表达的抗原。(2) 承认实体瘤的异质性，必须确定各种肿瘤亚型和部位的目标表达水平，促进最佳实施定制药物传递，而不是依赖单一的“神奇子弹”方法。(3) 由于BsADCs独特的双重靶向特性，全面考虑抗原组合的深层效应至关重要。这包括内吞作用、循环、周转率、溶酶体降解和强制性机制等因素。深思熟虑地整合这些考虑因素对于有效的BsADC设计至关重要，确保对抗原与细胞过程之间的动态相互作用有细微的理解。 在目标结合后，ADC-抗原复合物的内吞作用是决定药物传递的关键过程。抗原的类型、抗体的属性和结合模式共同影响ADCs的内吞作用及其发生的速度。关键的抗体属性，如价态、形状、大小、等电点和疏水性，产生深远的影响。此外，结合模式和位点进一步塑造了内吞作用过程。例如，在Hung等人的研究中，设计了十种PD-L1抗体以识别糖基化位点，只有那些识别N192和N200的才显示出内吞作用。这意味着，即使针对同一抗原，ADCs的内吞作用也可能从极好到不可接受不等。BsADCs通过强制性机制（例如，劫持和抗原聚集）提供了增强内吞作用的有效途径。快速周转目标可以显著提高内吞速度，即使在肿瘤上表达较低的情况下（例如，HER3和催乳素受体）。利用快速周转受体作为BsADCs目标可以显著提高整体内吞效果。此外，BsADCs独特的双重结合模式促进了膜上较大的抗原-抗体复合物的形成，从而诱导大量内吞作用和目标下调。这种对内吞作用动态的细微理解强调了BsADCs通过战略设计考虑优化药物传递的潜力。 快速周转受体和大的抗原-抗体复合物的形成可以将内吞复合物重定向到溶酶体而不是循环利用，正如在某些情况下观察到的。内吞后，ADCs必须穿过内吞体才能到达溶酶体以实现有效的载荷释放。来自ADCs的治疗压力可以改变跨内吞体的运输，导致溶酶体传递减少，并增加分布到其他细胞隔室或增强循环。这不仅降低了疗效，也促进了对ADCs的药物抗性。 ADC-抗原复合物可以通过多种机制进行内吞，包括Fc介导的非特异性内吞，clathrin介导的内吞，caveolin介导的内吞，以及胞饮作用。其中，clathrin介导的内吞被认为是ADC内吞的主要途径。在BsADCs的背景下，它们在clathrin介导的内吞过程中被定向到排序内吞体和内吞循环隔室，这一过程由RAB和ARF（ADP-核糖基化因子）家族的小GTP结合蛋白调节。这种内吞机制的复杂相互作用强调了理解和优化BsADCs的内吞旅程对于有效药物传递和减轻抗性风险的重要性（图2A）。从早期内吞体（pH约6.0-6.5）开始，快速循环受体（例如，EGFR39,40和TGF-bR41）通常通过依赖RAB4的快速循环和依赖RAB8和RAB11的慢循环回到细胞膜。相反，快速周转受体，如PRLR24，通过依赖RAB7的降解途径被运输到晚期内吞体（pH约5.0-6.0），然后是溶酶体（pH < 5）。内吞复合物的命运——无论是被循环利用还是被定向到溶酶体进行降解——取决于蛋白质的细胞质域中特定序列（基序）与包被坑元素的相互作用。含有泛素化信号和YXXØ共识基序的膜受体可以招募clathrin和clathrin适配蛋白2（AP2）到质膜，AP2识别并促进运输到溶酶体。 图 2 (A) BsADCs 在促进内化和溶酶体降解方面具有独特的优势，这一过程涉及介导的网格蛋白内吞和非网格蛋白介导的内吞。(1) 针对快速周转受体（图 2A 中的浅绿色受体）的 ADCs，带有信号基序（例如，YXXØ）可以通过网格蛋白介导的内吞作用（黑色箭头）进行内化。内吞的抗原-抗体复合物在 RAB5 的引导下进入分拣内体（也称为早期内体，pH 约为 6.0-6.5）。随后，它可能通过 RAB4 和 RAB11 介导的循环过程，或者选择 RAB4 和 RAB35 介导的快速循环过程返回到细胞膜表面（pH 约为 7.4）。(2) 另外，ADCs 也可以通过非网格蛋白介导的内吞作用进行内化（绿色箭头）。(3) 在分拣内体中，抗原-抗体复合物通过 ESCRT 介导被分类到晚期内体。然后复合物在 RAB7 的引导下进入溶酶体（pH < 5），在那里 ADC 发生降解，释放载荷。需要注意的是，提供的 pH 值和 RAB 关联是一般的，实际值可能因细胞类型而异；(B) Fc 与 FcRn 的结合对 ADCs 的血液稳定性至关重要。当 ADC 被血管内皮细胞或单核细胞摄取时，ADC 中的 Fc 片段与 FcRn 结合，导致其循环回细胞外空间。这个循环过程有助于防止早期降解，有助于 ADCs 的血液稳定性。 为了解决由于内吞途径重定向导致的疗效下降和药物抗性问题，一种策略是设计在到达溶酶体之前在弱酸性环境中（排序内吞体、内吞循环隔室和晚期内吞体）降解以释放载荷的BsADCs。另一种方法是选择含有YXXØ基序（例如，CD63和APLP2）的膜受体，泛素化信号（例如，PRLR）或其他溶酶体排序信号作为其中的一个目标。早期内吞体处理和溶酶体劫持使具有循环潜力或内吞作用较差的受体成为BsADCs的可行目标，显著扩大了ADC目标的选择范围。ADCs的完整内吞运输过程，特别是在非clathrin介导的内吞中，仍然不够了解，需要进一步深入研究。 抗体的属性和抗体-抗原结合相互作用需要仔细考虑。与传统ADCs相比，BsADCs具有双特异性结合属性，引入了强制性机制（图3C）。这提供了一个决定性的优势，通过同时阻断两个（或更多）目标，超越了传统ADCs的能力，并从传统化疗扩展到混合疗法的治疗效果。此外，双特异性靶向有助于通过生物屏障。例如，靶向转铁蛋白受体和Ephrin A2（EphA2）可以介导有效的跨细胞运输，为构建通过血脑屏障靶向脑肿瘤的BsADCs提供了一个有希望的途径。 双特异性靶向特性在克服由于内吞作用不良、下调、结合位点突变和旁路途径激活引起的多机制药物抗性方面起着关键作用。为了促进细胞表面抗原聚集，结构分析至关重要。两个结合位点和表位之间的距离应该仔细考虑，以防止在同一抗原上结合。T细胞重定向BsAbs有潜力将T细胞重定向到肿瘤微环境（TME），为设计T细胞重定向BsADCs开辟了途径。这有可能显著扩大免疫治疗选择，特别是在血液肿瘤治疗方面。实体瘤的异质性在精确靶向T细胞和肿瘤的两个臂上提出了挑战。此外，针对非内吞目标（例如，TME和免疫细胞）的BsADCs在药物释放方面需要关注。利用可切割连接物和可渗透载荷设计非内吞BsADCs的策略是一个有希望的方向。 图 3 BsADCs 中 BsAb 类型的设计考虑。(A) BsADCs 的双表位和双靶标结合模型；(B) 可能的 BsADC 设计的 BsAb 类型；(C) BsAbs 的双靶标机制为 BsADCs 提供了强制性机制。 2.2. BsAbs格式的设计考虑 抗体由两个重链和轻链组成，包括Fc区域和Fab区域。在构建ADCs时，抗体骨架的基本要求包括适当的循环半衰期和低免疫原性。BsADCs的一个主要分类标准是它们是否包含Fc区域。缺乏Fc区域的抗体由两个抗体的可变VH和VL域组成，或基于Fab片段。由于缺乏Fc区域，构建更加方便，较小的分子量增强了渗透。同时，失去了与FcgR的结合能力，减少了Fc介导的非特异性药物摄取。相反，失去了与新生儿Fc受体（FcRn）的结合，导致血浆中相对短的半衰期（图2B）。不包含Fc的BsADCs的设计面临稳定性低、聚集问题和缺乏偶联位点等挑战。另一方面，包含Fc的BsADCs带来了额外的优势，如抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（ADCC）、补体依赖性细胞毒性（CDC）、免疫吞噬作用和细胞因子释放，这些都有助于肿瘤杀伤。然而，在内吞过程中与FcgR的结合可能导致BsADCs在正常组织中的内吞，导致非靶向毒性。总之，Fc区域构建的策略包括：（1）Fc工程：这涉及Fc区域的氨基酸修饰、突变引入和糖基化修饰。这些方法可以帮助减轻由与FcgR结合引起的非靶向毒性；（2）保留ADCC和CDC：双目标结合模式有助于六聚体形成，并可以增强CDC效应。而ADCC可以提高肿瘤杀伤效果；（3）保留FcRn结合或应用抗体工程有助于提高半衰期和安全性。 此外，BsAbs的生成对于BsADC设计也至关重要。这旨在避免链关联问题，简化生产过程，降低开发成本，提高产品稳定性。在这方面需要进一步评估和探索，最近的综述提供了这方面的详细见解，我们将在观点部分探讨。 BsADCs可以根据其结合模式进行分类，包括同时结合两种不同抗原（双抗原结合模式）或结合同一抗原上的两种不同表位（双表位结合模式）（图3A）。这两种结合模式深刻影响BsADCs的药效学（PD）和药代动力学（PK）特性。双抗原结合模式不仅增强了选择性，还有潜力阻断信号通路，克服药物抗性，并提供协同杀伤效果。在这种模式下，特定的目标选择可以改善内吞作用，药物效果，并减少药物抗性。例如，靶向快速周转受体，如PRLR，可能增强内吞作用并劫持溶酶体运输。构建针对c-MET和EGFR的BsADCs可以有效克服与EGFR单一治疗相关联的药物抗性。为了开发有前景的双目标BsADCs，仔细调节两个目标的亲和力比例至关重要，确保同时结合而不触发目标激活。需要进一步分析以确定目标的表达阈值，以确保有效的肿瘤杀伤。因此，更精确地表征癌细胞上的阳性抗原以指导未来的临床应用是必要的。 2.3. 连接物-有效载荷复合物的设计考虑 BsADCs中的连接物作为抗体和细胞毒素有效载荷之间的关键连接，对有效载荷的释放和药物稳定性起着至关重要的作用。理想的连接物应在血浆中表现出稳定性，同时在肿瘤中促进有效释放。目前，ADCs中的连接物可以分为可切割和不可切割连接物。 不可切割连接物以在血浆中高稳定性为特点，只能在溶酶体中降解以释放有效载荷。这种类型的连接物导致较低的非靶向毒性，增加的血浆半衰期和提高的安全性。然而，由于内吞作用和溶酶体运输的障碍，可能会产生潜在的药物抗性。基于不可切割连接物的BsADCs应专注于进一步优化内吞作用，以及随后的内吞体运输和溶酶体降解。 与不可切割连接物相比，基于可切割连接物的ADCs应用更广泛。可切割连接物主要通过利用体循环和肿瘤之间的微环境差异来控制有效载荷的释放。可切割连接物的主要挑战在于非特异性释放导致的非靶向毒性。可切割连接物可以分为化学可切割连接物（例如，酸性和GSH可切割连接物）、酶可切割连接物（例如，cathepsin可切割连接物）以及其他类型（例如，光响应和生物正交可切割连接物）。为了设计不依赖溶酶体的BsADCs，某些可切割连接物（例如，Val-Cit，VC连接物）可以在早期和晚期内吞体中有效促进有效载荷的释放。有证据表明，细胞外存在化学或酶促切割触发器，导致近年来提出了非内吞ADCs的概念。非内吞ADCs可以靶向TME中的抗原和血管系统，激活旁观者杀伤效应。通过使用可切割连接物和旁观者有效载荷，有潜力设计非内吞BsADCs。 连接物和偶联方法中的新兴策略塑造了抗体-药物偶联物的设计。在BsADC设计中广泛使用的Val-Cit-p-氨基苄基氨基甲酸酯连接物展示了可接受的稳定性，但与剂量限制的不良效应相关，这阻碍了临床应用。为解决这个问题，在VC连接物中引入极性残基替代和模拟肽增强了血浆稳定性和溶酶体切割能力。目前的工作集中在探索新型连接物，如legumain敏感和串联可切割连接物，以实现在目标细胞中足够的药物释放和改善的水溶性。有希望的是，正在进行的新型酶候选物的鉴定，如在特定肿瘤类型中过度表达且具有高切割效率的α-L-艾杜糖苷酶，正在进行中。除了连接物创新，关于偶联位点的化学和结构动态的全面讨论在塑造ADCs的属性方面起着重要作用。 细胞毒素有效载荷是BsADCs不可或缺的一部分，在决定整体抗肿瘤效果和潜在不良反应方面起着至关重要的作用。理想的ADC有效载荷需要在纳摩尔到皮摩尔水平上表现出高药物效果，考虑到ADCs的低渗透性。此外，这些有效载荷应具有足够的血浆稳定性、低免疫原性和适当的水溶性。最后，有效载荷应具有可用于与抗体偶联的可用基团。ADC有效载荷包括微管抑制剂、DNA/RNA损伤剂、免疫靶向剂和新型有效载荷。我们在最近的综述中总结了ADC有效载荷的进展。在构建连接物-有效载荷复合物时，进一步的考虑对于设计理想的BsADCs至关重要： 主要考虑因素包括选择合适的偶联方法和药物抗体比率（DAR），即连接到给定抗体的连接物-药物的数量。ADCs的不同药物携带形式（DAR从0到8）在体内药代动力学上有显著差异。对于BsADCs，DAR通常在2到4之间，以在肾脏清除和效力之间取得最佳平衡。在使用毒性较低的药物时，如使用PROTACs108和拓扑异构酶抑制剂，可能需要更高的DAR值才能达到足够的细胞杀伤效果。然而，简单地在高DAR下增加载荷偶联可能导致偶联物的疏水性，从而导致聚集、快速清除和效力下降。此外，特别是在高DAR下，有效载荷与抗体残基的不完全偶联可能导致偶联异质性，使表征复杂化，并可能引起毒性问题。传统上对BsAbs表面赖氨酸残基的非特异性衍生不仅会引起偶联异质性，还可能影响双目标结合效果。均一偶联策略，如位点特异性偶联技术和基于酶的偶联方法，可以应用以生产均匀且可纯化的BsADCs。这些方法最大限度地减少了药物偶联对双目标结合的潜在影响。 BsADCs中有效载荷的旁观者杀伤效应是一个值得进一步讨论的关键方面。旁观者杀伤效应指的是有效载荷释放后能够杀死邻近未被靶向的细胞。这对ADCs的PK/PD特性是一把双刃剑。虽然旁观者杀伤效应可以增强ADCs在肿瘤异质环境中的整体疗效，但它也存在对肿瘤周围正常组织中非靶向细胞的杀伤风险。这种效应依赖于可切割连接物和疏水性有效载荷。如果其中一个目标抗原在正常组织中有一定程度的表达，例如c-Met，BsADCs应避免应用具有旁观者效应的有效载荷。如前所述，有效载荷的旁观者杀伤效应使得构建非内吞BsADCs,成为可能。总之，旁观者杀伤效应为克服肿瘤异质性、肿瘤屏障和内吞作用不佳的BsADCs提供了希望。然而，与非靶向效应相关的潜在安全问题需要仔细解决。 ADCs面临剂量限制毒性的挑战，这突出了创新有效载荷的需求。新型药物有效载荷对BsADC开发至关重要。通过将POI与E3连接酶连接，PROTAC诱导POI泛素化，随后在蛋白酶体中降解，使POI在较低剂量下实现有效目标蛋白降解——使PROTACs成为BsADCs的理想有效载荷。抗体-PROTAC偶联物，或DACs，在体内增强了PROTAC的传递效率。双特异性DACs在靶向蛋白降解中有广泛的应用潜力。此外，对于自身免疫和炎症性疾病的免疫刺激有效载荷，如Toll样受体激动剂、STING激动剂和糖皮质激素受体调节剂，也是有希望的。此外，新兴的有效载荷，如铁死亡诱导剂、寡核苷酸和DNA框架，为BsADC领域的药物选择提供了扩展。新型药物的开发可以显著丰富BsADC领域的可选药物类型。 3.BsADCs的当前进展和问题  3.1. 靶向HER2的BsADCs  约20%至25%的乳腺癌患者通过免疫组化和荧光原位杂交技术观察到HER2过表达，将他们归类为HER2阳性。临床上批准的靶向HER2的单克隆抗体（mAbs）和ADCs，如T-DM1和DS-8201，旨在阻止侵袭性肿瘤生长。靶向HER2的治疗显著改变了HER2阳性乳腺癌的治疗选择，带来了临床益处。然而，某些临床挑战仍然存在。HER2表达的异质性限制了当前抗HER2疗法在相对较低HER2水平情况下的效力。这不仅缩小了HER2治疗的适应症范围，而且在治疗压力下促进了药物抗性。此外，HER2对内吞作用的潜在抗性降低了药物效力。总之，药代动力学限制、肿瘤内异质性和缺乏旁观者效应阻碍了靶向HER2药物的高级临床应用。 除了乳腺癌外，HER2过表达也可能发生在其他实体瘤亚型中，如胃癌、非小细胞肺癌和结直肠癌。然而，临床试验表明，靶向HER2的药物并未显著改善这些癌症中HER2阳性患者的预后。例如，一项III期试验显示，使用pertuzumab加曲妥珠单抗和化疗治疗HER2阳性转移性胃癌或胃食管结合部癌，并未显著改善生存率和临床益处。这种改善的缺乏可能归因于与其他实体瘤亚群相比，HER2阳性乳腺癌中HER2表达相对较低。因此，内吞作用不佳和分化机制可能导致临床益处不足。幸运的是，BsADCs的双结合模型为当前HER2靶向治疗中内吞作用不佳和药物抗性的挑战提供了有希望的解决方案。BsADCs有潜力通过改善内吞作用效果并展现有利的PK/PD特性，增强其他肿瘤亚型中的抗肿瘤活性（图4）。 图 4 ZW49 和 MEDI4276 的结构；39S 和曲妥珠单抗的表位位于 HER2 分子的两端（超过 90 埃）。MEDI4276 中使用的连接子几乎无法覆盖 60 埃的距离，这阻止了与同一抗原分子的同时结合（PBD 编号：3BE1）。 3.1.1. 靶向HER2的双表位BsADC ZW49。为了解决HER2靶向治疗中潜在的效力不佳和临床药物抗性问题，已经对双表位HER2抗体Zaniditamab进行了表征。Zaniditamab通过多种机制增强抗肿瘤效果，包括目标抗原中和、激活细胞介导的细胞毒性以及CDC。通过在细胞外域2（ECD2）结合域的Fab段引入突变，其独特的双表位结合模式可以有效地诱导目标抗原交联，导致受体驱动的内吞作用和增加的受体下调。使用IgG1样异二聚体Azymetric™ Fc平台，将抗HER2-ECD4单链可变片段（scFv）连接到重链1，将抗HER2-ECD2 Fab域连接到重链2。原始前体双表位分子的scFv和Fab臂分别以1和15 nmol/L的KD结合到HER2 ECD。机制分析显示，Zaniditamab可以通过跨受体结合模型结合两个HER2，诱导形成大型、极化的聚集簇。这不仅改善了内吞作用效果，还促进了抗体六聚体化，实现了增强的CDC效果。Zaniditamab已经通过了I期和IIb期试验，显示出有利的临床益处。作为具有强大肿瘤杀伤效果的优秀内吞抗体，它有利于进一步设计为BsADCs的抗体组分。基于Zaniditamab设计的抗HER2双特异性ADC，ZW49，利用链间二硫键半胱氨酸和可被蛋白酶切割的连接物。ZW49结合了一种新型有效载荷，N-酰磺胺奥瑞他汀，使其具有良好的耐受性。ZW49的双特异性抗体特性使其具有比曲妥珠单抗更优越的内吞作用。其Fc区域赋予了ADCC、ADCP和CDC效果，而HER2的六聚体模式增强了CDC和内吞作用140。这种设计满足了表达HER2的患者的几个未满足的临床需求。临床前数据显示，ZW49表现出强大的肿瘤杀伤效果和良好的耐受性，同时不损害HER2的亲和力（最高非严重毒性剂量Z 18 mg/kg）。目前，ZW49正在进行I期临床试验。截至2022年9月，ZW49是第一个披露临床试验数据的BsADC，表现出优越的内吞作用效果。在晚期HER2表达实体瘤患者中的目标反应率（ORR）为31%，尽管其眼部毒性特征（角膜炎42%）不容忽视。 MEDI4276。T-DM1和DS-8201在HER2表达水平较低的情况下面临疗效挑战，原因是它们对内吞作用的抗性。BsADCs的双特异性结合模式有望增强细胞内药物传递、克服抗性，并扩大在更广泛的癌细胞群体中的适用性。通过杂交瘤技术衍生的抗体39S，与曲妥珠单抗相比，针对HER2的不同表位。利用39S和曲妥珠单抗的可变域序列构建了一种双表位抗体，在39S IgG1的重链N端结合了曲妥珠单抗的scFv。这种BsAb保留了HER2结合特异性，并从两个臂的协同效应中受益，有效阻断了HER2同源或异源二聚体化。结构分析表明，这种结合模式有助于在细胞表面促进大量HER2交联，显著增强内吞作用和随后的溶酶体定位。这显著促进了内吞作用以及随后的溶酶体定位。这些发现强调了双特异性抗体适用于BsADC设计。随后，在Fc区域引入了三种突变——L234F、S239C和S442C。每个重链上的两个工程化半胱氨酸残基（S239C和S442C）实现了通过马来酰亚胺己酰连接子将微管聚合抑制剂tubulysin弹头定点偶联到抗体上。这种定点偶联策略确保了均一BsADCs（DAR约4）的形成。L234F突变的引入有效降低了FcgR结合，导致非特异性摄取和非靶向毒性降低。MEDI4276的临床前数据表明，它在诱导对T-DM1耐药的细胞系的细胞死亡方面具有有效性，突出了旁观者杀伤效应。此外，MEDI4276在不符合当前HER2靶向治疗条件的患者群体中具有应用潜力，提供了一个具有可接受安全性的有希望的途径。然而，I期数据显示MEDI4276具有相对严重的副作用和较差的PK特性。与ZW49的安全性概况相比，MEDI4276较低的最大耐受剂量（MTD）可能受到其价数、有效载荷和抗体配置的影响，表明需要进一步优化。虽然在实验层面改善内吞作用显示出前景，但将理论药物设计策略转化为临床益处需要进一步研究。总之，具有独特优势的双表位HER2靶向BsADCs，能够互补性地靶向HER2的不同表位，在细胞表面诱导抗体-受体聚集。这种增加的内吞作用可以有效地降解和下调受体，有助于安全性和效力，同时克服潜在的药物抗性。对临床益处的进一步探索是有希望的。 3.1.2. 靶向HER2的双抗原BsADC 除了内吞作用的抗性外，内吞的HER2-ADC复合物可能被循环回质膜，同时逃避溶酶体降解。优化HER2靶向ADCs的内吞作用和溶酶体运输潜力，可以增强细胞毒性并降低临床应用中HER2的阈值。经批准的HER2 ADC T-DM1使大约一半的HER2阳性患者受益（HER2过表达定义为IHC3+或FISH扩增比率≥2）。即使在HER2高表达（>106）的情况下，只有一小部分会经历内吞作用和降解以释放有效载荷。优化内吞作用和溶酶体运输可以提高HER2靶向ADCs的治疗效力。在这种情况下，同时靶向HER2和快速周转受体（如CD63和PRLR）的双靶BsADCs，提供了一种有希望的策略，可以显著改善细胞内药物传递。这种方法可能潜在地扩大HER2靶向治疗的临床适用性，并提高其在不同HER2表达水平的患者中的有效性。 BsADC在HER2-CD63上。CD63是四跨膜蛋白超家族的成员，表现出广泛但不是普遍的表达。它主要定位在细胞表面、晚期内吞体和溶酶体。CD63的细胞质域包含一个YXXØ共识基序，使其能够与Aps相互作用并招募clathrin外套。这种与AP2/AP3和clathrin的相互作用使CD63作为适配蛋白，有助于将相关蛋白从细胞表面运输到晚期内吞体溶酶体隔室。CD63在这些细胞隔室中的存在使其成为旨在增强内吞作用和溶酶体运输、最终改善药物传递和治疗效果的BsADCs的潜在靶点。 在CD63特异性单克隆抗体2192的可变重链和轻链域中引入组氨酸替代物的方法是一种战略举措，以调节对CD63的亲和力，从而确保肿瘤特异性。通过将这种低亲和力突变臂与来自HER2抗体的另一个Fab臂结合，创建了一种靶向HER2-CD63的BsAb。这种设计利用抗体依赖性受体交联来增强HER2的有效内吞作用，并促进溶酶体共定位。随后，BsHer2-CD63通过VC连接子与抗有丝分裂剂duostatin-3偶联。然而，观察到在低HER2肿瘤中缺乏效力表明需要进一步优化，包括潜在地提高DAR和解决肿瘤异质性。 BsADC在HER2-PRLR上。催乳素受体（PRLR）作为恶性乳腺上皮细胞中过表达的靶点，可以通过自泛素化和刺激AP2复合物的招募，有效地介导依赖clathrin的初始内吞作用和溶酶体运输。低PRLR表达水平（10^4-2×10^4）足以有效内吞PRLR靶向ADC。为了解决低/中HER2表达患者未满足的临床需求，PRLR上的BsADCs可以非共价交联质膜上的HER2和PRLR，并在溶酶体中触发HER2降解。 通过“knobs-into-holes”方法，设计了带有HER2臂和PRLR臂的BsAb。BsADC通过表面赖氨酸偶联和不可切割连接子（琥珀酰亚胺酸-4-[马来酰亚胺甲基]环己烷-1-羧酸酯，SMCC）与DM1（一种美登素衍生物有效载荷）偶联，平均DAR为3.324。与高度表达的HER2（w10^6）相比，细胞表面表达较低（w10^4）的PRLR足以引导组成性内吞作用和随后的溶酶体降解。这表明高周转表面靶点可以介导良好的内吞作用和溶酶体降解，从而提高BsADCs的效力，即使表达水平较低。 BsADC在HER2-APLP2上。APLP2细胞质尾部的酪氨酸包含重叠的基于酪氨酸的NPXY和YXXØ基序。类似地，APLP2可以与AP-2结合，通过clathrin介导的内吞作用有效地介导内吞作用，并直接运输到溶酶体降解途径。APLP2可以通过全长双特异性抗体技术，将一个aHER2（Herceptin）臂和一个aAPLP2抗体臂的BsAb设计出来，可以同时结合APLP2和HER2的重组ECD。通过谷氨酰胺转氨酶的定点偶联策略确保稳定性，AmPEG6-MMAD以DAR为2或4与BsAb偶联。APLP2靶向可以有效将循环靶点重定向到溶酶体以释放有效载荷。 AACR最近的一篇摘要还报告说，靶向HER2-TROP2的BsADC在共表达HER2/TROP2的肿瘤细胞中显示出更高的内吞作用和药物效果。这些BsADCs已经证明，靶向快速组成性周转靶点可以快速在溶酶体中积累并释放有效载荷，依靠共表达。双靶点结合策略还允许其他内吞作用不佳的靶点设计未来的BsADCs，扩大可能的靶点选择。 靶向HER2的ADCs已经彻底改变了乳腺癌的化疗策略，特别是T-DM1和DS-8201。当前的HER-2靶向ADCs仍然面临未解决的挑战：（1）对HER2高表达水平的需求阻碍了进一步的广泛应用；（2）需要进一步阐述和解决毒性状况、反应和药物抗性；（3）除了单一靶向，扩大HER2之外的产品线是有希望的。有效内吞的BsADCs对HER2表达低或ERBB2突变的癌症有效，超出了传统的HER2阳性乳腺癌。此外，独特的双特异性靶向可以扩大ADC设计中可选择的靶点范围，例如，Trop-2（如图5所示）。 图 5 HER2 上的双抗原 BsADC 的设计 3.2. 靶向EGFR和MET的BsADCs EGFR是ERBB受体酪氨酸激酶家族的成员，在调节上皮恶性肿瘤的基本功能中发挥关键作用，从而引起稳态失衡。在临床应用中，通常使用酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）和单克隆抗体（mAbs）来阻止EGFR的活性。值得注意的是，针对EGFR的mAbs，如西妥昔单抗和帕尼单抗，已经在多种EGFR扩增的癌症中进行了临床评估。然而，临床药物抗性的出现导致了中位无进展生存期不到12个月。在抗EGFR抗体治疗期间，导致抗性的主要原因是治疗压力诱导的获得性基因组改变（Acq-Gas）。具体来说，RAS、BRAF或EGFR外细胞域的突变，以及ERBB2（HER2）或MET的扩增，已成为主要因素。Depatuxizumab mafodotin是一种针对EGFR的ADC，被开发用于治疗胶质母细胞瘤。然而，临床数据未能证明其在总生存期方面的显著改善。临床试验已经探索了在EGFR突变和MET失调的患者中联合使用MET抑制剂的潜力，作为克服药物抗性的策略。 BsADCs在解决抗EGFR抗性机制方面展现出前景，包括敏感突变和旁路途径的激活。 3.2.1. 靶向EGFR的双表位BsADC 接受Cetuximab或Panizumab临床治疗的患者经常表现出Acq-Gas，如S492R、G465R、G465E和I491M，导致与EGFR靶向ADCs的相互作用被取消，并产生抗性。为了减少药物抗性的出现，开发了一种双表位抗体，该抗体针对两个不同的表位。这种双表位抗体是通过融合针对EGFR上不重叠表位（9G8和7D12）的纳米抗体而设计的。通过在97m偶联物的7D12部分的工程化表面半胱氨酸S7C将MMAE偶联到BsAb上，证明了四价双表位ADC具有均匀的DAR。随后，在Fc区域引入了E430G突变，以增强补体介导的免疫反应。作为一种四价双表位BsADC，7D12扰乱了EGFR信号级联，而9G8稳定了EGFR ECD的拴系构象，立体阻止了二聚体化。此外，7D12和9G8对不同的EGFR突变细胞系表现出效力，在诱导对野生型EGFR或表现出西妥昔单抗抗性突变的NIH-3T3细胞的更强CDC效应方面表现出效力。四价双表位BsADC证明了其能够克服与西妥昔单抗抗性突变相关的有限组合界面，展现出增强的内吞作用、偶联效率和治疗效果。在BsAbs中使用双表位结合模式设计多价ADCs是规避临床药物抗性突变的有希望的策略。 3.2.2. 靶向EGFR的双抗原BsADCs 靶向EGFR-HER3的BsADC。EGFR靶向治疗的抗性也可能通过ERBB受体的补偿性信号传导发生，涉及HER2和HER3等受体，表明了联合治疗的潜力。然而，临床数据显示，帕妥珠单抗和西妥昔单抗的联合使用导致重叠的毒性，使联合治疗难以忍受。HER3在EGFR抗性癌细胞系中显著过表达，有助于EGFR的内外抗性，同时激活PI3K。认识到HER3是克服EGFR抗性的一种新靶点，正在评估同时靶向EGFR和HER3的治疗组合，包括BsADCs。通过使用抗EGFR Fab和抗HER3 scFv构建了一种名为SI-B001的BsAb，该BsAb同时靶向EGFR和HER3。通过使用新型可切割AC连接子将拓扑异构酶I抑制剂（TOPIi）ED04偶联到SI-B001的半胱氨酸位点，设计了一种名为BL-B01D1的新型BsADC，DAR约为8。SI-B001在靶向EGFR和HER3方面表现出特异性，提高了安全性。反过来，BL-B01D1通过其双靶标的交联促进协同内吞。通过将SI-B001与小分子毒素结合，BL-B01D1实现了对EGFR依赖性肿瘤的靶向杀伤，减轻了由HER3引起的药物抗性。在最近的会议上，实体瘤患者（NCT05194982）的I期试验显示了有希望的疗效和有利的安全性。特别是在EGFR突变的NSCLC患者中，ORR达到了63.2%，证明了对各种药物抗性突变的治疗效力。此外，EGFR野生型NSCLC的ORR达到了44.9%。最常见的TRAEs（>10%，所有等级/G3）是白细胞减少症（60%/30%）、中性粒细胞减少症（51%/34%）、贫血（45%/15%）、血小板减少症（44%/19%）、脱发（30%/0%）、恶心（29%/<1%）、呕吐（28%/0%）、乏力（21%/<1%）、食欲减退（22%/<1%）、乏力（21%/<1%）、厌食（16%/0%）、腹泻（15%/2%）、口腔溃疡（15%/<1%）和皮疹（13%/0%），没有报告间质性肺病的病例。2023年11月，BL-B01D1成为首个进入III期试验的BsADC（NCT06118333）。尽管这些结果令人鼓舞，但根据早期数据进一步进行安全性评估和优化仍然至关重要。 靶向EGFR-c-MET的BsADC。已有几种靶向c-MET和EGFR的BsAbs被报道，它们在抑制肿瘤增殖和转移方面显示出协同效应。在设计BsADCs时，仔细选择适当的表位组合至关重要，以避免完全或部分激活c-MET。鉴于这些靶标在全身的广泛表达，针对肿瘤特异性表位并优化双臂亲和力以提高肿瘤选择性变得至关重要。通过对具有不同亲和力和表位的EGFR和c-MET抗体进行筛选，观察到EGFR臂的较低亲和力与更高的肿瘤选择性和改善的内吞作用效果相关。增强内吞作用的具体机制尚不清楚，但可能与c-MET和EGFR的交联以及双靶标结合模式的共内吞效应有关。与c-MET上的B10和B10v5重叠表位的抗体也可能有助于促进内吞作用。利用链交换工程域（SEED）技术，通过结合抗c-MET Fab和抗EGFR scFv构建了c-MET * EGFR BsAb，同时避免轻链错配。鉴于产生的BsAb表现出良好的肿瘤选择性和适当的内吞作用效果，MMAE被用于通过蛋白酶可切割的VC连接子在两个重链上进行C末端Sortase介导的偶联，DAR为2。最近报告了靶向c-MET  EGFR的BsADC AZD9592的摘要。BsAb是在DuetMab平台上产生的，通过引入Fab二硫键重新设计以防止轻链错配。调整c-MET与EGFR（c-MET：EGFR = 15）之间的亲和力关系已被证明可以减少与EGFR靶向相关的副作用。通过可切割连接子将TopIi AZ14170132偶联起来设计BsADC，在体外研究中表现出良好的选择性、效力和安全性。目前，AZD9592正在进行I期临床试验。对于靶向EGFR * c-MET的BsADCs，一个关键考虑因素是如何将体外选择性转化为体内安全性。这种转变需要使用适当的模型进行进一步的稳定性和药代动力学研究，以确保在实际生理环境中的疗效和安全性。 3.2.3. MET 上的双表位 BsADCs 肝细胞生长因子（HGF）-间充质-上皮转换因子（MET）通路在各种肿瘤类型和阶段的癌症发展中发挥着重要作用，从起始到转移。MET 的上调和扩增被认为是在抗 EGFR 治疗期间的主要逃逸途径。C-MET 可以与 EGFR 交叉反应，赋予对 EGFR 靶向治疗的抗性，使抑制 c-MET 成为克服 EGFR 抗性的有效策略。MET 靶向 TKIs 在治疗携带 MET 外显子 14 突变的 NSCLC 中的最新成功，提升了 MET 作为一个有吸引力的治疗靶点的地位。特别是选择性 MET TKI 和 ADCs 的 MET 靶向治疗正在取得进展。 尽管取得了进展，MET 抑制剂的临床结果面临着挑战。最新的 II 期临床数据显示，针对 EGFR 突变且 MET 过度表达的患者，抗 c-MET ADC Teliso-V 的活性有限。当前临床对 MET 靶向 ADCs 的困境包括：（1）缺乏对 MET 拷贝数最佳诊断截断点的共识；（2）MET 激酶域的二次突变或旁路信号的改变促进了抗性；（3）需要进一步优化内化、运输和降解效率。这些挑战突出了开发有效的 MET 靶向治疗的复杂性以及解决各种因素以增强其临床效用的重要性。 与传统的 MET 靶向 ADCs 相比，设计一种双表位 MET 与 MET BsADC 提供了创新的解决方案来克服现有的挑战。MET 双表位抗体有能力形成 2:2 抗原-抗体复合物，促进有效的 MET 内化和溶酶体运输，使其成为 ADC 设计的理想候选者。通过将 Maytansinoid 载荷 M114 通过蛋白酶可切割的连接子共轭到 MET BsAb 的表面赖氨酸，REGN5093-M114 的平均 DAR 被表征为 3.1。可切割的 VC 连接子有利于在弱酸性环境中的晚期和循环内体释放载荷。考虑到 MET 在正常组织中的表达，缺乏旁观者杀伤的载荷可能表现出较低的副作用。临床前数据表明，REGN5093-M114 显著抑制 MET 过度表达的 NSCLC 细胞的增殖。它有望评估 MET 表面表达水平作为接受 MET 靶向治疗的标准。已启动一项 I 期、剂量递增和剂量扩展研究，以评估 REGN5093-M114 在 MET 过度表达的晚期癌症成年患者中的疗效（NCT04982224）。REGN5093-M114 预计将在 MET 扩增和 EGFR 抗性患者中发挥治疗效果，尽管与 EGFR 靶向药物联合应用的耐受性需要进一步评估。 在解决 Acq-Gas 之外的挑战时，EGFR 和 MET 的抗体靶向治疗必须应对额外的复杂性。鉴于 EGFR 的广泛表达，设计具有不同亲和力的 EGFR 抗体以减轻系统性毒性副作用变得至关重要。在肿瘤发生于 KRAS 突变等下游刺激的情况下，阻断 EGFR 的药物被证明是无效的。当前的策略包括增强 EGFR 抗体的 Fc 区域的功能，特别关注 ADCC。此外，EGFR 的临床观察到的突变，如外显子 20 的插入，提出了新的挑战。识别和开发针对这些罕见驱动突变的新疗法具有临床意义。 MET 的独特 SEMA 域在 HGF 激活后比 EGFR 更容易二聚化。随后，激活的 MET 二聚体在细胞内激酶域和底物对接位点的酪氨酸残基上发生自体磷酸化。MET 抗体的二价结构可能促进二聚化，可能导致次优的治疗效应。在未来设计双表位 MET 与 MET BsADC 时，仔细考虑适当的表位选择和抗体构建策略是避免不必要的二聚化和自体磷酸化的关键。在设计针对 MET 与 EGFR 的 BsADCs 时，关键是防止 EGFR 和 MET 的磷酸化。这涉及到调整两个臂的亲和力比例，同时确保最佳的结合效果。此外，确定 BsADCs 的临床适用人群需要对临床肿瘤中 MET 和 EGFR 的表达水平进行详细讨论。这种考虑对于优化这些创新治疗方式的治疗潜力至关重要（见图 6）。 图 6 EGFR 和 MET 上的 BsADC；7D12（蓝色 PBD 编号：4KRL）、9G8（棕色 PBD 编号：4KRP）和西妥昔单抗（黄色 PBD 编号：1YY9）与 EGFR 外细胞域的相互作用。 3.3. 超越传统范式的新型 BsADCs BsADCs 在潜在靶标和支架方面的应用范围显著扩展，超越了传统范式。目前大多数 ADCs 针对的是肿瘤表面抗原，但它们在正常组织中的表达可能导致非靶向毒性。针对主要组织相容性复合物蛋白（pMHC）的抗体，被称为 TCR 模拟（TCRm）抗体，提供了一个有希望的解决方案。TCRm 抗体能够在肿瘤细胞上识别低水平表达的肿瘤抗原，而在正常组织中则不存在。一些报道的 TCRm BsAbs 显示出显著减少非靶向毒性的抗肿瘤潜力。然而，pMHC 的低表位密度（数十到数千）导致 TCRm 抗体和 ADCs 的效果次优。 为了提高 TCRm-ADC 的效力，采用了双特异性抗体策略。WT1 和 ny-eso-1 抗原在实体瘤中过度表达，具有重叠的表达谱和强大的免疫原性，被 TCRm 抗体靶向。利用“旋钮到孔”技术，将两个 TCRm 抗体的 Fab 臂结合起来。随后，通过 Sortase A 产生的位点特异性共轭到 MMAE，设计了 Bi-TCRm-ADC。Bi-TCRm-ADC 与 TCRm-ADC 相比显示出显著提高的效果（IC50 = 50 nmol/L，DAR = 1.2）。TCRm 不针对正常组织，导致非靶向毒性大幅降低。与 TCRm-ADC 相比，Bi-TCRm-ADC 预计将解决 pMHC 通常低表达导致的低药效问题。然而，寻找同时在肿瘤上高表达的两种 pMHC 的挑战仍然是未来发展的关键考虑因素。 事实上，BsADCs 提供了一种有效手段，将非内化抗原转化为内化抗原。例如，EphA2 以其快速内化而闻名，而活化的白细胞细胞粘附分子（ALCAM）是一种非内化或缓慢内化抗原，被用来生成 BsAb。有趣的是，当细胞表面上 EphA2 与 ALCAM 的比例超过 0.2 的阈值时，双特异性抗体显示出有效的内化。相反，当比例低于此阈值时，内化受到阻碍。MC-VC-pab-MMAF 载荷复合物通过半胱氨酸残基位点特异性共轭。在 BsADCs 的双特异性结合背景下，同时靶向邻近抗原的内化效应可以显著影响，这取决于它们的表达比例。这种能力扩大了抗原选择的范围，包括内化能力较差的类型，用于设计 BsADCs。这种创新方法为提高某些抗原的内化潜力提供了一种微妙的策略，有助于 BsADCs 在针对更广泛肿瘤抗原方面的多功能性和效力。 2022 年，FDA 加速批准了新型 ADC IMGN853（ImmunoGen™），靶向叶酸受体 alpha（FRa）。为了增强中/低 FRa 水平患者的疗效，设计了一种双表位 ADC，IMGN151。IMGN151 保留了 IMGN853 的 Fab，采用基于 VL-Linker-VH-Fc 格式的 scFv 构建 BsAb。为了防止 scFv 的聚集形成，实施了分子优化，包括 VH44-VL100 半胱氨酸突变。此外，Fc 中的 C220S 突变旨在减少游离 Cys。Maytansinoid 衍生物 DM21 通过稳定的可切割肽连接子与 BsAb 链接。DM21-L-G 连接子-载荷复合物有助于其膜穿透和药代动力学特性。IMGN151 对四种 FRa 中等细胞系的活性比 IMGN853 高达 200 倍。此外，IMGN151 在高/中/低 FRa 表达水平下诱导完全肿瘤消退，耐受性良好，目前正在进行 I 期临床试验。在 ADCs 之外，靶向 FRa 的双特异性配体药物结合物也显示出前景，CBP-1018 和 CBP-1008 是临床试验中的先驱。这些进展代表了靶向治疗药物开发的重要步伐，为治疗具有不同 FRa 表达谱的癌症提供了新的途径（见图 7B）。 图 7 超越传统范式的新型 BsADCs。(A) 超越传统靶标范式的 BsADCs，靶向 EphA2 和 pMHC；(B) 针对新型 FRa 的 BsADC，IMGN151，以及双特异性配体药物偶联物的示意图；(C) 超越传统抗体范式的新型 BsADCs，包括 PEG 共轭 BsADC 和 LITE 平台。 各种新技术的引入彻底改变了 BsADCs 的产生，超越了传统的 ADC 范式，呈现出独特的优势。一个值得注意的进步是 PEG 共轭-BsADC（P-BsADC），它不仅确保了均匀的耦合生产，而且由于其小分子量和缺乏 Fc 片段，表现出高内吞效率、组织穿透力和降低的毒性。另一种值得注意的方法是使用由 8 臂 PEG 创造的双特异性肽-聚合物，同时共轭 PD1 结合肽和 PDL1 结合肽。此外，配体诱导的短暂参与（LITE）多个抗体域是一种尖端技术，结合了生物药物的长期半衰期优势和小分子活性的精确时间控制。这些创新策略在实现治疗效果的同时最小化非靶向效应方面具有巨大潜力，代表着 BsADC 技术发展的一个重大进步。 4.结论和展望 BsADCs，体现了“1 + 1”模型，代表了一种新型的治疗类别，融合了 ADCs 和 BsAbs 的优势。这种融合利用了 ADCs 的抗肿瘤机制，同时通过 BsAbs 的多功能性解决了传统 ADCs 通常与临床相关的挑战。BsADCs 呈现出显著提高传统 ADCs 疗效的有希望的途径，超越了常规目标和支架范式。最近的进步推动了 BsADCs 进入 I/II 期临床试验，标志着它们的发展取得了实质性进展。尽管如此，挑战依然存在，主要归因于实体瘤的复杂性，包括因素、区域异质性、组织紊乱和渗透性差。必须完善 BsADCs 的设计策略以克服这些挑战。在这篇综述中，我们总结了 BsADCs 的最新设计考虑和进展，目标是为未来的药物设计指明方向。虽然现有的进展值得注意，但 BsADCs 的持续发展和应用在以下方面面临独特挑战。 4.1. 扩大抗体骨架 BsADCs 的当前目标选择仍然有些有限，主要关注 HER2、c-MET 和 EGFR。然而，双特异性策略有潜力扩大目标范围，包括那些内化能力差或表达水平低的目标。考虑到 BsAbs 的多样性，进一步丰富 BsADCs 的抗原选择可以多样化抗肿瘤机制。有希望的途径包括基于 T 细胞参与或 PD-L1 靶向 BsAbs 的免疫调节 BsADCs。抗体骨架有限的原因可能是找到合适的共表达抗原组合的困难。有限的抗体骨架选择可能源于找到合适的共表达抗原组合的挑战。用 BsAbs 的一个臂靶向特定表达或高度内化的抗原可以增强整体药效。利用适度稳定的可切割连接子和旁观者效应载荷设计非内化 BsADCs，通过将可选目标扩展到细胞外间隔，显示出前景。除了 IgG 类似 BsAbs，非 IgG 类似 BsAbs（缺乏 Fc 区域）提供了简单结构、良好的渗透性和低免疫原性等优势。通过聚乙二醇修饰和 Fc 片段融合等长期平台技术解决其半衰期挑战，是值得进一步探索的途径。作为 BsADCs 的特异性，多特异性抗体，特别是三特异性和四合一抗体，代表了一个新机会。这些预计将解决受体冗余、非靶向毒性和实体瘤异质性的挑战。这种方法还有潜力满足未来更个性化和精确治疗的需求。 4.2. 清除异质的耦合方向 通过基于功能团的随机化学耦合来构建 BsADCs，存在异质耦合方向的风险。这种异质性可能破坏双特异性结合模式，并改变 BsADCs 的物理和药代动力学（PK）属性。位点特异性共轭策略可以产生具有均匀药物抗体比（DAR）的 BsADCs。在随机耦合的背景下，评估耦合策略对抗体结合模式潜在影响至关重要。这种细致的评估预计将有助于改善由于随机耦合导致的不均匀 DAR 引起的副作用和药效不佳问题。均匀 DAR 不仅提高了药物递送的精确性，还确保了治疗反应的一致性，这是 BsADCs 设计和开发中的关键考虑因素。需要强调的是，位点特异性共轭的基础在于精心选择共轭位点，这是影响 ADCs 药效的关键因素。 4.3. 统一双特异性抗体的生成 在利用杂交瘤技术构建 BsAbs 过程中，重链和轻链之间的结构不一致性在链的组装中提出了挑战，导致产量和纯化效率降低。现代基因工程技术的出现，特别是“旋钮到孔”策略，在克服这一挑战方面取得了显著突破。随后，蛋白质工程成为 BsAb 生成的综合方法，尽管它具有固有的复杂性和成本增加。复杂的生产过程反过来导致了以低产量、变化的质量以及不可忽视的杂质为特征的广泛筛选。与蛋白质工程相比，抗体的化学修饰作为一种新颖的、模块化的、可复制的生产策略出现。这种化学策略展示了良好的产量，能够快速生成稳定、均匀且定义精确的 BsAbs。此外，探索创新的 BsAb 生成平台有着有希望的前景。 4.4. 阐明两个目标之间的参数 BsADCs 的多价结合模式和参数对彼此施加了相互限制和依赖。两个目标之间的设计考虑需要仔细审查，特别是关于亲和力大小、表达和价的变化。双特异性结合模式不仅通过价相互影响，还通过交叉臂结合影响整体内化。抗体结构和结合表位之间的分子距离进一步促成了结合动态，影响抗原-抗体复合物的特性和随后的治疗活性。除了亲和力，癌细胞系表面抗原的表达阈值在决定整体药效方面发挥关键作用。解决这些关键点需要对具有不同亲和力的结合臂组合进行全面筛选，以实现最佳生物活性。尽管工作量很大，但 AI 和机器学习技术，如 RF 扩散模型的整合，预计将在基于不同结合臂生成和评估 BsAbs 方面带来新的优势。 4.5. 利用和劫持运输 BsAbs 可以通过利用 BsAb 的初始特异性仅作为第二特异性的运输方式，这种现象本质上是义务的，并且依赖于顺序结合，被称为“piggyback”或“hijacking”。一个说明性的例子是利用低亲和力转铁蛋白受体的 BsAb 平台，以 piggyback b-分泌酶抗体，促进有效通过血脑屏障。我们报道了靶向 CD63、PRLR 和 APLP2 的 BsADCs 证明了劫持溶酶体运输的能力。此外，EphA2 的靶向不仅促进了 BsADCs 通过血脑屏障，还增强了药物内化，强调了其作为 BsADCs 首选目标的效力。在这些策略的基础上，设计能够熟练穿越生物屏障和逃避溶酶体降解的 BsADCs 有希望。 4.6. 解决潜在的安全性问题 虽然 BsADCs 致力于提高特异性，从而减少非靶向毒性和副作用，但早期临床数据，如 ZW49、MEDI4276 和 BL-B01D1 所展示的，其临床安全性概况并不像预期的那样有希望。非靶向毒性成为与 ADC 相关的毒性中的一个主要特征。然而，仅依靠 BsAbs 可能不足以充分解决减少非靶向毒性的迫切需求。除了抗体创新外，围绕连接子-载荷复合物的关键讨论也是不可或缺的，包括连接子稳定性、均匀共轭策略、DAR 和旁观者杀伤效应的考虑。鉴于与 BsADCs 相关的潜在毒性的多方面原因，优化抗体、连接子和载荷组分的协同作用变得至关重要。除了载荷-连接子复合物外，剂量优化策略和给药方法，如皮下给药，有望解决 BsADCs 的剂量依赖性毒性问题，提高治疗指数。在早期临床试验中纳入药物基因组学分析是识别在接受 BsADCs 治疗后有更高不良事件风险的患者人群特征的有希望的途径。 总结来说，独特的双特异性靶向模式的出现为 ADC 领域注入了新的创新，标志着新一代 ADC 的到来。尽管仍处于发展初期阶段，BsADC 呈现出具有相当潜力的新颖方法。然而，早期临床试验遇到了重大挑战。人们高度期待上述策略的实施将导致创新 BsADCs 的成功设计。这一成就对于克服传统 ADCs 面临的现有临床挑战以及创造更精确靶向药物具有重要意义。除了 BsADCs，一系列下一代策略有望对新型 ADC 设计做出划时代的贡献。这些包括具有双重载荷的 ADCs、免疫调节 ADCs、放射性药物偶联物、掩蔽 ADCs、ADC 组合疗法和肽-药物偶联物。未来将评估这些策略的应用，无论是单独还是组合，用于新型 ADC 的设计，为该领域的进展提供了重要的前景。 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。