RG-6148

摘要：抗体-药物偶联物（ADC）领域经历了复兴，在过去的6年里，最近的大量开发投资和随后的药物批准。2022年11月，ElahereTM成为最新获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准的ADC。迄今为止，已在临床上针对各种肿瘤适应症测试了260多种ADC。本文回顾了目前已获得FDA批准的ADC（11）、目前正在临床试验但尚未批准的药物（164）以及临床试验后停产的候选药物（92）。这些经过临床测试的ADC通过其靶向肿瘤抗原、接头、有效载荷选择和达到的最高临床阶段进行进一步分析，突出了与已停产候选药物相关的局限性。最后，本文讨论了临床前证明可以提高治疗指数的生物工程修饰，如果掺入，可能会增加成功过渡到监管批准的分子比例。【NO.1】ADC作为一类新型靶向治疗药物2000年，随着美国食品和药物管理局（FDA）批准MylotargTM用于治疗急性髓性白血病（AML），一类新的精准药物抗体-药物偶联物（ADC）被引入肿瘤学临床实践。ADC分子将抗体介导的肿瘤抗原靶向的精确性与强效细胞毒性药物相结合，从而为恶性肿瘤创造了靶向递送载体。通过这种方式，ADC提供了一种通过限制正常组织中的有效载荷暴露来降低肿瘤外毒性的方法。虽然大多数ADC临床候选药物利用细胞毒性化疗有效载荷，但最近的ADC候选药物也加入了靶向小分子1和免疫调节剂。自MylotargTM首次注册以来的23年里，经过临床测试的267种ADC中只有12种获得了监管部门的批准;过去6年内发生了10次[图1]。对生物工程的见解和对效力较弱的接头有效载荷（例如EnhertuTM）的利用为该领域重新注入了活力，并迎来了新一轮的药物审批浪潮。图1：FDA批准的时间表。迄今为止，已有12款ADC获得FDA批准（绿框）。由于在批准后试验中未能满足必要的终点，两名候选药物MylotargTM和BlenrepTM的批准被撤销（红框）。MylotargTM随后以较低剂量与化疗联合使用重新获得批准。目前有11种ADC疗法已获得FDA批准。【NO.2】影响ADC活性的因素与标准化疗相比，ADC具有多项优势，特别是：（1）将细胞毒性有效载荷精确递送至表达所选靶抗原的细胞，（2）能够实现比全身给药更有效的细胞毒性有效载荷利用，（3）可能最小化靶向/脱靶肿瘤毒性。ADC设计成功后，其前景是能够扩大治疗指数，优于全身化疗。通过将细胞毒性有效载荷直接递送到肿瘤组织，最小有效剂量（MED）降低，靶向/脱靶肿瘤不良事件相应减少。对临床测试的ADC分子进行有效分析需要从根本上了解调节其生物活性的因素。ADC细胞毒性有效载荷递送的基本细胞过程有三个关键部分。首先，抗体与抗原阳性细胞表面的靶抗原结合。其次，抗原-ADC复合物通过受体介导的内吞作用内化到靶细胞中。第三，抗原-ADC复合物被溶酶体酶消化，释放出触发细胞死亡的细胞毒性有效载荷。如图2所示，这些基础ADC临床活性的基本细胞过程的有效性受到各种因素的进一步调节，特别是靶抗原、所产生抗体的功能属性、偶联化学、接头属性以及所选肿瘤适应症的有效载荷效力和有效性。图2.控制ADC活动的因素。灰色箭头表示ADC进入信元的路径。抗体与细胞表面的靶抗原结合，抗原-ADC复合物通过内吞作用内化，抗原-ADC复合物要么循环回细胞表面，要么过渡到溶酶体区室。溶酶体加工释放细胞毒性有效载荷（红点），最终触发细胞死亡。控制这一过程的因素包括靶抗原、抗体、将有效载荷连接到生物制剂的偶联方法、接头、有效载荷和选定的肿瘤适应症。【NO.3】已进入临床试验的肿瘤ADC分析在这里，我们回顾了截至2023年1月1日注册的至少一项针对肿瘤适应症的人体临床试验的ADC，这些ADC包含在Beacon靶向治疗临床试验和管道数据库（beacon-intelligence.com）中。我们纳入了具有以下两个要素的ADC：（1）包含抗体、抗体融合或抗体片段的靶向部分，以及（2）有效载荷。利用的有效载荷来自常规化疗类别或靶向小分子和/或免疫调节剂。放射性同位素ADC被排除在该分析之外。自1997年首次ADC临床试验以来的26年里，又有266种ADC在1200多项临床试验中进行了测试。在此期间，54个ADC项目已正式终止，38个ADC已从公司管道中删除。本综述涵盖的ADC分为（1）批准（由FDA），（2）活性（未获得FDA批准，但目前正在进行≥1项临床试验），以及（3）停产（不再列入公司的临床管道，无论是否宣布停产）[图3]。应该注意的是，所有已批准的ADC目前也参与了几项临床试验，尽管它们未被归入“活性”类别（以消除重复计算）。此外，除美国外，所有FDA批准的ADC都在其他国家获得批准。图3：经过临床测试的ADC。此条形图捕获了已进行临床测试的267种ADC，其中：11种已获得FDA批准（绿色扇区），164种处于活跃临床试验中（蓝色扇区），92种已停产（红色扇区）。此外，对于有源ADC，它们已被细分以突出其最高开发阶段（第1阶段-第4阶段，P1-P4）。第4阶段（P4）中列出的此类候选药物disitamabvedotin已在中国获得批准，但尚未获得FDA的批准。3.1经临床测试的ADC靶向的肿瘤抗原总结图4说明了肿瘤抗原靶标和临床测试的最先进阶段。迄今为止，ADC候选药物共靶向了106种肿瘤抗原。获批的11种ADC靶向10种独特的癌症抗原：5种ADC靶向血液癌抗原，6种靶向实体瘤[图5，表1]。精选抗原是多种ADC的靶标，包括HER2（41个候选抗原）、Trop-2（14）、CLDN18.2（11）和EGFR（11）。不到2%的临床ADC候选药物靶向选定癌症抗原的1个以上表位：本综述包括4个双特异性ADC和1个双旁位ADC。图4：经临床测试的ADC的抗原靶标。在临床测试的267种ADC中，260种具有已知抗原（7种未披露）。在临床试验的各个阶段（1期-4期，P1-P4）中靶向给定肿瘤抗原的ADC数量显示在FDA批准的ADC（绿色扇区，绿色文本）、有源ADC（蓝色扇区，蓝色文本）和已停产的ADC（红色扇区，红色文本）类别中。双抗原靶向ADC以斜体显示。紫色文本所示的4期HER2候选药物是disitamabvedotin，该药物已在中国获得批准，但尚未获得FDA的批准。图5：按有效载荷类别和恶性肿瘤设置分类的获批ADC。提供了批准的ADC药物名称和有效载荷。ADC根据所利用有效载荷的效力从上到下列出，其中PBD有效载荷最有效，SN-38有效载荷最弱。表1.FDA批准的ADC和批准适应症的属性3.2经临床测试的ADC使用的接头总结接头分为两大类：可切割和不可切割[图6]。在临床ADC中，54%使用可切割接头，这是最常用的接头类别。11种临床批准的ADC中有10种使用蛋白酶可切割的接头。在经过临床测试的ADC中，16%使用不可切割的接头，包括临床活性ADCBlenrepTM。只有一种获批的ADCKadcylaTM使用不可切割的接头。31%的临床测试的ADC未披露接头类别。图6：用于临床测试的ADC的接头。使用FDA批准的ADC（绿色）、有源ADC（蓝色）和已停产的ADC（红色）的外圈中显示了使用不同连接子类别的ADC的数量。FDA批准的ADC与其各自的连接子一起显示。3.3经临床测试的ADC使用的有效载荷总结有效载荷分为四大类：（1）微管抑制剂，（2）DNA损伤剂，（3）拓扑异构酶I抑制剂，以及（4）靶向小分子（SM）[图7]。微管破坏剂是经过临床试验的最大有效载荷类别（57%）。11种获批的ADC中有7种使用微管抑制剂有效载荷。DNA损伤剂是ADC的第二大有效载荷类别（17%）。在这个亚组中，45个分子中有26个使用高效的PBD有效载荷，其中只有一个获得了FDA批准。另外两种获批的ADC通过利用calicheamicin有效载荷来采用DNA损伤类。拓扑异构酶I抑制剂包含在7%的临床测试的ADC中。在获批的11种ADC中，有2种使用拓扑异构酶I抑制剂有效载荷。除了这些传统的化疗有效载荷类别外，大约5%的ADC还包含靶向小分子（如Bcl-xL抑制剂）以及免疫调节剂（如TLR和STING激动剂）。该非化疗有效载荷类别中的候选药物尚未获得FDA批准。15%的临床测试的ADC的有效载荷未披露。图7：用于临床测试的ADC的有效载荷。与FDA批准的ADC（绿色）、有源ADC（蓝色）和已停产的ADC（红色）扇区的外环中显示了与有效载荷类型相对应的ADC数量3.4经临床测试的ADC使用的偶联方法总结在267个临床ADC中，111个候选药物使用非特异性氨基酸偶联，72个候选药物使用位点特异性偶联，84个候选药物未披露用于创建ADC的偶联方法。在使用位点特异性ADC偶联的ADC候选药物中，2种获得批准（EnhertuTM和TrodelvyTM）、50种活性ADC和26种已停产ADC接受了临床试验。除了DAR=8ADC（例如，EnhertuTM和TrodelvyTM）利用所有天然二硫键进行偶联外，其余ADC使用位点特异性偶联方法，这些方法要么保留四个链间二硫键，要么用化学共价键（例如，二硫键再桥接）代替它们。【NO.4】批准的ADC迄今为止，FDA已批准了12种ADC[图1、图5、图8和表1]，血液系统和实体瘤恶性肿瘤各6种[图5、表1]。12个已获批准的ADC中有9个获得了加速附条件批准。12种ADC中的2种（MylotargTM和BlenrepTM）的批准被撤销[图1]。由于安全性与临床益处问题，MylotargTM于2010年被撤回，但在2017年以较低剂量与化疗联合使用重新获得批准。BlenrepTM于2022年撤回，当时验证性试验未达到必要的批准后疗效终点。图8：FDA批准的ADC，按有效载荷类别分类。显示了ADC药物名称、靶抗原以及有效载荷的名称和化学结构。箭头标记有效载荷与抗体的附着点在目前FDA批准的11种ADC中，有6种使用微管抑制剂有效载荷。3个获批的ADC使用破坏DNA的有效载荷，而2个携带抑制拓扑异构酶I的有效载荷[图5、图8、]。这些有效载荷涵盖从高效DNA损伤剂PBD（IC50~pM）到低效拓扑异构酶I抑制剂SN-38（IC50~nM）的效力范围。尽管样本量小，但经批准的ADC在靶向血液系统恶性肿瘤时使用更有效率的有效载荷，而在针对实体瘤的ADC中使用较低效力的有效载荷。在实体瘤环境中疗效所需的较高药物暴露可能会限制更有效有效载荷的利用，据报道，在首选生物剂量下全身毒性增加。【NO.5】有源ADC在164个有源ADC中，~7%处于3期临床试验中。这些活性晚期ADC靶向以下肿瘤抗原：BCMA（belantamabmafodotin）、CEACAM5（tusamitamabravtansine）、c-Met（telisotuzumabvedotin）、HER2（曲妥珠单抗duocarmazine和曲妥珠单抗rezetecan）、HER3（patritumabderuxtecan）、NaPi-2b（upifitamabrilsodotin）和Trop-2（datopotamabderuxtecan和SKB264）。活性ADC组中的大多数ADC（~54%）都使用微管抑制剂有效载荷，其次是DNA损伤（10%）和拓扑异构酶I抑制剂（~9%）有效载荷。~22%的有源ADC的有效载荷未披露[图9]。在微管抑制剂ADC中，auristatins含量最高，其次是maytansines。在DNA损伤有效载荷类别中，PBD占临床活性ADC的~50%。图9：按有效载荷类分类的有源ADC。在临床试验中的活性ADC中，大多数使用微管抑制剂有效载荷，其次是DNA损伤剂、拓扑异构酶I抑制剂（Topo-I）和靶向小分子（SM）。~22%的有源ADC尚未披露所使用的有效载荷（未披露）。在临床活性ADC靶向的癌症抗原中，~16%靶向血液肿瘤抗原，~80%靶向实体瘤抗原，~4%靶向在血液肿瘤和实体瘤恶性肿瘤中表达的癌症抗原。活性ADC类别中最常靶向的肿瘤抗原包括HER2（32个候选）、Trop-2（11）、CLDN18.2（11）和EGFR（8）。【NO.6】已停产的ADC停用ADC可归因于以下三个原因中的一个或多个：1）由于无法耐受的毒性导致治疗效果不足，2）由于疗效不足，治疗效果不如目前的护理标准，和/或3）商业/商业考虑。表2显示了所有已停产ADC的详细信息。表2.按有效载荷类别和恶性肿瘤设置停产的ADC【由于表格内容较多，请参考原文】由于无法耐受的毒性而导致治疗获益不足的潜在因素包括（1）靶向/脱离肿瘤毒性，（2）将非常高效的有效载荷用于需要更高生物暴露的抗原，（3）不稳定的连接子导致有效载荷的非肿瘤释放，（4）脱靶毒性，可能是由于ADC的胞饮作用，以及（5）有效载荷代谢转化为毒性更强的代谢物。大约29%的临床测试的ADC表示无法耐受的毒性是终止计划的原因。部分可能由于靶向/脱靶肿瘤毒性而具有无法耐受毒性的ADC的例子包括bivatuzumabmertansine（CD44v6，在皮肤角质形成细胞中表达）——致命的脱屑，MEDI-547（EphA2）——出血和凝血不良反应（通常与MMAE有效载荷无关的不良事件），和PF-06664178–皮疹不良事件（Trop-2，在包括皮肤在内的正常上皮表面表达）。对于PF-06664178的后一个例子，导致皮肤毒性严重程度的另一个潜在因素是有效的auristatin有效载荷与这种靶向Trop-2的ADC配对。事实上，PF-06664178的皮肤毒性严重程度与已批准的靶向Trop-2的ADCTrodelvyTM明显不同，后者使用较低效力的拓扑异构酶I抑制剂有效载荷。此外，还注意到另一种针对Nectin-4（也在皮肤中表达）的auristatinADCPadcevTM的皮肤毒性。微管抑制剂有效载荷ADC占已停产候选药物的63%，其次是DNA损伤（~27%）有效载荷。拓扑异构酶I抑制剂、靶向小分子和未公开的有效载荷合计占已停产ADC的10%[图10]。对需要更高生物制剂暴露量的抗原使用高效有效载荷可能是导致几种已停产的ADC候选药物出现无法耐受毒性的一个因素。双旁位四价HER2定向ADC的有效载荷选择MEDI4276可能导致剂量为>0.3mg/kg时出现无法耐受的毒性。事实上，所选的微管溶血素类似物有效载荷（IC50~低pM）在PBD有效载荷的效力范围内。临床批准的实体瘤ADC（包括2个靶向HER2抗原的ADC）均未使用该效力范围内的有效载荷——其中最活跃的是采用效力较弱的有效载荷（EnhertuTM）的ADC。安全性被认为是PBD偶联ADCADCT-502和DHES0815A终止HER2的原因。图10：按有效载荷类别分类的已停产ADC。已停产的ADC中使用的主要有效载荷类别是微管抑制剂和DNA损伤剂。拓扑异构酶I抑制剂（Topo-1）、靶向小分子（SM）和未公开的候选药物合计占已停产ADC的~9%。靶向已批准ADC的6种肿瘤抗原（CD19、CD22、CD33、CD79b、HER2和Trop-2）的ADC也已停产，其中一些是由于无法耐受的毒性。TrodelvyTM是经批准的Trop-2ADC，使用较低效力的拓扑异构酶I有效载荷SN-38（IC50~nM），需要高生物暴露才能达到所需的疗效益处（21天治疗周期的第1天和第8天10mg/kg）。两种靶向Trop-2的ADC已停产，很可能是由于有效载荷选择与需要更高生物暴露的肿瘤抗原靶标配对太强。PF-06664178使用高效的auristatin类似物有效载荷（IC50~低pM），在每3周接受高达4.8mg/kg的剂量治疗的患者（剂量≥3.6mg/kg由于皮疹、粘膜炎和中性粒细胞减少症的剂量限制性毒性被认为无法耐受）中产生剂量限制性毒性，而没有任何部分和/或完全反应。BAT8003，尚未发表关于高效美坦新有效载荷ADC的临床试验数据，尽管怀疑存在剂量限制性毒性。CD79b是经批准的ADCPolivyTM的靶标。与利妥昔单抗联合测试了后续位点特异性靶向CD79b的ADC，iladatuzumabvedotin。Iladatuzumabvedotin最终停药，因为由于较高剂量的眼毒性，没有注意到治疗指数（vsPolivyTM）的改善。三种靶向MylotargTM靶标CD33的ADC也已停产。AVE9633（DM4有效载荷）显示低于毒性剂量没有临床活性；IMGN779（吲哚基-苯二氮卓类二聚体有效载荷）未报告疗效；和vadastuximabtalirine（PBD有效载荷）在与低甲基化药物的联合研究后停止使用，理由是存在包括致命感染在内的安全问题。一种靶向CD33且具有管溶素有效载荷的ADCDXC007目前处于1期（注册号CTR20221074），但安全性和有效性数据尚未公布。停用LOP628（c-KIT）和losatuxizumabvedotin（EGFR）引用了输液相关不良事件。此外，在测试剂量下DCLL9718S（CLL-1）的耐受性差和缺乏客观反应并不能证明其进一步开发的合理性。在一些已停产的ADC中，临床毒性特征与临床前观察结果不符，例如靶向CDH6的ADCHKT288在临床前模型中未观察到的患者中出现神经毒性。同样，aprutumabixadotin（FGFR2）的临床MTD低于临床前估计的治疗阈值。后两个例子突出表明需要更好的预测模型来指导ADC临床开发。除了无法耐受的毒性外，疗效不足也是ADC停药的一个原因。导致疗效不足的因素包括（1）肿瘤靶抗原密度低和/或停产ADC的内化特性差，（2）有效载荷效力不足，（3）异质性DARADC产品导致有效载荷剂量不理想，（4）肿瘤中肿瘤外有效载荷释放和/或药物释放不完全，（5）由于PK特性差导致ADC快速清除，（6）未能证明疗效优于标准护理，以及（7）通过肿瘤中药物外排转运蛋白升高介导的多药耐药性。在有数据可获得的已停产ADC候选药物中，疗效不足可能是~47%病例的促成因素。据报道，疗效不足以保证进一步临床测试的候选药物包括但不限于tamrintamabpamozirine（DPEP3）、PF-06647263（EFNA4）、和PCA062（P-Cadherin）。其中一些ADC靶标可能具有异质性肿瘤表达和/或肿瘤抗原密度不足，无法诱导有效的ADC内化。利用效力不足的有效载荷，导致疗效不足，是导致HER2靶向免疫调节ADCNJH395和SBT6050停止的可能因素。在18例接受NJH395治疗（TLR7激动剂有效载荷）的患者中未观察到客观反应。同样，14名患者中只有1名实现了SBT6050的部分缓解（TLR8激动剂有效载荷）。对于这些TLR激动剂ADC，临床活性的缺乏也可能与抗肿瘤免疫反应的次优激活有关。临床HER2美登素类ADCBAT800190已停用，可能是为了推进效果较弱的拓扑异构酶I抑制剂有效载荷ADC（BAT8010）。这一停产/推进决定与两种已批准的HER2ADCKadcylaTM和EnhertuTM的临床经验一致，其中采用较低有效载荷的ADC（EnhertuTM）表现出更强的临床活性。与特异性半胱氨酸（THIOMABTM）偶联物ADC相比，非特异性半胱氨酸偶联物MUC16ADCSOFITUZUMABVEDOTIN，52观察到的疗效较低的可能原因可能是非特异性半胱氨酸偶联物（THIOMABTM）偶联物ADCDMUC4064A的疗效较低的原因。53CMB-401（MUC1）是由于疗效不足而停产的ADC的一个例子，部分原因可能是接头选择不当导致非肿瘤有效载荷释放。有人认为，这种卡利希霉素ADC未能引起单个部分缓解是由于使用了不稳定的amid接头。MEDI4267是由于PK性能差（和无法耐受的毒性）而停产的ADC的一个例子。值得注意的是，这种靶向HER2的管溶素ADC在MTD时，相对于HER2靶向的ADCKadcylaTM，在MTD时具有非常短的半衰期和高清除率。由于未能证明优于标准化疗对照组，7种ADC停药：rovalpituzumabtesirine（DLL3），depatuxizumabmafodotin（EGFRvIII），AMG595（EGFRvIII），AGS16F（ENPP3），glembatumumabvedotin（gpNMB），和lifastuzumabvedotin（NaPi-2b）。用lorvotuzumabmertansine（CD56）补充标准化疗会增加不良事件的发生率，而不会提高疗效。 关于92种已停产ADC中其余22种的临床信息仍未发表（AbGn-107、AGS67E、BAT8003、BIIB015、cantuzumabravtansine、IMGN388、milatuzumabdoxorubicin、laprituximabemtansine、lupartumabamadotin、MEDI2228、MEDI7247、PF-06688992、SAR428926、SBT6290、SC-005、SC-006、SGN-CD19B、SGN-CD48A、SGN-CD123A、SGN-CD352A、sirtratumabvedotin和XMT-1592）。在这22家公司中，分别有48%和2%的公司提到了投资组合优先级/战略考虑和缺乏应计项目，但其余50%的公司没有给出停产的原因。【NO.7】对未来ADC药物设计的影响开发具有提高治疗指数潜力的下一代ADC可分为ADC的三个主要组成部分（抗体、接头、有效载荷）和用于将抗体与有效载荷连接的偶联技术。此外，需要考虑需要将适当的有效载荷与给定的肿瘤适应症相匹配，同时注意靶向肿瘤的生物制剂的癌症抗原密度。7.1生物制剂的改进抗体设计的改进包括结合剂的选择和工程设计，以（1）选择促进最大内化的表位/亲和力，（2）优化/降低结合剂对关注正常组织中表达较高的靶标的亲和力，以及（3）微调ADC的净电荷以减轻靶标非依赖性毒性。靶向促进受体介导的快速内化表位的生物制剂比靶向非内化抗原表位的生物制剂显示出更大的活性。此外，据报道，双旁位和双特异性ADC生物制剂可改善ADC内化，提高靶抗原密度较低的肿瘤中的ADC有效性。目前正在测试的双旁生和双特异性ADC包括REGN5093-M114（c-MET，c-MET）、zanidatamabzovodotin（HER2，HER2）、IMGN151（FRαFRα）、BL-B01D1（EGFR，HER3）、M1231（EGFR，MUC1）和ORM-5029（HER2，HER3）。除了选择内化表位和/或双旁位/双特异性抗原靶向外，还需要针对所选抗原定制ADC生物制剂的生物亲和力优化。事实上，亲和力较低的生物制剂在较低的靶抗原密度下可能表现出结合和/或内化不足，而细胞亲和力过高的生物制剂可能导致受体占有率降低和/或内化。生物亲和力调节也可能有助于减轻对正常组织中表达的抗原的靶标/非肿瘤毒性。亲和力失谐已被证明可以降低正常组织中的靶标依赖性毒性，同时保持对靶抗原表达较高的肿瘤细胞的活性。最后，优化ADC的净电荷已被证明可以减轻与靶标无关的毒性。这方面的一个例子是通过将单个Lys到Asp突变引入ADC的生物制剂AGS-16C3F来降低眼毒性。这些结果表明，在ADC上产生净负表面电荷可以抑制不依赖靶标的毒性。7.2对链接器的改进接头不仅仅是抗体和有效载荷之间的惰性桥梁;它们会影响给定ADC的稳定性和PK。一些早期ADC的性能不佳，如CMB-401，被归因于不稳定的接头。ADC接头的改进已被证明可以减少全身有效载荷释放并改善PK特性。按照这些思路，接头开发的改进可能包括（1）有效载荷掩蔽接头，（2）亲水接头，（3）增加药物负荷的支链接头，（4）串联切割接头，以及（5）双切割特异性接头。修饰接头以掩盖疏水有效载荷可以提高治疗指数。一般来说，降低ADC的疏水性可以提高PK和治疗活性，至少部分是由于减少了微胞饮作用诱导的脱靶毒性。事实上，在ADC中加入亲水性大环以掩盖疏水有效载荷提高了AdcetrisTM样ADC的体内活性。修饰接头以增加药物负荷是提高包含低有效载荷的ADC有效性的另一种策略。创建具有较高DAR负载量的传统细胞毒性ADC的一个挑战是ADC分子的疏水性增加，这是由于疏水有效载荷数量的增加，这既增加了聚集的可能性又加快了ADC从生物体中的清除。在抗体和接头之间或从传统接头内的某个位置分支，创建聚合物接头，例如FleximerTM接头或PEG链添加物，可以增加ADC分子上的药物负荷，而不会产生生物降解和/或清除的相关责任。使用这种方法，可以在不增加整体ADC疏水性的情况下增加DAR。此外，多肽由亲水性中性或带负电荷的氨基酸（Ala、Gly、Pro、Ser、Thr、Glu;基于XTENTM肽的平台）可以产生DAR高达18的ADC，而不会影响增加接头亲水性可以通过减少MDR1泵对有效载荷代谢物的排斥来调节旁观者效应，从而改变ADC的毒性特征。然而，这种方法可能并不适用于所有ADC。最后，修饰可切割接头以最大限度地减少全身释放，同时仍保持肿瘤旁观者效应可以提高后续ADC分子的治疗指数。需要仅在溶酶体内发现的酶连续切割的工程接头可以实现这一特性。这样一个例子是针对葡萄糖醛酸酶可切割的接头，当切割时发现了一个组织蛋白酶切割位点，该位点能够释放有效载荷——确保两个切割步骤都只发生在溶酶体内部。在大鼠毒性模型中发现这种串联切割接头可以提高ADC的稳定性和耐受性。7.3对有效负载的改进可以提高后续ADC治疗效果的有效载荷的修饰包括（1）基于前药的有效载荷以减轻非肿瘤毒性，（2）产生亲水性细胞毒性有效载荷，以及（3）产生双功能有效载荷以提高肿瘤疗效。前药有效载荷利用酸性、低氧、高唾液酸化和富含蛋白酶的TME来触发肿瘤中的活性有效载荷释放。前药可能涉及通过“加帽”掩盖有毒、疏水的有效载荷，例如PBD。前药帽被TME酶（如β-葡萄糖醛酸酶）切割，以最大限度地减少肿瘤外有效载荷的释放。鉴定用于有效载荷释放的其他内体运输调节剂和溶酶体途径调节因子可能有助于设计下一代前药有效载荷。亲水性细胞毒性有效载荷的产生是开发DAR升高的ADC的另一项潜在进展，这些ADC可保持生物完整性和良好的PK属性。这方面的一个例子是亲水性有效载荷auristatinβ-D-葡萄糖醛酸苷MMAU。这种糖苷有效载荷还有一个额外的好处，即在其未共轭的游离形式中相对惰性。溶酶体酶促加工成去糖基化状态会激活有效载荷的细胞毒性和旁观者活性。ADC的效力也可以通过创建双有效载荷来提高肿瘤疗效。与给定生物制剂的两种或多种不同有效载荷的偶联已被证明比携带单个有效载荷的ADC混合物具有更大的抗肿瘤活性。探索双有效载荷ADC的临床前研究包括两种不同的微管抑制剂有效载荷MMAE和以及微管抑制剂有效载荷与DNA损伤剂（如MMAE和PBD）偶联的微管抑制剂有效载荷或MMAF和PNU-159682。所有这些双有效载荷ADC已被证明比单有效载荷ADC的混合物更能提高抗肿瘤活性。此外，发现这些双有效载荷ADC在健康小鼠中的耐受性与通过体重减轻和肝脏临床化学测量的单有效载荷ADC相似。7.4有效载荷偶联的改进有效载荷的位点特异性附着产生具有受控和确定的DAR的ADC制备。第一种通过半胱氨酸氨基酸工程生产此类ADC的方法给出了均相制剂，与随机偶联的ADC相比，表现出优异的临床前PK特性和安全性。这些发现激发了该领域的热情，并导致了其他位点特异性偶联方法的开发。迄今为止，位点选择性偶联方法分为八类：半胱氨酸工程、非天然氨基酸工程、与天然半胱氨酸偶联、肽标签、聚糖修饰、酶促修饰、二硫键桥接和天然赖氨酸偶联。迄今为止，尚未证明用于位点特异性偶联的方法对FcRn回收有直接影响，从而改变ADCPK、疗效和安全性。目前正在探索通过非天然氨基酸方法进行的接头-有效载荷偶联。然而，已经注意到，尽管稳定性和PK相当，但非天然氨基酸偶联位置对接头-有效载荷附着的影响对肿瘤杀伤有显着影响。使用肽标签技术的位点特异性偶联示例包括SMARTagTM和谷氨酰胺标签。SMARTagTM通过使用醛标签将接头有效载荷连接到甲酰甘氨酸来实现位点特异性偶联。谷氨酰胺标签技术利用转谷氨酰胺酶连接接头有效载荷。两种技术都被证明可以改善PK和疗效。GlycoConnectTM是位点特异性聚糖修饰偶联方法的一个例子。在这里，抗体在Asparagine-297位点进行聚糖重塑后，通过连接子-有效载荷的附着实现位点特异性偶联。然而，由于天冬酰胺-297聚糖对抗体Fcγ受体效应子功能很重要，因此该方法需要与Fc效应子功能的丧失相平衡，否则可能会为开发的ADC提供疗效益处。位点特异性技术的一项显着进步是AJICAPTM方法，该方法利用天然赖氨酸进行位点特异性接头有效载荷连接。该方法不需要抗体工程或酶促反应。在临床前模型中，这样生产的ADC被证明具有更好的治疗指数。在临床上，与非特异性半胱氨酸偶联的sofituzumabvedotin（MUC16）相比，位点特异性ADCDMUC4064A（MUC16）可以以更高的生物剂量给药，具有更高的总体反应率。虽然前景广阔，但位点特异性有效载荷偶联并不总是导致治疗改善。例如，位点特异性偶联ADCiladatuzumabvedotin（CD79b）和SC-002（DLL3）未显示出临床反应/治疗指数优于非特异性半胱氨酸偶联ADCPolivyTM和rovalpituzumabtesirine。【NO.8】总结在测试肿瘤适应症的267种ADC中，11种已获得FDA批准；92已停产。分析与已停产候选药物相关的局限性有助于为下一个系列分子的设计和选择提供信息。重要的是，新的生物工程修饰已在临床前被证明可以提高治疗指数。采用谨慎选择靶标的综合多因素方法，同时优化抗体、接头和有效载荷（与感兴趣的适应症相匹配），有望迎来下一波新的ADC批准。识别微信二维码，添加抗体圈小编，符合条件者即可加入抗体圈微信群！请注明：姓名+研究方向！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。

关注小药说药，一起成长！ 前言 人表皮生长因子受体2（Her2）是酪氨酸激酶的跨膜受体，是表皮生长因子受体（EGFR）家族的一员，该家族还包括Her1（EGFR）、Her3和Her4。所有四个成员都是通过配体依赖或独立的同源或异源二聚化的活性形式调节细胞增殖和分化。然而，与其他三个成员不同的是，Her2是唯一一个可以与任何其他成员形成二聚体，从而触发调节细胞增殖和存活信号通路的受体。 Her2靶向治疗显著地改善了Her2阳性乳腺癌患者和胃癌患者的预后。目前，已批准几种抗Her2靶向药物用于乳腺癌的治疗：trastuzumab和pertuzumab，两者均为抗Her2人源单克隆抗体，联合化疗被批准为转移性乳腺癌的一线治疗。抗体偶联药物（ADC）结合了小分子药物的强大细胞毒性和单克隆抗体的选择性以及良好的药代动力学特征，Her2靶向ADC成为治疗Her2阳性癌症非常有前景的方向。 Her2靶向ADC的研究现状 截止2021年，有30个靶向Her2的ADC药物处于临床阶段，其中23个仍在取得良好进展，已有三家获准上市。T-DM1（Kadcyla）是第一个被FDA批准用于治疗晚期HER2+乳腺癌的Her2靶向ADC药物，同时也被批准用于新辅助治疗后残存病灶的早期高危患者。2019年，T-DXd（DS-8201；ENHERTU) 成为第二个获批的新型Her2靶向ADC药物，它在治疗难治性Her2+转移性乳腺癌患者中显示出显著的抗肿瘤活性。另外，2021年荣昌生物的RC48在中国获准上市，用于治疗至少接受过2种系统化疗的Her2过表达局部晚期或转移性胃癌患者。 此外，有七个Her2靶向的ADC被宣布终止临床试验。 这些数据显示，靶向Her2的 ADC的临床失败率相对较低（23.3%），表明Her2是ADC非常理想的靶点。 Her2靶向ADC的有效载荷 到目前为止，ADC最常见的有效载荷是细胞毒素，在很长一段时间里，只有少数几种细胞毒素被用作ADC的有效载荷。随着该领域竞争的日益激烈，超过10种新的细胞毒素被用作Her2靶向ADC的有效载荷，这些ADC正在临床前或早期临床试验中进行评估。 靶向微管的有效载荷 微管蛋白抑制剂，尤其是Auristatin和maytansine，在临床试验中被用作大多数ADC的有效载荷。这些细胞毒素在纺锤体形成过程中靶向并抑制动态微管，然后进一步诱导有丝分裂细胞凋亡。auristatin的典型代表是单甲基auristatin E（MMAE），maytansine的典型代表是DM1，MMAE和DM1是临床试验中常用的Her2靶向ADC的有效载荷类型。 靶向DNA的有效载荷 DNA靶向剂，如卡奇霉素、杜卡霉素和吡咯苯二氮杂卓（PBD），可以通过共价键不可逆地附着在DNA的小凹槽上，从而破坏DNA的空间结构，进而导致细胞死亡。与只杀死有丝分裂期肿瘤细胞的微管蛋白抑制剂不同，DNA靶向剂可以作用于增殖和非增殖细胞。 杜卡马嗪是杜卡霉素的衍生物，与曲妥珠单抗偶联形成一种名为SYD985的ADC，其在乳腺癌中的抗肿瘤活性已在临床试验中得到阐明。PBD二聚体对许多肿瘤细胞具有异常强大的活性，引发了人们对ADC开发的热情。然而，评估ADCT-502和DHES0815A（与PBD偶联）在Her2阳性乳腺癌患者中的药代动力学、安全性和耐受性的临床试验因疗效差和安全性问题而终止。 靶向DNA拓扑异构酶1的有效载荷 喜树碱及其类似物是一种有效的拓扑异构酶1抑制剂，已成为ADC的潜在有效载荷。DS-8201a已经获得FDA的批准，它将DX-8951f衍生物与曲妥珠单抗偶联，DX-8951f是一种喜树碱类似物，其抗肿瘤活性高于其他喜树碱衍生物。 此外，sacituzumab和labetuzumab是分别针对TROP2和CEACAM5设计的ADC，它们采用SN-38作为有效载荷。SN-38是半合成喜树碱，是伊立替康的活性代谢产物。尽管SN-38遇到了一些挑战，例如高疏水性和有限的有效结合位点，但Trodelvy的获批意味着SN-38类似物可以满足ADC有效载荷的标准。 其他新型有效载荷 除了上述三种类型的有效载荷外，在临床前试验中还研究了几种新的有效载荷。例如，MT-5111是一种临床开发中的新型Her2靶向ADC，它结合Her2上不同于trastuzumab或pertuzumab的表位，使用核糖体抑制剂志贺毒素作为有效载荷。 BDC-1001、SBT6050和NJH395选择Toll样受体（TLR）激动剂作为有效载荷，以刺激强烈的局部抗肿瘤免疫反应，正在表达Her2的实体瘤患者的I期临床试验中进行评估。MM-302利用了细胞毒性化疗脂质体阿霉素，临床前研究表明其活性优于蒽环类药物和脂质体阿霉素，但在II期试验中未达到终点。 Her2靶向ADC的连接子 为了成功地连接抗体和有效载荷，ADC的连接子构建必须满足一些关键标准。首先，连接子必须足够稳定，在血液循环中不会过早断裂，这可以有效避免ADC的靶向毒性。其次，一旦ADC被内化到靶细胞中，连接子还允许从抗体分子有效释放高度细胞毒性的有效载荷。第三，为了抑制ADC的聚集，还对CMC提出了重大挑战，必须考虑连接子的疏水性。连接子分为两类：不可切割型和可切割型。 大多数ADC连接子采用可切割连接子，可通过环境（如低pH值）或特定溶酶体酶（如组织蛋白酶B）条件性的切割。含有二肽的连接子依赖于组织蛋白酶B，组织蛋白酶B在多种恶性细胞中过表达，其具有羧基肽酶活性，并选择性识别某些氨基酸序列，以在序列的C端切割二肽连接体，如Phe-Lys、Val-Cit、Glu-Val-Cit和GGFG。 许多Her2靶向ADC采用了酶裂解型可切割连接子，如SYD985： DS-8201a： RC48： 另外一些ADC利用不可切割的连接子在有效载荷和抗体之间构建比可切割连接子更稳定的偶联。带有不可切割连接子的ADC通常具有更复杂的药物释放机制，依赖于抗体的完全蛋白水解降解，由于渗透性差只具有有限的旁观者效应。这类Her2靶向ADC例如T-DM1： BAT8001： 和ARX788： Her2靶向ADC的偶联技术 目前，临床试验中Her2靶向ADC的主要偶联策略是半胱氨酸偶联，如RC-48和SYD985，其次是赖氨酸偶联。此外，近年来，与抗体上的工程氨基酸或天然氨基酸进行位点特异性偶联成为一种趋势，例如ARX788和A166。 赖氨酸偶联 最常见的偶联方法之一是利用抗体的赖氨酸残基，氨基酸亲核NH2基团与有效载荷上亲电的N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）基团发生反应。这种技术已成功应用于批准的首个Her靶向ADC，即T-DM1。 然而，典型的IgG1抗体有80到90个赖氨酸残基，其中约10个可以在强制条件下进行修饰。赖氨酸残基上的偶联导致ADC药物抗体比（DAR）的异质性。此外，连接子可能会附着到一些在抗体-抗原相互作用中至关重要的赖氨酸残基上，导致亲和力降低。 半胱氨酸偶联 半胱氨酸偶联方法是基于抗体的半胱氨酸残基与锚定在连接子上的特定硫基之间的反应。然而，与赖氨酸不同，野生型抗体中几乎不存在游离巯基，它们主要通过减少二硫键生成。IgG1含有4个链间和12个链内二硫键用于ADC构建，幸运的是，4个链间二硫键通常对IgG1的结构稳定性不起关键作用，可以在温和的条件下选择性还原，生成2、4、6或8个游离硫基，同时保持12个链内二硫键的完整性。 因此，与基于赖氨酸的偶联相比，明确的偶联位点和特定的硫基反应有助于ADC控制DAR和异质性。这种偶联方法是ADC构建的主要选择，许多Her2 靶向ADC，如RC48和SYD985等，都使用了这种偶联方法。 位点特异性偶联 利用带有工程化活性氨基酸残基的抗体与连接子有效载荷偶联是获得位点特异性ADC的可行方法。这些ADC的特点是偶联均匀，DAR为2或4，表现出比传统ADC更好的耐受性。ADCT-502和MEDI4276就是基于这种技术生产的，不同之处在于，ADCT-502将参与链间二硫键形成的八个半胱氨酸残基中的六个突变为丝氨酸，在重链220位留下两个半胱氨酸用于位点特异性偶联，而MEDI4276将Fc区的S239和S442突变为半胱氨酸用于偶联。不幸的是，这两种ADC的临床试验都已经终止，可能是因为无法忍受的毒性。 该技术的另一个应用是将对乙酰苯丙氨酸基团带入抗Her2抗体，以提供酮基作为与烷氧基胺衍生药物形成稳定肟的反应位点。ARX788 ADC是一种抗Her2-p-乙酰苯丙氨酸-MMAF偶联物，可抑制异种移植肿瘤生长，目前处于I/II期临床试验阶段。这种ADC的清除率和暴露参数与相应的裸抗非常相似。 此外，不同于抗体工程化产生位点特异性偶联，人们尝试在抗体上产生化学和区域选择性赖氨酸修饰，从而生成同质化的ADC。A166就利用了这种技术，其连接子偶联到曲妥珠单抗上的轻链，目前处于I/II期临床试验阶段。 Her2靶向ADC的临床进展 处于研发前沿的几种抗Her2靶向ADC，如DS-8201a、SYD985、RC48和ARX788，类似于T-DM1，在乳腺癌治疗中表现出优异的抗肿瘤活性。同时，其中一部分对其他Her2阳性癌症显示出显著的临床益处。 在II期临床试验中，DS-8201a在转移性乳腺癌患者的治疗方面取得了显著改善，包括60.9%的客观响应率（ORR）、16.4个月的无进展生存期（PFS）和12个月的总生存期（OS）。Her2阳性胃癌患者也从DS-8201a中获得了显著的临床益处，ORR为43.2%，疾病控制率（DCR）为79.5%，PFS 为5.6个月。在Her2突变型非小细胞肺癌中，ORR为72.7%，PFS中位数为11.3个月。 RC48在治疗尿路上皮癌（ORR 51.2%，OS 13.9个月，PFS 6.9个月），胃癌（ORR 18.1%，PFS 3.8个月，OS7.6个月）和乳腺癌（ORR 36.7%，SD 60.0%）方面也表现出优越的临床疗效。 此外，DS-8201a和RC48在治疗Her-2低表达患者方面也显示出显著的疗效。在Her2 IHC1+或IHC2+乳腺癌分期试验中，DS-8201a的ORR为37%，DCR为87%。在Her2阴性尿路上皮癌（IHC0或IHC1+）的多中心II期试验中，RC48的ORR为25%，DCR为75%。 值得注意的是，ARX788在治疗Her2阳性胃癌患者方面显示出显著疗效，20名患者中有9名（45.5%）获得PR。2021年3月，FDA授予了ARX788针对HER2+胃癌的孤儿药资格。此外，Her2靶向ADC的开发也不可避免地遇到了挫折，例如，BAT8001由于未能达到III期临床试验的终点而被终止，但整体的Her2靶向ADC药物在Her2阳性癌症治疗中显示出良好的前景。 Her2靶向ADC设计面临的挑战 ADC分子的性质由各个组分的整体决定。对于mAb、连接子、有效载荷、位点、偶联类型和所获得的DAR的任何给定组合，产生的产物将由具有不同物理化学性质的ADC的混合物组成。产生的异质性可能会影响其稳定性、药代动力学和清除率，从而对ADC的整体安全性和有效性产生不利影响。因此，精心选择的组件集成是ADC成功的一个关键方面。 随着ADC技术的发展，ADC分子的设计越来越多样化，这既是机遇也是挑战。在抗体方面，除了单克隆抗体，还可以选择双特异性抗体和纳米抗体。有效载荷不仅限于细胞毒素，还包括蛋白质毒素、酶、放射性核素、核糖体抑制剂、siRNA和免疫刺激剂等。 在偶联方面可选择两种类型的连接子：可切割和不可切割。偶联技术方面，除了最常见的随机、赖氨酸或半胱氨酸偶联外，还有多种位点特异性偶联，包括通过工程半胱氨酸残基、非天然氨基酸、特异性赖氨酸、糖基和酶介导的偶联。DAR值可以低至2，也可以高至12。 新技术或新分子设计概念的引入是否一定能提高ADC的成功率？答案不得而知。例如，MEDI4276是一种靶向HER2不同结构域的双抗，与基于微管溶素的微管抑制剂有效载荷进行位点特异性偶联，平均DAR为4。它在体外显示Her2阳性肿瘤细胞的细胞内化和细胞溶解增强，但在I期临床试验中，在剂量>0.3 mg/kg时，表现出不可耐受的毒性。 XMT-1522是另一种ADC，由一种新型的全人抗Her2单抗和一种新型的基于auristatin的细胞毒性有效载荷组成，具有高DAR值。但该公司最终放弃了XMT-1522，因为在一项针对乳腺癌患者的1期研究中，风险效益比令人失望。因此，分子设计仍然是ADC开发的重点和难点。 小结 ADC的发展将受益于治疗性单克隆抗体设计的改进，以允许有效载荷在特定位点偶联，从而实现更均匀的ADC药物。偶联策略和有效载荷释放机制的多样化可以提供更多的可能性来产生具有更好疗效和安全性的ADC。Her2是一个经典靶点，目前有多款Her2靶向的ADC处于临床阶段。相信随着ADC技术的进步，在Her2阳性肿瘤的治疗中，这些ADC药物将显著改善患者的生存状况。 参考文献： 1.Novel development strategies and challengesfor anti-Her2 antibody-drug conjugates. Antib Ther. 2022 Jan; 5(1): 18–29. 公众号内回复“ADC”或扫描下方图片中的二维码免费下载《抗体偶联药物：从基础到临床》的PDF格式电子书！ 公众号已建立“小药说药专业交流群”微信行业交流群以及读者交流群，扫描下方小编二维码加入，入行业群请主动告知姓名、工作单位和职务。