Pivekimab Sunirine

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。

摘要：抗体-药物偶联物（ADCs）是一类用于治疗癌症的靶向治疗剂。ADC开发是一个迅速扩展的研究领域，目前有超过80个ADC处于临床开发阶段，并且已有11个ADC（其中9个含有小分子有效载荷，2个含有生物毒素）获得FDA批准使用。与传统的小分子方法相比，ADCs提供了增强的癌细胞靶向能力以及减少的毒副作用，使它们在肿瘤学领域成为一个有吸引力的前景。为此，本教程综述旨在作为ADCs的参考材料，为读者提供对ADCs的全面理解；它分别探讨并解释了每个ADC组成部分（单克隆抗体、连接体和细胞毒性有效载荷），通过案例研究突出了几个EMA和FDA批准的ADC，并提供了ADC研究领域的简要未来展望。 1.引言 细胞毒素药物通常作为传统化疗方案的一部分用于治疗不同癌症。虽然这些方案对某些类型的癌症，如睾丸癌和霍奇金淋巴瘤，可能是有效的，但细胞毒素药物的非特异性作用意味着快速分裂的健康细胞也会受到攻击，导致化疗常见的副作用，如脱发、恶心和疲劳。靶向治疗领域旨在通过利用正常细胞和癌细胞之间的微妙差异，寻找更安全、更有效的治疗剂，抗体-药物偶联物（ADCs）就是这种方法的一个例子。ADCs由三个组成部分组成——单克隆抗体、连接体和细胞毒素药物——它们是迄今为止开发的最复杂的药物之一，结合了专门抗体的癌症靶向能力与细胞毒素药物的杀癌能力，选择性地杀死癌细胞。德国化学家保罗·埃尔利希广泛被认为是“化学疗法”一词的创造者，意思是使用化学物质治疗疾病。基于他与抗体的工作，埃尔利希构想了一种魔法子弹（zauberkugel），它将允许选择性地靶向病原体微生物而不伤害人体。1983年，几乎八十年后，这个概念被用来实现ADC疗法的第一次人体试验。抗体、连接体和有效载荷技术的后续进步推动了进一步ADCs的开发，这些ADCs具有提高的效力和血清半衰期，减少的免疫原性和与早期努力相比对癌细胞的改进特异性。今天，FDA批准了九种ADCs用于临床使用（图1），ADC开发领域正在迅速扩展，预示着新一代改进的抗癌治疗剂。 图 1. ADC疗法的演变。根据Perez等人的工作重新绘制的图表。 2.抗体-药物偶联物组成部分 2.1.抗体 2.1.1.抗体基础 抗体，也称为免疫球蛋白，是大型的Y形糖蛋白，作为人类身体对包括细菌和病毒在内的感染病原体的保护者。由浆细胞（从激活的B淋巴细胞发展而来的免疫细胞）产生，抗体能够选择性地结合特定的抗原（病原体外表面的结构），并直接靶向病原体（通过抑制对病原体生存至关重要的抗原的功能）或通过标记病原体供免疫系统的其他组成部分攻击。虽然人体中发现的抗体是多克隆的（由不同的浆细胞谱系产生，识别各种不同的抗原），但在治疗应用中常用的抗体是单克隆的（由相同的浆细胞的相同副本产生的克隆，针对单一抗原）以提供更有针对性的效果，术语“单克隆抗体”通常缩写为mAb。这种对给定目标抗原的特异性推动了mAbs在ADCs中的使用，其中通过连接体将细胞毒素剂共价连接到mAb上，导致将细胞毒素剂输送到目标细胞，并与单独的细胞毒素剂相比减少了毒性。 2.1.2.抗体结构 所有抗体共享一个共同的核心结构（图2），由两个重多肽链（蓝色）和两个轻链（橙色）组成。这些链由各种区域组成，要么是恒定的（C），要么是可变的（V），并通过多个链间和链内二硫键以及各种非共价相互作用组装成Y形结构。附着在重多肽链上的短糖链增加了抗体的水溶性，而抗体中间的灵活“铰链”区域允许它适应目标细胞表面上抗原的不同排列。 图 2. 一般抗体结构（价数 2）。 抗体的两个片段抗原结合（Fab）区域每个由一个轻链的全部（VL和CL区域）和一部分重链（VH和CH1区域）组成。VH和VL域形成每个Fab区域的尖端，每对都包含一个互补位点（抗原结合位点）。互补位点选择性地结合到目标抗原上的一个特定位置，称为表位（抗原决定簇），赋予抗体对该抗原的结合特异性。抗体中互补位点的位置以及可能产生的不同Y尖端结构的多样性，解释了不同已知抗体在抗原结合上观察到的巨大变化。相比之下，抗体的可结晶片段（Fc）区域，由成对的相同CH2和CH3区域组成，与细胞表面Fc受体（FcRs，在各种细胞类型中发现，包括巨噬细胞、B淋巴细胞和自然杀伤细胞）结合，并允许抗体在威胁响应中激活免疫系统。 血清中发现的抗体可以根据其重链恒定区域（CH1、CH2和CH3）的氨基酸序列细分为五种同种型（类别）——免疫球蛋白M（IgM）、IgD、IgG、IgE和IgA。IgM抗体有重链称为μ链，IgD有δ链，IgG有γ链，IgE有ε链，IgA有α链。人类抗体还有两种类型的轻链，称为κ-和λ-链；抗体可以由任何单一重链类型和任何单一轻链类型形成。不同的同种型在价数（抗体结合抗原的“臂”的数量）上也有所不同；例如，IgM抗体可以通过五个单独抗体的Fc域的连接形成五聚体结构，每个结构有十个互补位点。IgG同种型，最常用于癌症免疫治疗，可以根据差异进一步细分为IgG1、IgG2、IgG3和IgG4亚类，包括铰链和上CH2区域的氨基酸序列的变化。这些Fc区域差异赋予亚类不同的效应功能。 2.1.3.抗体功能 一些用于癌症免疫治疗的单克隆抗体展示了直接细胞毒性效果。例如，人源化抗 HER2 IgG1 单克隆抗体曲妥珠单抗（赫赛汀）阻断了与细胞功能和增殖相关的肿瘤抗原的信号传导。关于间接单克隆抗体细胞毒性机制，不同的抗体同种型促进不同类型的免疫反应。这些间接作用机制可以广泛地分类为（i）抗体依赖性细胞介导的细胞毒性，（ii）补体依赖性细胞毒性，（iii）补体依赖性细胞介导的细胞毒性，以及（iv）促进自然抗肿瘤免疫反应机制。作为抗体依赖性细胞介导的细胞毒性的一个例子，免疫效应细胞如巨噬细胞和自然杀伤细胞结合到 IgG 单克隆抗体的 CH3 区域，通过吞噬作用（巨噬细胞）或释放有毒颗粒（自然杀伤细胞）触发肿瘤细胞死亡。相比之下，补体依赖机制反而指的是通过抗原-抗体（IgG1、IgG3、IgM）结合激活经典途径。经典途径是触发补体系统的一种途径。补体系统，也称为补体级联，是一个涉及超过 20 种血浆蛋白的免疫学酶级联，这些蛋白在肝脏中合成，触发吞噬作用、炎症和目标细胞的溶解。最后一种效果是通过形成膜攻击复合物（MAC）实现的，它在目标细胞的膜上形成孔洞。与 IgG1 和 IgG3 作为经典途径的强大激活者不同，IgG2 和 IgG4 是效率较低的触发器，而是诱导更多情况依赖性、微妙的反应。关于抗体结构和功能的更详细讨论超出了本综述的范围，可以在其他地方找到。 2.1.4.用抗体靶向癌细胞 使用小分子治疗剂作为抗癌化疗药物的一个关键问题是脱靶毒性，因为这些药物无法有效地区分肿瘤细胞和正常的健康人类细胞。ADC 在这方面具有优势，因为将细胞毒素剂连接到靶向肿瘤的抗体上允许更有针对性的治疗。为了将细胞毒素药物输送到正确的细胞，相关的抗体需要对其目标抗原具有足够的结合亲和力和特异性。从历史上看，这种靶向是困难的，因为正常人类细胞和肿瘤细胞之间的固有相似性——与例如细菌细胞相比——以及结果缺乏细胞表面抗原来靶向。然而，1970 年代末，Lloyd J. Old 及其同事发现了第一种肿瘤特异性抗原（仅在癌细胞上而不在正常人类细胞上发现的细胞表面抗原），这表明选择性靶向肿瘤细胞确实可能。 在设计ADC时，选择目标肿瘤特异性抗原是一个重要的决定。常见的肿瘤特异性抗原类型包括糖蛋白、细胞外基质蛋白和细胞表面蛋白。一些肿瘤特异性细胞表面蛋白的例子包括HER2（乳腺癌）、CD30（淋巴瘤）和CD33（急性髓细胞白血病）。由于大约90-95%的急性髓细胞白血病患者在其白血病髓系前体细胞表面表达CD33蛋白，因此它是抗体治疗的理想肿瘤特异性靶标。然而，值得注意的是，（i）具有高抗原亲和力的ADC并不具有高实体瘤穿透性，（ii）细胞表面目标抗原表达的分布决定了ADC的治疗窗口，以及（iii）肿瘤中高抗原表达水平并不一定保证ADC将非常有效。Polson等人提出，肿瘤抗原密度与ADC效力之间的相关性取决于肿瘤细胞的类型，因为每种抗原在与ADC形成复合物后的内化速率不同。 含有单克隆抗体的治疗可能遇到的一个潜在问题是它们大尺寸对药代动力学特性的影响。在ADC中，单克隆抗体相对于其载荷细胞毒素的大小意味着单克隆抗体占任何给定ADC质量的90%以上。然而，虽然这确实导致其在健康组织中的分布减少，包括代谢和排泄器官（例如，肝脏、肠道、肌肉、皮肤），但肿瘤特有的渗漏血管意味着在分布到肿瘤部位时不会遇到这样的问题。以这种方式，基于单克隆抗体的治疗享有更长的半衰期和对肿瘤细胞的更大选择性。 2.1.5.单克隆抗体的类型 用于基于抗体治疗的四种主要不同类型的单克隆抗体是小鼠、嵌合、人源化和人类单克隆抗体。这些在表1中进行了总结。 历史上，来自高度免疫动物的抗血清被用来治疗白喉等疾病。因此，最初实现ADC化合物的努力是使用小鼠来源的抗体。然而，随后发现了小鼠抗体固有的问题（高免疫原性、在人类中效果差、血清半衰期短），以及1975年Georges Kohler和Cesar Milstein发现的杂交瘤技术，导致了从小鼠抗体向嵌合抗体（具有人类恒定区和小鼠可变区的抗体）的转变。杂交瘤技术涉及将抗原注射到小鼠体内，引起免疫反应，从而释放B细胞，然后将这些B细胞与骨髓瘤（癌变的B细胞）融合，创建出称为杂交瘤的杂交细胞系。将B细胞的抗体产生能力与骨髓瘤的增加寿命和繁殖力结合起来，杂交瘤可以在培养中生长，并且它们产生的mAbs可以被纯化。然而，尽管减少了小鼠来源的抗体区域，嵌合抗体也被发现在人类中遭受与小鼠抗体类似的免疫原性问题。为了解决这个问题，开发了人源化抗体，其中小鼠来源的区域被限制在可变区末端的补体决定区（CDR）环，这些环控制着抗原结合的特异性。最后，包括在大肠杆菌中表达编码人类可变链区域的基因以及通过噬菌体展示技术表达和随后纯化人类可变域的技术里程碑，使得完全人类抗体（抗体的所有组成部分都来自人类）得以实现。目前大多数获批用于临床使用或正在开发的ADCs使用人源化或人类单克隆抗体。人源化和人类mAbs现在被认为是首选，因为它们的使用确保了足够的抗原亲和力和特异性、长的血清半衰期和最小的免疫原性。然而，这一规则也有例外；Brentuximab vedotin（Adcetris®, FDA和EMA批准用于复发/难治性霍奇金淋巴瘤和系统性间变性大细胞淋巴瘤）就是一个使用嵌合mAb的ADC的例子。 2.1.6.影响ADCs中单克隆抗体选择的因素 就ADC疗法而言，mAb最重要的属性是高目标抗原特异性，因为如果ADC与非目标抗原（即健康细胞）形成非特异性结合，其后果可能是不可预测的，可能包括脱靶毒性和由于免疫原性导致的过早从循环中清除，导致有限的目标暴露、降低治疗效果和不良副作用。其他重要特性包括对目标抗原的高结合亲和力、最小的免疫原性和能够实现抗肿瘤活性所需目标暴露的半衰期。 IgG同种型在ADC开发方面仍然是最受欢迎的，尽管对目前批准的ADC疗法（表2）和处于临床开发阶段的ADCs的分析显示，这几乎完全限于IgG1亚类。这可以通过考虑IgG1亚类和其他IgG亚类的属性来解释。IgG1抗体在血清中的稳定性与IgG2和IgG4抗体相似（21天），但它们更能激活经典补体途径，并且对IgG结合Fc-γ受体（FcγRs）的结合亲和力更高，这意味着IgG1抗体在触发所需的免疫反应方面更有效。IgG2抗体，作为补体的触发因素效果较差，也因为它们能够形成共价二聚体而受到不利影响，尽管这被认为可以改善效应功能的触发并帮助mAbs结合到细菌抗原，但也可能引起聚集并使ADC失效。IgG3抗体相对于其他IgG亚类有较短的半衰期，这意味着它们不适用于治疗用途，尽管它们是有效的溶细胞剂。IgG4抗体也不优选，因为它们可以通过与其他IgG4抗体交换一对轻链和重链形成新的杂交、双特异性mAbs（具有两个Fab区域中非相同互补位点的抗体，从而能够结合到同一抗原或不同抗原的两个不同表位），尽管这可以通过用IgG1 mAb的CH3结构域替换IgG4 CH3结构域来克服。与IgG2抗体类似，它们也是效应功能差激活剂。 然而，选择mAb是否根据上述标准直接相关于改进的ADCs仍有待最终确定。例如，Drachman和Senter认为，人类mAbs与其嵌合和人源化对应物相比的较低免疫原性尚未在临床试验中得到证明，因为晚期癌症患者无法发展出以前对小鼠和嵌合mAb治疗反应中观察到的mAb靶向抗体。此外，Goldmacher和Kovtun提出，最初认为ADC目标亲和力与细胞毒性之间存在正相关是错误的，因为具有高目标亲和力的ADC可能迅速与肿瘤周围的血管结合，而不是均匀地结合到所有存在的肿瘤细胞上。因此，设计一个用于ADCs的优化mAb仍然是一个具有挑战性的任务。 2.2.连接体 ADCs开发中最大的挑战之一是选择合适的连接体，将细胞毒素载荷与mAb共轭。连接体化学影响ADC的各种属性，包括毒性、特异性、稳定性和效力，因此已经研究了广泛的可能连接体结构。连接体可以广泛地分类为可裂解的（载荷能够在肿瘤部位从mAb分离）或不可裂解的（载荷和mAb保持结合在一起，在内吞后mAb被降解），这反过来又影响个别ADCs的作用模式。 2.2.1.可裂解连接体 可裂解连接体的关键思想在于选择性裂解的概念；连接体需要在血液中保持完整，只有在肿瘤部位裂解以释放细胞毒素载荷。过早的连接体裂解可能导致所谓的旁观者杀伤现象，其中载荷可以扩散到肿瘤部位附近的靶抗原阴性细胞和/或逃逸到系统循环中。有趣的是，虽然如果健康细胞受到影响，这可能是不利的，但旁观者杀伤也可以让载荷扩散到抗原阴性的肿瘤细胞（缺乏ADC目标抗原的肿瘤细胞），这些细胞否则不会被ADC靶向，从而有助于完全根除肿瘤。由于需要穿过细胞膜，旁观者杀伤只有在释放的载荷是非极性的和电荷中性时才会观察到。 选择性裂解是通过利用肿瘤细胞环境的独特属性实现的，例如癌症细胞细胞质中存在的某些酶或不同细胞间室之间pH值的变化。在ADCs中常用的三种可裂解连接体是腙、二硫键和肽连接体（图3）。腙连接体在血液中的中性pH条件下稳定，但一旦进入癌细胞的内体和溶酶体间室就更容易水解。相比之下，二硫键连接体通过谷胱甘肽还原以实现载荷释放，并利用肿瘤细胞中较高的谷胱甘肽浓度（1-10毫摩尔/升）与血液（5微摩尔/升）相比。二肽连接体，也称为酶可裂解连接体，确保ADC在循环中保持稳定，并且只有在癌细胞细胞内溶酶体环境中通过溶酶体蛋白酶，如在几种癌细胞类型中过度表达的组织蛋白酶B，才发生裂解。例子包括缬氨酸-瓜氨酸（Val–Cit，在Adcetris®[30]中发现），缬氨酸-丙氨酸（Val–Ala，在ADC Therapeutics的loncastuximab tesirine中发现）和丙氨酸-丙氨酸（Ala–Ala，在ImmunoGen的IMGN632中发现）二肽连接体。这些通常与对氨基苄氧羰基（PABC）间隔单元一起使用，该间隔单元将二肽和载荷部分分开，并允许组织蛋白酶B更好地接触裂解位点。与腙和二硫键连接体类型相比，基于肽的连接体在稳定性和特异性方面得到了改善，因为它们对血清蛋白酶的敏感性降低，相对pH不敏感，并且选择性地被低pH活性蛋白酶裂解。 图 3. ADCs中使用的不同连接体结构。(a) 可裂解的腙连接体和二硫化物触发器，如在Mylotarg®中使用；(b) MC–Val–Cit–PABC连接体，结合了不可裂解的MC和可裂解的二肽Val–Cit连接体以及PABC间隔单元，如在Adcetris®中使用；(c) 不可裂解的MCC连接体，如在Kadcyla®中使用。 2.2.2.不可裂解连接体 虽然可裂解连接体经历水解或酶促裂解，但不可裂解连接体不断裂，并且在抗原特异性内吞后，只有在mAb完全溶酶体降解后才释放细胞毒素载荷。不可裂解连接体相对于其可裂解竞争对手的关键优势是，不可裂解连接体赋予ADCs更长的血浆半衰期，减少的脱靶毒性，并且通常更宽的治疗窗口。在ADCs中使用的常见不可裂解连接体是基于马来酰亚胺型结构的，如马来酰亚胺己酰（MC，在AbbVie的depatuxizumab mafodotin中发现）和4-马来酰亚胺甲基环己烷-1-羧酸盐（MCC，在Kadcyla®中发现）连接体（图3）。特别是MC连接体已经看到不同的用途，单独作为不可裂解ADC的一部分使用（例如，AbbVie的depatuxizumab mafodotin）或作为将mAb和可裂解二肽连接体序列分开的间隔单元（例如，Adcetris®），所有市场销售的含有单甲基auristatin E（MMAE）或单甲基auristatin F（MMAF）弹头的ADCs都使用这种连接体。 2.2.3.药物-抗体比率和均质性 ADC效力的重要决定因素包括连接体稳定性和ADC内吞作用；因此，为了实现足够的细胞毒性，需要在每个mAb上附加一定数量的连接体-药物单元。每个抗体平均药物分子数通常称为药物-抗体比率（DAR）。Hamblett等人研究了MMAE载荷和抗CD30 mAb的不同DAR，并得出结论，最佳DAR在两个到四个之间；增加DAR与体外效力和血浆清除率的增加正相关，但与小鼠最大耐受剂量的减少负相关。高DAR也与增加的ADC聚集相关——这是不可取的，因为这可能导致改变ADC器官更新和清除机制——这可能解释了Hamblett等人的发现，即DAR为四个和八个在体内具有可比的抗肿瘤活性。 除了实现一致的DAR外，ADC设计的另一个目标是均质性（个体mAb之间连接点的一致性）。这两种属性在技术上都具有挑战性，因此第一个临床批准的ADCs高度异质，具有不同的载荷-连接体/抗体比率范围。ADC均质性与连接体与mAb的结合方法内在相关。结合通常通过抗体半胱氨酸（硫醇）或赖氨酸（ε-氨基）残基侧链实现；而赖氨酸侧链通常未修饰，半胱氨酸残基的硫醇基团几乎完全以二硫键形式存在，因此在结合之前需要选择性还原。例如，人类IgG1具有4个链间和12个链内二硫键；选择性还原前者（对mAb的结构完整性不重要）可以产生多达八个硫醇用于连接体结合。相比之下，mAb中的赖氨酸残基数量远远超过这个数字，这意味着虽然可能实现更高的DAR，但与半胱氨酸结合的ADCs相比，异质性更大。然而，Yoder等人的案例研究评估了CX–DM1连接体-载荷到人源化mAb的不同结合模式，得出的结论是等效半胱氨酸和赖氨酸结合的ADCs之间的差异可能是高度案例依赖性的——在他们的情况下，赖氨酸结合的形式在效力方面略优于半胱氨酸结合的，并且他们主张研究不同的结合方法以优化任何给定的ADC疗法。ADC均质性和DAR一致性的话题仍然是活跃的研究领域，并且在其他地方进行了更详细的审查。 2.2.4.连接体技术的最新进展 新的连接体类别。Kern及其同事研究了ADCs作为实现系统性糖皮质激素治疗（一种结合糖皮质激素受体以介导炎症的皮质类固醇激素亚类）的方法，而无需观察到mAb导向靶向时观察到的众多副作用。作为这项工作的一部分，他们报告了一种新型焦磷酸二酯连接体，它结合了高血浆稳定性和水溶性以及通过酶促裂解的快速溶酶体释放。另外，Bargh等人报告了一对新型硫酸酶可裂解的芳基硫酸酯连接体，与Val–Ala和Val–Cit二肽连接体相比，具有更优越的小鼠血浆稳定性；使用芳基硫酸酯连接体将MMAE结合到曲妥珠单抗上，得到的ADCs对HER2阳性细胞有效。 位点特异性连接体。正如前面所提到的，通过使用位点特异性连接体可以提高ADC均质性，例如那些选择性地将载荷分子连接到mAb的保守N-糖基化残基（通过一个氮原子连接一个或多个糖分子的氨基酸，通常是天冬酰胺的侧链酰胺氮）上。Faridoon及其同事最近报告了两种这样的连接体，2-氨基苯胺氧化酶和巯基乙基吡唑啉，他们使用这些连接体在几乎中性pH和无催化剂的条件下，在水溶液中将Val–Cit–PABC–MMAE基团连接到醛基功能化的N-糖基化位点。实现结合位点特异性的其他方法包括在mAb结构中包含遗传编码的非天然氨基酸，添加在预定mAb位置上的半胱氨酸残基用于半胱氨酸选择性结合和酪氨酸选择性点击类结合反应。 三肽可裂解连接体。缬氨酸-瓜氨酸二肽连接体在人类血浆中稳定，但在小鼠血浆中不那么稳定，导致在小鼠循环中过早释放载荷。为了解决这个问题，Anami等人开发了谷氨酸-缬氨酸-瓜氨酸（EVCit）三肽连接体，该连接体在小鼠和人类血浆中展示了改善的稳定性，同时也保留了其前体对蛋白酶敏感的特性。使用EVCit–PABC连接体构建的抗HER2 ADC在体内展示了优越的长期稳定性，并在HER2阳性乳腺癌的异种移植小鼠模型中与含Val–Cit的对照相比，展示了改善的治疗效果。Poudel及其同事随后将EVCit三肽单元与间酰胺对氨基苄氧羰基（MA–PABC）基团结合，进一步提高了小鼠血清稳定性。 连接体亲水性。连接体亲水性很重要；如果载荷和连接体都是疏水性的，那么产生的ADCs可能会聚集，导致通过网状内皮系统从血液中清除和肝毒性。Zhao等人研究了是否可以通过使用亲水性连接体，如包含带负电荷的磺酸基团或聚乙二醇（PEG）基团的连接体，在抗体-美登素ADCs中避免这种情况，并得出结论，这样的连接体允许实现比传统不可裂解连接体更有效的ADCs，并且DAR更高，同时还保持了目标抗原的亲和力。 生物正交连接体裂解。通过使用可以进行生物正交裂解（通过一种不干扰生物体生化过程的化学反应进行裂解）的连接体，也研究了ADC载荷的靶向递送。Stenton及其同事开发了一种硫醚丙炔基碳酸酯连接体，该连接体在室温下选择性地通过钯金属复合物Pd(COD)Cl2介导的裂解。通过连接体将多柔比星结合到抗HER2抗体片段上，得到的ADC在体外也实现了完全载荷释放。然而，尽管裂解反应所需的钯复合物的非毒性量很低，但未复合的钯的毒性以及Pd(COD)Cl2催化剂缺乏细胞选择性意味着需要进一步的工作才能使这种方法在临床上可行。 2.3.载荷 ADCs中使用的载荷往往是细胞毒素化合物，其毒性太大，无法单独用作抗癌药物。这是因为单独的mAb可以容纳相对较少的载荷分子（见药物-抗体比率和均质性），并且可能只有一小部分的给药ADC治疗会到达肿瘤部位。ADC载荷通常比用作小分子化疗药物的化合物强100-1000倍，并且具有亚纳摩尔活性，然而——由于Sedlacek等人估计，注射剂量的ADC不到0.01%会到达每个克肿瘤——细胞毒素效力在皮摩尔范围内并不罕见。其他理想属性包括有利于对癌细胞毒性的机制（例如，抗有丝分裂剂），并且，如果不需要旁观者杀伤，释放的细胞毒素中存在可电离功能团（例如，羧酸）以帮助防止细胞毒素穿过生物膜。 载荷类别ADCs中可用的载荷类别相对较少，它们要么是微管抑制剂，要么是与DNA相互作用的药剂。目前市场上的ADCs包含属于三类主要细胞毒素的载荷；卡利奇霉素（例如，在Mylotarg®中发现的卡利奇霉素γ1衍生物）、auristatins（例如，在Adcetris®中的单甲基auristatin E (MMAE)）和美登木素（例如，在Kadcyla®中的DM1）。最近，人们有兴趣使用其他类别的高度有效的抗有丝分裂化合物作为ADC载荷，如duocarmycins、amanitins和pyrrolobenzodiazepines 。下面更详细地讨论了这些类别（图4）。 图 4. ADCs中使用的各种载荷类别的代表性成员的结构。 Amanitins。阿马托辛是一组天然存在的双环八肽，它们的名字来源于它们所在的蘑菇属（Amanita spp.）。它们结合并抑制RNA聚合酶II的作用，破坏转录和蛋白质合成。在阿马托辛中，α-amanitin和β-amanitin作为ADC载荷的应用已经得到了最好的研究；两者的吸引力都包括高效力和血浆稳定性、亲水性、扰乱代谢的靶点、容忍连接体而不丧失细胞毒性，最重要的是，能够杀死休眠的肿瘤细胞以及分裂的细胞。使用amanitin型载荷的最先进ADC是Heidelberg Pharma的HDP-101，这是一个临床前候选药物，它通过一个可裂解的缬氨酸-丙氨酸二肽连接体将B细胞成熟抗原靶向mAb与α-amanitin结合起来。 Auristatins。最初已知的auristatins，dolastatins 1和2，最初是从楔形海兔Dolabella auricularia中分离出来的。这种微管抑制细胞毒素家族结合在微管长春碱结合域，导致细胞在中期停滞。dolastatin 10的结构被用作衍生物单甲基auristatin E (MMAE)和单甲基auristatin F (MMAF)的基础，它们都具有N-末端次级胺（而不是dolastatin 10中的三级胺），允许直接连接连接体。由于其C-末端羧酸基团，MMAF比MMAE更不能穿过细胞膜，但MMAF也更亲水，聚集倾向较小，并且比MMAE显示出更低的系统毒性。市场上的ADCs Adcetris®, Padcev®和Polivy®都包含MMAE载荷。 Calicheamicins。最初由Lederle实验室的科学家在1980年代从Gram阳性细菌Micromonospora echinospora subsp. calichensis中分离出来，卡利奇霉素是一类具有强大活性的enediyne抗肿瘤抗生素，对Gram阳性和Gram阴性细菌以及人类癌细胞系都有强大的活性。这些药剂是与DNA相互作用的；释放自mAb后，游离的卡利奇霉素被谷胱甘肽还原，触发分子内迈克尔加成和Bergman环化，形成双自由基物种。这结合在DNA双螺旋的小沟中，导致双链DNA断裂和细胞死亡。市场上的ADCs Mylotarg®和Besponsa®都包含卡利奇霉素载荷。 Duocarmycins。Duocarmycins是一类次要沟槽结合，DNA烷基化的天然产物，它们在1970年代首次从链霉菌细菌中分离出来，形成与腺嘌呤碱基的N3位置的共价键，并诱导凋亡。第一代CC-1065在白血病L1210细胞中显示出皮摩尔活性，但受到肝毒性的阻碍；然而，它的衍生物却取得了更大的成功。Byondis的曲妥珠单抗duocarmazine，一种目前正在进行3期临床试验的HER2靶向ADC，使用这样的衍生物，seco-DUBA作为其载荷。 Maytansinoids。在Kadcyla®中使用的治疗性载荷美登木素（也称为DM1），是1972年Kupchan及其同事从植物Maytenus serrata中提取的天然产物美登木素的衍生物。美登木素及其衍生物美登木素通过在长春碱结合位点结合微管来诱导有丝分裂停滞，以抑制微管聚合，尽管美登木素本身由于治疗窗口狭窄而不适合用作化疗药物。目前，拥有美登木素载荷的ADCs，包括batansine（Bio-Thera Solutions的BAT8001）、DM1（ImmunoGen的lorvotuzumab mertansine）和DM4（ImmunoGen的SAR566658），正在进行2期或3期临床评估。 Pyrrolobenzodiazepines。Pyrrolobenzodiazepine (PBD)家族的DNA相互作用抗癌药剂最初是在1965年首次报道的，当时从Streptomyces refuineus sbsp. thermotolerans中分离出第一代anthramycin，并由Leimgruber及其同事进行了表征。PBDs是次要沟槽结合化合物，通过亲核攻击亲电的亚胺功能团与鸟嘌呤碱基的C2氨基形成共价键。自从它们被发现以来，已经描述了各种天然和合成的anthramycin类似物，包括PBD单体和二聚体（两个PBD通过它们的C8位置连接在一起），瑞士生物技术公司ADC Therapeutics S.A.目前有几种含有PBD二聚体的ADCs（camidanlumab tesirine, loncastuximab tesirine, epratuzumab-cys-tesirine, Vadastuximab talirine）在不同阶段的临床评估中。 3.临床中的抗体-药物偶联物  3.1.目前市场上的抗体-药物偶联物  迄今为止已有九种ADCs获得批准用于临床使用。它们在表2中简要总结。 3.2.一般作用机制 给药后，ADC的mAb组分识别并与靶肿瘤细胞表面的抗原结合。抗原结合后是内吞作用，其中ADC-抗原复合物在癌细胞内被内吞。接下来，需要从mAb中释放载荷细胞毒素以介导细胞死亡；对于不可裂解的连接体，内吞复合物通过溶酶体中的蛋白酶分解，释放细胞内的细胞毒素载荷，而对于具有可裂解连接体的ADCs，载荷释放的机制根据所使用的特定连接体而变化。在所有情况下，释放的载荷随后与其靶标结合，通过凋亡导致细胞死亡。 3.3.抗体-药物偶联物案例研究 3.3.1.辉瑞公司的Mylotarg® (Gemtuzumab Ozogamicin) 辉瑞公司以Mylotarg®品牌销售的Gemtuzumab Ozogamicin由一个抗CD33人源化IgG4κ单克隆抗体通过一个可裂解的腙连接体连接到卡利奇霉素γ1衍生物载荷（图5）。它优先与表达CD33表面抗原的细胞结合，导致Gemtuzumab Ozogamicin-CD33复合物内吞和溶酶体低pH环境中通过酸水解的连接体裂解，随后游离的卡利奇霉素被谷胱甘肽还原并诱导双链DNA断裂，导致细胞死亡。 图 5. gemtuzumab ozogamicin（Mylotarg，上）和trastuzumab emtansine（Kadcyla，下）的结构。 Gemtuzumab Ozogamicin是第一个进入临床的ADC，于2000年获得FDA加速批准，用于治疗复发或难治性CD33阳性AML，适用于无法接受其他细胞毒性化疗治疗的60岁以上患者。然而，加速批准要求进行市场后试验以确认治疗效果；多个这样的研究的负面结果（NCT00085709和ISRCTN17161961），以及与可能致命的肝静脉闭塞病等疾病的关联，促使辉瑞在2010年自愿撤回Gemtuzumab Ozogamicin。然而，基于随后试验（NCT00927498和NCT00091234）的积极结果，这些试验使用了分数剂量策略，Gemtuzumab Ozogamicin于2017年9月再次获得FDA批准，用于治疗新诊断的CD33阳性AML成人患者，以及治疗复发或难治性CD33阳性AML的2岁以上患者。 3.3.2.基因泰克公司的Kadcyla® (Trastuzumab Emtansine) 基因泰克公司以Kadcyla®品牌销售的Trastuzumab Emtansine由一个抗HER2人源化IgG1单克隆抗体通过一个不可裂解的MCC连接体连接到DM1载荷（图5）。Trastuzumab也以Herceptin®为商品名由基因泰克公司销售，作为治疗HER2阳性转移性乳腺癌的裸人源化单克隆抗体。与Gemtuzumab Ozogamicin不同，Trastuzumab Emtansine中的不可裂解连接体意味着，在ADC通过受体介导的内吞作用进入HER2阳性癌细胞后，需要在溶酶体内部发生mAb蛋白分解以释放游离的DM1载荷。DM1从溶酶体释放后，结合到微管的长春碱结合位点以抑制微管聚合，诱导有丝分裂停滞和细胞死亡。Trastuzumab Emtansine于2013年2月获得FDA批准，作为治疗先前接受过Trastuzumab和紫杉醇治疗的HER2阳性转移性乳腺癌患者的单药治疗；2019年5月，这一适应症扩展到包括在新辅助紫杉醇类化疗和基于Trastuzumab的治疗后仍有残留浸润性疾病的HER2阳性早期乳腺癌患者。 4.结论和未来展望  截至撰写本文时，已有9种ADC疗法获得FDA批准用于临床，并且至少还有84种正在进行临床评估，ADCs显然已经稳固地存在。考虑到它们相对于传统的小分子化疗药物在肿瘤细胞选择性和脱靶毒性方面的优势，这并不令人意外。然而，虽然本文讨论的大多数ADCs都与肿瘤学相关，但ADC概念在其他一些不相关的领域也有潜在的应用。这一点由基因泰克公司的ADC DSTA4637S为例，它是一种通过可裂解的缬氨酸-瓜氨酸二肽连接体与利福霉素衍生物共轭的工程化IgG1 mAb，目前正在进行1期临床试验，用于治疗MRSA感染。Lehar及其同事报告说，DSTA4637S能够根除对万古霉素有抗性的金黄色葡萄球菌感染，在小鼠感染模型中优于万古霉素，这是一个重要的发现，考虑到当前全球抗菌素耐药性问题。在抗炎领域，Kern及其同事寻求应用ADC概念，以实现一种系统性糖皮质激素药物，而不会有纯小分子方法可能带来的副作用。因此，我们期待着ADC方法在肿瘤学领域内外的进一步新颖应用。 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。