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OTC2024类器官前沿应用与3D细胞培养论坛圆满落幕，点击图片可查看会后报告，咨询OTC2025类器官论坛请联系：王晨 180 1628 8769。 文章来源：华夏源类器官 “ 人类肠道内分泌细胞（EEC）是一种罕见的胃肠道上皮细胞，由于低表达，多亚型，种间差异大，缺乏有效的研究模型。近日，Hans Clevers团队在顶级期刊《Science》（IF：44.7）发表研究论文[1]，全面描述并验证了肠道内分泌细胞传感器（受体）功能，揭示其在调节激素分泌中的关键作用。研究中开发的胃类器官模型，补充了现有肠道类器官培养协议，有望为糖尿病、肥胖症等代谢疾病治疗提供新策略。 肠道是重要的消化器官，也是人体最大的免疫器官，具有营养吸收、能量代谢、保护屏障等重要生理作用。这道身体“长城”既可以保护身体免受有害细菌和高度动态PH值的侵害，又可以通过消化、吸收食物中的营养成分，使其进入血液，为身体提供能量。更重要的是，肠道还是分泌多种激素以调节身体机能的内分泌细胞的“家园”。 人类肠道内分泌细胞（EEC）是肠道上皮细胞的一个特殊亚群，相对稀有，所占数量不足整个胃肠道（GI）上皮细胞的1%。EEC作为专门的激素分泌细胞，可细分为五个主要亚型，且每种亚型产生不同的肽类激素和/或神经递质（如GLP-1和GIP等），激素的释放通过代谢物传感蛋白调控。 EEC通过分泌激素来响应肠道内容物，从而调节包括食欲、胰岛素释放和肠道运动等重要生理活动。尽管如此，由于EEC的稀有性，低表达，种间差异大（小鼠 EEC 响应的信号可能与人类 EECs响应的信号不同），亚型多样，以及对EEC的药理学研究多集中在治疗糖尿病和肥胖症等方面，目前鲜有实验模型能全面反映EEC在代谢调节中的重要作用，为深入研究带来挑战。 令人惊喜的是，近日由荷兰Hubrecht研究所和罗氏人类生物学研究所（Institute of Human Biology，IHB）领导的研究团队开发了全新的胃肠类器官模型，全面描述并验证了人类肠内分泌细胞（EEC）的传感器（受体）功能，揭示了其在调节激素分泌中的作用。该研究区分了人类胃EEC，并整合了胃和肠道类器官的研究协议，超越了以往主要基于小鼠模型或仅专注于肠道类器官的研究。 该实验阐明了个别人类EEC传感器在激素分泌中的重要作用，这些传感器有望成为影响食欲、肠道运动、胰岛素敏感性和黏膜免疫的潜在药物靶点，有望为治疗代谢疾病（如糖尿病和肥胖症等）提供全新的干预途径。 01 胃类器官EEC功能验证 开辟代谢疾病治疗新路径 肠道内分泌细胞（Enteroendocrine cells, EEC）是分布在胃、小肠和结肠上皮中的激素分泌细胞。EEC根据产生的肽类激素（或神经递质）不同被分为5个亚型。例如，L细胞产生胰高血糖素样肽1（Glucagon-like peptide 1, GLP-1），而K细胞产生胃抑制蛋白（Gastric inhibitory protein, GIP）。这些激素通过G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptors, GPCR）以及营养状态来控制细胞内钙水平，进而调节激素的分泌。 由“类器官鼻祖”Hans Clevers教授带领的Hubrecht研究团队在此前已经开发出在类器官中获取大量EEC的方法。考虑到EEC在肠道的不同区域具有不同的传感蛋白和激素谱，研究这些稀有细胞需要制作所有这些不同区域的富集EEC的类器官。 在最新研究中，研究团队设法在消化系统的其他部分（包括胃）构建类器官模型。Hans Clevers团队利用类器官技术和CRISPR基因筛选，揭示了调控EEC分化的关键因子。首先，他们通过诱导神经元生成因子-3——NEUROG-3（一种对EEC分化至关重要的转录因子）的过量表达，实现胃EEC的生产，并成功分化出人类胃类器官中的关键EEC亚型。 这些肠道内分泌细胞在受到刺激时能够分泌大约20种活性激素，包括5-羟色胺（5-HT）、生长抑素（somatostatin, SST）、神经肽Y（neuropeptide Y, NPY）等，它们通过内分泌和旁分泌途径作用于远处或邻近的靶器官。 △  人类胃器官，可以看到一种罕见的紫色生长激素释放肽产生细胞 与真实的胃部一样，这些胃类器官也会对已知的激素释放诱导剂做出反应，并分泌大量的胃饥饿素（Ghrelin），这种激素向大脑发出饥饿信号方面起着关键作用。 这证实了胃类器官可用于研究EEC的激素分泌，以此作为现有肠道类器官培养技术的补充。 △ 胃EEC生成的示意图 由于人类肠道内分泌细胞较为罕见，研究团队一直在努力绘制许多EEC的轮廓图。 在最新实验中，研究人员在EEC表面上发现了一种名为CD200的标志物，利用这一表面标志物从类器官中分离出大量人类EEC，并研究它们的传感器（受体）蛋白。 CD200表面标志物用于不同区域（胃、小肠和结肠组织）人类胃肠道（GI）EEC的深度转录组分析，克服了之前研究此类罕见细胞的困难。研究人员结合大规模RNA测序和蛋白质组分析，绘制了人类EEC的单细胞转录组图谱，并验证了类器官和组织中EEC的受体表达概况。 △ 胃、小肠和结肠中人类EEC亚型的免疫荧光染色 此外，研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建了一个包含22个受体缺陷类器官生物样本库。引入一种主要针对G蛋白偶联受体（GPCR）功能的新型筛选方式，研究这些受体缺失的类器官在不同配体刺激下的激素分泌情况（如GLP-1、5-羟色胺和生长激素释放肽GHRL）。例如，识别了多种控制GLP-1分泌的GPCR和通道蛋白，包括磺脲类药物受体ABCC8和色氨酸受体CasR。 △ 生成用于功能验证的人类功能丧失GPCR生物样本库的实验概述图 GPCR的功能验证提供了对这些受体如何影响肠道激素分泌的机制性理解，为开发能够激活这些传感器的新药物提供了机会，特别是通过靶向局部激素分泌（如GLP-1）作为当前系统性激素模拟物疗法的替代方案，可能引发小分子口服药物的开发，或将开辟代谢疾病（如糖尿病和肥胖症等）的治疗新思路。 综上，这些研究不仅加深了我们对EEC在代谢和免疫调节中作用的理解，还为开发新的治疗代谢性疾病的策略提供了重要基础。类器官体外平台已然成为连接基础科研与临床应用之间的桥梁。 02 医学科研革新工具 类器官技术大放异彩 肠道内分泌细胞（EEC）在调节消化、吸收、食欲和代谢等方面的关键作用，通过人类胃类器官体外模型的构建，补充了现有肠道类器官培养技术，为研究EEC的分化和功能提供了新工具。通过全面描述和验证人类EEC传感器（受体）功能，揭示其在调节激素分泌中的作用，为调控食欲、肠道运动、胰岛素敏感性和粘膜免疫提供了潜在药物靶点。 作为体内疾病的绝佳体外研究场所，类器官模型的构建已成为更多疾病治疗研究策略的新途径。 胃食管癌独特类器官模型 胃食管交界，是指食管远端和胃近端贲门交界处一段非常短的解剖学区域。胃食管交界处（GEJ）癌就是发生在这一区域的恶性肿瘤。临床上，GEJ癌既不属于胃癌也不属于食管癌范畴，治疗方案也因此差异很大。 2022年11月，来自南加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究利用人类组织开发了一种在实验室生长的三维类器官模型和CRISPR编辑转化的GEJ类器官模型。[2]该研究提供了对早期 GEJ 肿瘤中与TP53/CDKN2A失活相关的原发性机制的见解，确定了GEJ模型肿瘤发生过程中发生的关键代谢和表观基因组变化，并揭示了潜在的癌症治疗策略。 △ 人类胃食管交界处来源的类器官图像，通过使用CRISPR/Cas9 基因编辑技术双敲除关键抑癌基因 (TP53/CDKN2A) 进行修饰，导致细胞变得更加癌变 腹膜假性粘液瘤类器官样本库 腹膜假黏液瘤（PMP）是一种罕见的恶性疾病，通常始于阑尾，由于黏液性肿瘤细胞在腹腔内广泛扩散所致。该疾病由于极其罕见，容易误诊，且治疗手段相对复杂，缺乏有效的体外研究模型，因而迫切需要新的研究模型和治疗策略。 2024年8月，西班牙Vall d 'Hebron肿瘤研究所等医疗机构的研究人员发表最新研究成果[3]，他们通过120个PMP样本生成了50个患者衍生的类器官（PDO）和异种移植（PDX）模型，深入研究了该疾病并揭示了KRAS和BRFA药物靶点，为PMP的高通量药物筛选和个性化治疗奠定实验基础。通过实验数据和临床前模型的收集，为临床评估患者的系统性靶向治疗铺平道路。 △ 生成PMP-PDO、PDX和PDXO的模型集合，这些模型具有可识别的KRAS和BRAF药物靶点，以指导分子靶向治疗的选择 类器官与人体器官拥有高度相似的组织学特征，并能在体外重现其生理功能。不仅可以模拟疾病发育，也为更多疾病研究构建了全新体外模型，在个性化治疗，药物筛选，器官移植等方面表现出良好的应用潜力，成为再生医学领冉冉升起的新星。 Write in the last 写在最后 类器官技术将在医学基础研究和临床前转化方面扮演愈来愈重要的角色。随着类器官技术的持续精进和应用范围的拓展，预计未来将有更多类器官、患者来源类器官生物样本库的出现，有望推动医疗技术的革新，助力疾病治疗、药物筛选、新药研发、精准治疗等领域的进步，为疾病治疗提供靶向性、个性化的新选择。 参考资料（可上下滑动查看）： [1] Joep Beumer et al, Description and functional validation of human enteroendocrine cell sensors, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adl1460. www.science.org/doi/10.1126/science.adl1460 [2] HUA ZHAO,YULAN CHENG,ANDREW KALRA, et al. Generation and multiomic profiling of a TP53/CDKN2A double-knockout gastroesophageal junction organoid model, Science Translational Medicine (2022). DOI:10.1126/scitranslmed.abq6146 [3] Jordi Martínez-Quintanilla et al, Precision oncology and systemic targeted therapy in Pseudomyxoma Peritonei, Clinical Cancer Research (2024). DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-23-4072 END 免责声明：本文仅作知识交流与分享及科普目的，不涉及商业宣传，不作为相关医疗指导或用药建议。文章如有侵权请联系删除。 OTC2024类器官前沿应用与3D细胞培养论坛圆满落幕，点击图片可查看会后报告，咨询OTC2025类器官论坛请联系：王晨 180 1628 8769

摘要:近年来，抗体-药物偶联物（ADCs）取得了显著突破，在过去十年中已有15种ADCs成功进入市场。这一重大发展使ADCs成为抗癌药物领域增长最快的领域之一，证明了它们在治疗各种恶性肿瘤中的有效性。尽管如此，ADCs的更广泛应用、更好的疗效和更少的副作用仍然是一个未满足的临床需求。ADC通常由抗体、连接子和有效载荷组成，这三者的结合对药物结构、药代动力学特性和疗效有深远影响。因此，关键组成部分的优化为开发效力更高、副作用更少的ADCs提供了机会。在这篇综述中，我们全面回顾了ADCs的当前发展和前景，分析了全球及中国市场上的ADCs和正在进行的产品管线，强调了几个不同的制药企业和生物技术公司的ADC平台和技术，并讨论了新一代ADCs的可能性和临床研究的方向。 1.背景 生物制药技术的进步使得抗体药物偶联物（ADCs）这一新型抗癌药物得以发展，并在癌症治疗领域取得了显著成就。ADC由抗体、载荷（高效率的有毒药物分子）以及连接两者的连接子组成。基于这种结构，ADC通过抗体对目标抗原的特异性识别以及载荷的释放来消除目标细胞，充当靶向药物和化疗药物的结合体。某些ADC的小分子能够穿透细胞膜，进一步杀死周围的肿瘤细胞，这被称为旁观者杀伤效应。此外，一些ADC还具有抗体免疫效应，如补体依赖性细胞毒性（CDC）、抗体依赖性细胞毒性（ADCC）和抗体依赖性细胞吞噬作用（ADCP）。 ADC与传统靶向药物或化疗药物的区别如下。首先，传统抗体通过抑制促进肿瘤生长的某些信号通路或生理过程发挥作用。对于ADC，抗体部分与肿瘤细胞上的目标抗原结合后，细胞毒性载荷通过直接抑制肿瘤细胞的有丝分裂或破坏DNA结构来发挥其抗肿瘤效应，因此从理论上讲，ADC的杀伤效率比抗体更强，并且由于其靶向特异性，ADC的系统毒性低于普通化疗药物，提供了更好的安全性。其次，对于已经对现有靶向治疗产生耐药性的患者，作用于同一目标的ADC可能仍然有效，这将进一步扩大其抗肿瘤治疗的适应症。例如，人表皮生长因子受体2（HER2）是乳腺癌的重要靶点。转移性乳腺癌患者在抗HER2治疗失败后，使用曲妥珠单抗偶联药物（Enhertu，DS-8201），一种抗HER2的ADC，仍然获得了持续的益处。最引人注目的是，由于旁观者杀伤效应，Enhertu在低HER2表达的乳腺癌患者中也有效，重新定义了HER2阳性乳腺癌的分类。最后但同样重要的是，ADC还可以攻击新的治疗靶点；例如，针对滋养层细胞表面抗原2（TROP2）的萨卡图珠单抗戈维替康（Trodelvy，IMMU-132）为晚期三阴性乳腺癌治疗提供了新的途径。TROP2有望成为多种实体瘤的新治疗靶点。 药物偶联物的最初概念可以追溯到1913年保罗·埃尔利希的“神奇子弹”，在近90年后，组分和技术的优化最终使得第一种ADC，吉妥珠单抗奥佐加米辛（Mylotarg）得以市场化并临床应用。迄今为止，已有15种ADC获得批准，超过200种在临床试验中进行了评估。在过去十年中，ADC一直是抗癌药物增长最快的领域之一。尽管ADC的出现是一个重大进步，但它也带来了一个新的困境：如何设计和组合ADC的各个组分以获得最佳反应。关于体内效应和代谢过程，目标选择、药物结构、识别位点和连接子类型等，任何变化都可能导致药物效力、毒性、药代动力学和精确释放的显著差异。所有这些因素都对化学制造和控制（CMCs）、临床前研究以及随后的临床试验提出了严重挑战。因此，抗体设计、连接子技术、载荷和连接过程，以及各种生物技术和制药公司的技术平台，已成为ADC开发的主要障碍。 由于众多参考资料已经回顾了ADC的发展历史、作用机制、关键组分的分子方面以及临床应用，很少有系统总结ADC的研发和平台技术，特别是在中国。在这篇综述中，我们专注于ADC的当前发展和前景。我们提供了全球以及中国市场上ADC和正在进行的产品线分析，突出了几个特定于不同制药企业和生物技术公司的ADC平台和技术。我们还回顾了新技术，并讨论了下一代ADC的可能性和临床研究的方向。 2.ADCs的批准和临床应用 自2000年美国食品药品监督管理局（U.S. FDA）批准Mylotarg以来，迄今为止全球已有15种ADC获得批准，其中13种ADC仍在市场销售（表1）。其中，belantamab mafodotin（Blenrep）因三期确认性试验失败而撤回[28]，moxetumomab pasudotox（Lumoxiti）因销售不佳而自愿撤市。Mylotarg也因严重的肝静脉闭塞病从大多数主要市场撤出，并在剂量分割后于2017年重新获得批准。 表1 截至2023年3月获批上市的ADCs 最初批准的前两种ADC主要针对血液恶性肿瘤，如白血病和霍奇金淋巴瘤，随后几年见证了对ADC在实体瘤开发中的兴趣激增。选择性的实体瘤亚型，如乳腺癌、肺癌和胃癌，也能从ADC中获益（表1）。此外，在目前全球正在进行的189项ADC临床评估中，超过80%（156种ADC）已在实体瘤中实施。 这些批准的ADC的关键组分观察到显著的多样性。CD33是ADC首次靶向的受体，而HER2是最受靶向的受体，目前有3种针对HER2的ADC获得批准用于4种肿瘤类型（表1）。这些批准的ADC中使用的抗体主要IgG亚型是IgG1，有2个例外（IgG4）。IgG1抗体具有较长的血清半衰期、更高的Fcγ受体（FcγR）结合效率、更强的ADCC和CDC效应，并且不太可能形成聚合物。因此，IgG1是最常用的ADC抗体。IgG4具有较低的免疫激活效应，适用于不希望抗体介导的细胞毒性的情况，这在辉瑞的Mylotarg和inotuzumab ozogamicin（Besponsa）中得到应用。尽管2种ADC使用了不可切割的连接子来限制非靶向毒性，但大多数批准的ADC（13/15；87%）仍包括可切割的连接子，以实现更好的旁观者杀伤效应[31]。在有效载荷方面，60%的这些ADC含有微管结合剂，20%是DNA靶向剂，它们都是非常有效的细胞毒素，因为只有1%-2%的细胞毒素分子能进入目标组织，内化毒素的数量甚至更少。同时，携带拓扑异构酶（Top）I抑制剂有效载荷的ADC具有更高的药物-抗体比（DAR），展现出巨大潜力，如trastuzumab deruxtecan（Enhertu）对trastuzumab emtansine（Kadcyla）的更好表现。 3.ADC研发的现状 除了15种批准的ADC外，目前全球有189种ADC正在进行临床评估。然而，在2000年第一种ADC获批后，从2010年代初到2016年，每年进入临床试验的新ADC数量仅为0到3，之后ADC的开发蓬勃发展（图1A）。2022年，全球有46种新ADC进入临床试验。在中国，尽管第一种ADC直到2014年才进入临床试验，但此后新ADC的数量急剧增加，特别是在过去3年中有9种、23种和34种新ADC进入临床试验。 图1 ADCs的发展格局。(A) 2011年至2022年全球和中国新进入临床试验的ADCs数量。(B) 全球（左图）和中国（右图）不同阶段临床评估中的ADCs数量。缩写：ADCs，抗体-药物偶联物；IND，新药调查；NDA，新药申请。 如图1B所示，大多数（>80%）新ADC仍处于早期阶段（新药调查[IND]、I期和I/II期）在全球和中国都是如此。然而，有33种新ADC已进入中晚期临床研究（表2），这些可能在未来几年内获得批准并上市，为我们治疗难治性疾病提供更多选择。 表2 已进入中晚期临床研究及以后的ADCs有前景的靶标 HER2-ADC、TROP2-ADC和表皮生长因子受体（EGFR）-ADC仍然是最常见的三种类型，并且不止一种这样的ADC已进入III期临床试验及以后（表2）。在中国，除了国家药品监督管理局（NMPA）批准的HER2-ADC disitamab vedotin（Aidixi）外，TROP2-ADC SKB264和EGFR-ADC MRG003都已进入III期临床试验，并在非小细胞肺癌（NSCLC）患者的I/II期试验中显示出有希望的抗肿瘤反应，客观反应率（ORR）分别为44%[34]和头颈鳞状细胞癌（HNSCC）患者的40%。Claudin 18.2也是一个有前景的靶点，有12种新ADC正在进行临床评估，排名第二，仅次于HER2（图2A）。首创的Claudin 18.2-ADC，CMG901，在胃/胃食管结合部（G/GEJ）癌症患者的大量预处理人群中表现出有利的活性，并具有可管理的安全概况，为Claudin 18.2-ADC的进一步临床发展奠定了基础[36]。c-Met-ADC也有8种新药正在研究中，1种已进入III期临床试验。相比之下，尽管已有2种CD22-ADC获批，但只有3种新的CD22-ADC正在进行积极的临床评估，在前10个ADC靶标中排名最低（图2A）。此外，两种批准的CD22-ADC之一，moxetumomab pasudotox（Lumoxiti），最近被阿斯利康自愿撤回。 针对前10个实体的ADC贡献了近一半（48%）的全球新ADC格局（图2B）。这一趋势在中国更为明显，63%的新开发的ADC集中在这些前10个靶标上（图2B）。此外，中国新ADC中有近四分之一（23%）针对HER2，表明在HER2-ADCs的开发中存在激烈的竞争。 图2 目前正在临床评估中的ADCs管线的目标和作用机制的多样性。(A) 目前正在临床评估中的ADCs管线的前10个靶标。(B) 全球和中国ADCs目标多样性的比较。(C) 全球和中国ADC管线中有效载荷的多样性。缩写：ADCs，抗体-药物偶联物；CLDN 18.2，紧密蛋白18亚型2；c-Met，肝细胞生长因子受体；EGFR，表皮生长因子受体；FRα，叶酸受体α；HER2，人表皮生长因子受体-2；IND，新药调查；NDA，新药申请；TROP2，滋养层细胞表面抗原2。 在有效载荷方面，微管结合剂仍然是新ADCs最常采用的有效载荷，在全球占比45%，在中国占比49%（图2C）。有趣的是，携带拓扑异构酶（Top）I抑制剂的新ADCs（20%）构成了快速增长的调查药物部分，并且比携带DNA靶向剂的ADCs（9%）更为丰富（图2C）。此外，携带新有效载荷的ADCs，如光敏剂、免疫调节剂和RNA聚合酶II抑制剂，正在进行积极的临床评估。 从2000年第一个ADC Mylotarg获批到2011年第二个ADC brentuximab vedotin（Adcetris）获批，历时11年；此外，第一个ADC Mylotarg在2010年被撤回，这些都表明了ADC开发中的技术壁垒。然而，鉴于靶标、抗体、连接子、偶联方法和有效载荷的多样性，以及这些组分的各种组合，已经建立了独特的ADC平台，以加速新ADCs的探索和验证（表3）。 表3 ADC开发者和技术平台 Seagen ADC平台通过使用微管结合剂单甲基长春胺E（MMAE）和单甲基长春胺F（MMAF）作为其主要有效载荷而独具特色。MMAE表现出高渗透性，能够实现强大的旁观者杀伤效应，而MMAF更亲水，聚集倾向更低，系统毒性更小。值得注意的是，这两种有效载荷构成了15种批准的ADCs中的40%，并在新ADCs的持续开发中占据显著位置。此外，Seagen还创新了一种可切割的连接子MC-Val-Cit，这也有助于旁观者杀伤效应。这种连接子被广泛整合到批准的ADCs和目前正在开发的ADCs中。 Immunogen平台致力于ADC开发已有40多年，并以其利用另一类微管结合剂，即emtansine（DM1）和ravtansine（DM4）的专业技能而闻名。这些有效载荷分别在批准的ADCs trastuzumab emtansine（Kadcyla）和mirvetuximab soravtansine（Elahere）中得到应用。Immunogen不仅在有效载荷方面表现出色，还在靶标选择、抗体开发和连接子开发方面表现出色。该平台拥有多样化的可切割和不可切割连接子，包括4-(N-Maleimidomethyl)环己烷羧酸N-羟基琥珀酰亚胺酯（SMCC）连接子、N-琥珀酰亚胺-4-(2-吡啶二硫)戊酸酯（SPP）连接子、磺酸-N-琥珀酰亚胺-4-(2-吡啶二硫)丁酸酯（SPDB）连接子和三肽可切割连接子。 开创性的deruxtecan（Dxd）技术使Daichi Sankyo处于ADC平台的前沿。Dxd有效载荷展示了克服对传统微管结合化疗药物如紫杉醇的抗性的能力。此外，它表现出高渗透性，能够实现有效的旁观者杀伤效应，DESTINY-Breast04研究结果证明了这一点，其中trastuzumab deruxtecan（T-Dxd）在“HER2-low”乳腺癌患者中证明了其有效性。Daichi Sankyo进一步通过引入Gly-Gly-Phe-Gly（GGFG）连接子来区分自己，该连接子旨在降低ADC的疏水性，这导致在血浆中具有最小清除率的异常稳定的ADC，并且还允许高DAR。 在中国，RemeGen平台在ADC开发方面处于领先地位。以其独特的偶联方法ThioBridge技术而著称，RemeGen提供了创新的组合，包括能够共价偶联抗体一个或多个游离硫醇的连接子。RemeGen平台的值得注意的成就是disitamab vedotin（Aidixi）的开发，这是唯一一个源自中国国内生物技术研究所的批准ADC。KELUNBIOTECH是中国另一个著名的ADC平台，以其OptiDC技术而闻名，该技术允许ADCs的定制设计，为各种生物靶标优化它们。 这些ADC平台各自具有独特的特点，侧重于基于各自的核心技术开发差异化的ADC产品。这显著推动了ADCs的研发。在不久的将来，我们可以期待见证更多先进和改进的ADC药物的出现。 4.ADCs的未来发展方向 近年来，ADCs已经开始改变癌症治疗。迄今为止，已有15种ADCs进入市场，全球有189种ADCs正在进行积极的临床评估，如何满足临床需求和改进药物设计已成为ADC开发的主要挑战，这也将影响ADC产品的开发模式和策略。本节总结了主要的创新，并讨论了下一代ADCs的未来方向和新的可能性。总的来说，这主要是基于药物组成和最佳临床应用模式的开创性探索（图3）。 图 3 ADC结构创新和治疗优化策略。(A) 新型抗体定位策略，如条件性抗体（左上）、双特异性抗体（右上；左侧代表双表位ADC，右侧代表双靶标ADC）、非内化抗体（左下）以及新型药物载体，如肽、核酸适配体、类病毒、小分子（右下）。(B) ADC连接子的创新，如UV（紫外）或NIR（近红外）控制的连接子（上）和“点击释放”连接子（下）。(C) ADC有效载荷工程方法，包括但不限于双有效载荷ADCs（左上）、前药-ADC（右上；PBD）以及携带新型有效载荷的ADCs，如抗体-NK细胞偶联药物、放射性药物偶联物和抗体-siRNA偶联物（下）。(D) 利用药物基因组学分析和类器官/PDX模型基础的药物筛选等方法实现个体化治疗，并相应地调整ADC给药。(E) ADC联合治疗的范式，包括与化疗（左上）、靶向治疗（右上）、免疫治疗（左下）以及新型联合策略，如与放疗或其他ADCs的联合（右下）。缩写：ADC，抗体-药物偶联物；UV，紫外；NIR，近红外；NK细胞，自然杀伤细胞；PBD，吡咯并苯并二氮杂环；PDX，患者来源的异种移植；PD-1，程序性死亡-1；PD-L1，程序性死亡-1配体。 4.1.靶标抗原的选择 适当的靶标在ADCs的药理特性中起着决定性作用。目前，批准的ADC药物的靶标抗原是典型肿瘤细胞中过度表达的特定蛋白质，如实体瘤中的HER2、TROP2和Nectin4，以及血液恶性肿瘤中的CD19、CD22、CD33和CD30。最近，新ADC靶标的研究和开发已经全面展开，靶标抗原的新选择策略也在不断更新。一个有前景的方法是在肿瘤中寻找突变蛋白，因为它们通常具有更高水平的泛素化修饰，并且比野生型蛋白更容易内化和降解。针对携带致癌突变蛋白的ADCs可以实现治疗的最大特异性。随着肿瘤免疫基础研究的推进，ADC的靶标开发近年来已逐渐从传统肿瘤抗原扩展到微环境和癌症干细胞抗原。基于这一概念的越来越多的ADCs未来可能会进入临床前和临床研究。此外，生物信息学和计算机辅助药物筛选技术的进步大大加速了抗原选择的发展。考虑到理想的抗原特性，包括肿瘤和正常组织之间的差异表达、表面定位以及配体相互作用后的内化，研究人员也在尝试整合多组学测序数据来预测和开发最适合靶向的新型ADC抗原。这些新靶标的发现将大大扩展未来ADC治疗的适应症。 4.2 抗体设计/新型递送工具 目前，众多技术平台致力于优化ADC抗体。升级ADC抗体的未来方向包括选择抗体亚型、增加抗体人源化、调整和优化抗体结构等。已经提出了一些新的ADC抗体设计理念，如条件性抗体ADCs、双特异性ADCs、非内化ADCs以及用其他类型的分子替代抗体作为载体，这将引领ADCs未来研发的趋势。 条件性抗体ADCs只有在肿瘤微环境中才被激活，有望增加治疗窗口，显著增强靶向效应，并减少非肿瘤毒性。Cytomx公司提出的“前体药物”概念，在初始状态下不发挥作用，只有在体内经过化学反应或酶转化后才变得活跃。基于这一概念开发的几种药物，如CX-2009、CX-072和Pb-Tx，在临床试验中的有效性已初步得到证实。 另一种流行的设计是双特异性ADC，它针对同一肿瘤细胞上的同一抗原的2个不同结合表位或2个不同抗原。目前，正在开发的双特异性ADCs主要针对HER2、EGFR、c-Met和TROP2等靶标。已有11种双特异性ADCs获得美国FDA或欧洲药品管理局（EMA）批准进行临床试验（表4）。代表性药物，如Regeneron的cMet/cMet双抗体ADC (REGN5093-M114)，是一种双表位ADC。BL-B01D1目前是唯一的双抗EGFR × HER3 ADC，在最近报告的I期临床研究中，它对经过大量治疗的转移性/局部晚期实体瘤的疗效和安全性进行了评估。尽管双靶标提供更好的疗效，但可能存在治疗窗口过窄的问题，双抗体的设计也可能导致更大的毒性。如何设计具有更好靶向效应和更低非靶向毒性的双特异性ADC也是一个值得探索的方向。 表4 双特异性ADCs的产品管线 典型的ADC需要在与目标结合后内化以释放有效载荷。非内化ADC不依赖于内化过程，而是通过靶向肿瘤细胞上的非内化抗原来实现有效载荷的传递和释放。Pyxis Oncology的PYX-201是第一个进入临床开发的非内化ADC。它针对纤维连接蛋白的外域B（EDB-FN），一种在细胞外基质(ECM)中表达的蛋白质，无需穿透在癌症中常见的间质和ECM屏障，允许毒素在肿瘤细胞外释放。毒素的高脂溶性发挥旁观者效应以杀死肿瘤细胞。PYX-201在实体瘤中的I期临床试验，PYX-201-101试验，已正式启动(NCT05720117)。非内化ADC在临床实践中的疗效也值得期待。 除了改进和优化抗体结构外，另一种有前景的方法是去除单克隆抗体（mAb）递送结构，将有效载荷偶联到分子量更低的多肽片段或其他类型的分子递送工具。已经开发了多种新药，如肽-药物偶联物（PDCs）、小分子-药物偶联物（SMDCs）、核酸适配体-药物偶联物（ApDCs）和纳米粒子-药物偶联物（NDCs）。这类ADCs的主要技术挑战是它们可能在血浆中被迅速清除，但如果这个障碍能够克服，它有潜力用于治疗难以接触的肿瘤，包括那些血管供应不良和中枢神经系统肿瘤。这些新药也大大扩展了ADC药物的应用范围，并具有广阔的研发前景。 4.3.连接子 连接子确保ADCs的可控递送。近年来，在连接子设计方面取得了许多重要进展，这将有助于指导未来连接子的发展。首先是光响应可切割连接子的出现，它采用近红外（NIR）光锁定策略。在NIR光照射后，ADC能够在照射的肿瘤区域以特定部位的方式有效释放有效载荷。还报道了一种新型的紫外光（UV）光控ADC。引入了UV控制的邻硝基苄基作为切割触发器，含有邻硝基苄基连接子的ADCs在UV光照射后活性显著增加，体外细胞毒性试验中比未照射的ADCs高出50倍。Wang等人开发了一种生物正交可切割连接子，使用经典的生物正交切割对Cu(I)-BTTAA和dsProc，这种连接子主要在体外进行了探索。这类ADC仍有许多问题需要解决，如反应效率、反应速率、底物稳定性、生物相容性和操作便利性，因此离临床应用还有很长的路要走。为了进一步实现药物分子的可控释放，研究人员开始探索一种新型智能ADC，“点击释放”策略。首先是Soni等人报道的点击化学反应“Staudinger连接”。其次是Tagworks研究人员使用的四嗪/反式环辛烯基点击反应，以及Bernard等人首次报道的基于偶极离子/环烷炔化合物的点击化学反应。Tagworks制药公司的研究人员近年来改进了他们的点击释放策略，使其比以前更有效。基于“点击释放”策略设计的ADCs也保证了安全性和可控性，这在未来ADC药物的开发中非常有价值。 4.4.偶联方法的进步 迄今为止，大多数ADC的偶联在赖氨酸或链间半胱氨酸等规范氨基酸残基上随机发生，缺乏特异性，导致DAR和药物分布的异质性。位点特异性偶联技术，包括工程化半胱氨酸偶联、非天然氨基酸偶联、糖基化偶联和抗体轻链（或重链）C末端偶联，使抗体和小分子能够固定在位点并定量偶联，结果具有高均匀性、良好的稳定性和更好的活性，这种方法正逐渐成为新一代ADC的选择。 此外，为了解决传统偶联技术DAR低的问题，Dantari的T-HDC技术使用聚合物分子“包装”有效载荷，然后将聚合物包装的有效载荷偶联到抗体上。这种载荷释放系统可以携带更多的有效载荷，一个抗体可以携带超过60个有效载荷分子。Mersana的多弹头ADC平台Dolaflexin也使用聚合物开发高DAR ADC药物。然而，基于该平台开发的多弹头ADC在临床中遭遇重大挫折，有严重不良反应的报道。基于这项技术的新ADC药物在未来研究中也值得探索。 4.5.有效载荷的优化 微管抑制剂和DNA烷基化剂多年来一直主导着ADC有效载荷。随着基础研究的发展，有效载荷优化的有希望的方法层出不穷。首先，有效载荷的发展趋势已逐渐从细胞毒素药物转向其他非细胞毒素机制剂，主要包括Top 2抑制剂、RNA聚合酶抑制剂、B细胞淋巴瘤-超大（Bcl-xL）抑制剂和免疫刺激剂。有效载荷的另一个创新设计是前药-ADC，它只能在进入肿瘤细胞后被激活和释放，进一步提高药物的特异性和治疗窗口。除了升级单一有效载荷外，一个潜在的策略是携带两种不同或相似作用机制的有效载荷。这些双有效载荷ADCs可以向肿瘤细胞传递两种协同有效载荷，以实现更好的疗效，并在一定程度上解决化疗耐药性和抗原表达异质性问题。然而，双有效载荷ADC的开发受到其高研发成本和技术难度的限制。 此外，ADC有效载荷已变得越来越多样化，现在正在开发全新的有效载荷。例如，Acepodia正在开发将肿瘤靶向抗体直接连接到其专有NK细胞系表面的抗体-自然杀伤（NK）细胞偶联药物，以更好地杀死肿瘤（NCT04319757）。Rakuten Aspyrian正在开发Illuminox™，这是一种光免疫治疗平台，旨在将癌症靶向药物（例如，抗体药物）与光活化偶联物配对，然后使用光应用系统激活它们以杀死肿瘤。针对额外的新型有效载荷，放射性药物偶联物的设计正在进行早期临床试验，以选择性地递送放射性有效载荷。受到ADC概念的启发，抗体-小干扰RNA（siRNA）偶联物已作为潜在的靶向siRNA药物递送工具出现，可以克服当前siRNA递送的障碍。此外，正在进行新有效载荷的研究，包括抗体-类固醇偶联物（NCT05556226）、抗体-抗生素偶联物（AACs）和降解剂-抗体偶联物。人们相信，这些具有新型有效载荷的ADCs将凭借其独特的优势，很快为肿瘤治疗开辟新的领域。 4.6.从临床前研究中完善药物递送方案 除了ADC本身的优化和升级外，如何通过临床和转化研究策略利用现有的ADC药物提高其临床疗效也值得探索。一种有希望的方法是采用分次/阶段性给药方案，在减少峰值浓度的同时保持抗肿瘤剂量强度。类似于常规化疗，这种方法有助于减少血清浓度造成的最高毒性，并延长药物的存在时间，从而确保更多进入细胞周期的肿瘤细胞受到药物的影响。ADC药物进入血液循环后，不可避免地会发生非靶向毒性。如何在靶向和非靶向毒性之间取得平衡也是临床前研究中迫切需要解决的问题。如前所述，一种新型的核素偶联药物已经出现，可以使疾病“可见和可治疗”。例如，有研究使用锆89标记的曲妥珠单抗和正电子发射断层扫描（PET）评估不同靶病变的HER2状态，结合成像分析和氟脱氧葡萄糖（F18）标记的PET/计算机断层扫描（CT）成像，并评估不同靶病变的HER2状态。它可以预测哪些患者/病变将从HER2 ADC治疗中受益更多，从而为治疗选择提供更多可能性。此外，基于临床前研究模型的快速发展，已有尝试使用患者来源的异种移植（PDX）模型或类器官进行体内/体外药物敏感性测试以指导治疗。然而，目前尚无ADC药物在这方面的研究。总之，需要将临床前研究与临床实践更紧密地结合起来，以实现未来ADC更精细的药物治疗管理。 4.7.使用预测标记筛选合适的人群 ADC药物主要依赖其抗体定位到治疗靶标，因此在选择ADC治疗的合适人群时，首先应考虑靶标的表达。ADC的另一个重要组成部分是有效载荷，有效载荷的机制可能导致ADC敏感人群的差异。此外，作为一种具有相对复杂结构的大分子物质，ADC可能与简单的抗体药物和化疗药物非常不同。随着未来更多具有不同机制的ADC的出现和更多联合临床试验的开展，ADC预测标记也将是未来研究值得探索的方向。例如，可以从ADC本身的作用机制或药物代谢的影响角度研究广谱标记。还可以结合多组学测序数据分析，构建特定人群的ADC药物反应预测签名或对目标人群中的治疗反应进行分层。此外，循环肿瘤DNA（ctDNA）和液体活检领域的进展使其成为可能，为ADC找到更普遍的血液肿瘤标记。总之，生物标记物引导的精确人群分层和治疗将是ADC临床应用未来的一个方向。 4.8.探索合理的联合治疗 越来越多的临床前和临床研究已经开始探索ADC的联合治疗，主要包括传统化疗、靶向治疗、免疫治疗和其他联合治疗。首先，药物组合从传统化疗“1 + 1”概念的角度设计，利用ADC有效载荷作为细胞毒素药物的特性。例如，可以在G2/M期与微管抑制剂最大效率地结合使用的，作用于S期并引起G2/M期停滞的DNA损伤药物，以增加抗肿瘤增殖效应。其次，作为一种新型的靶向化疗，ADC的疗效在很大程度上取决于靶向程度。因此，可以选择有助于增加ADC靶标抗原表达的联合方法，以增加ADCs的疗效。此外，ADC有效载荷不仅限于细胞毒素药物。例如，放射性有效载荷与化疗的结合可能在放疗和化疗的结合中发挥作用，ADC与化疗的新组合，如抗体-siRNA偶联物、抗体细胞偶联物和降解剂-抗体偶联物，也值得尝试。这些新药可能解决传统治疗方法靶向性低和非靶向毒性高的问题，并具有广阔的发展前景。目前，ADC与传统治疗的联合主要关注乳腺癌中靶向HER2的ADC药物的应用。几项临床试验使用曲妥珠单抗emtansine与pertuzumab（一种靶向HER2的ADC）联合，试图取代化疗药物的作用，但联合的效果并不令人满意。这表明ADC和化疗药物之间仍有差异，未来的研究不应简单地将两者替换，需要更多的临床前和临床研究来确认。另一方面，如果将针对HER2的ADC与酪氨酸激酶抑制剂（TKI）联合使用，可能实现对EGFR途径的双重阻断，并实现更好的治疗指数，如曲妥珠单抗emtansine与neratinib的组合。其机制尚未完全明了，有报道称这可能与TKIs改变细胞表面HER2分子的丰度有关。此外，一些研究报告了抗血管生成药物与ADCs的组合，因为抗血管生成药物可能增加血管通透性，促进ADC药物向目标部位的传递，从而增强ADCs的效果。ADC药物与更多靶向治疗药物联合使用的疗效也值得进一步探索。目前正在探索几种ADC与免疫疗法的组合。目前，ADC与免疫疗法的结合主要集中在免疫检查点程序性细胞死亡蛋白1（PD-1）或程序性死亡配体1（PD-L1）上。EV-103队列K是一项随机队列研究，旨在评估enfortumab vedotin（Padcev）单独使用或与Keytruda联合作为一线治疗，用于不能接受顺铂化疗的局部晚期或转移性尿路上皮癌患者，显示了ORR的提高（ORR：45.2% vs. 64.5%）。除了针对肿瘤细胞，ADC还可以作用于肿瘤微环境中的各种免疫细胞或ECM。例如，针对CD73的ADC在临床前研究中已显示出初步的治疗活性。在临床前模型中，针对与癌症相关的成纤维细胞的ADC在与pembrolizumab联合使用时可以增强CD8+ T细胞的活性。 当ADCs与免疫疗法联合使用时，需要考虑一些问题，如ADC和免疫治疗药物对患者免疫系统的综合效应，这对临床前模型开发提出了更高的要求，因为动物和人类的免疫环境通常存在一些差异。基于ADCs和免疫治疗药物的多样性以及可能的联合机制，ADCs与免疫疗法的结合具有非常大的研究空间，其前景值得期待。 有一些新的联合视角值得探索。例如，不是传统的化疗药物组合或化疗与靶向药物的组合，而是设计和开发双有效载荷ADCs可以直接定位到目标发挥联合效应，这有助于减少非靶向毒性问题。ADC与放疗联合使用的第一项研究，disitamab vedotin（Aidixi）与放疗和免疫疗法联合治疗HER2阳性晚期难治性实体瘤，也报告了初步的II期数据，为ADCs与放疗联合的有效性提供了证据。此外，ADCs在新辅助治疗中的应用以及两种ADCs联合使用的探索也是未来非常有趣的研究方向。 5.结论 作为一种创新的药物治疗方法，ADCs在抗肿瘤治疗领域具有巨大的市场潜力和临床价值。然而，它们并非没有挑战、困难和激烈的竞争。在过去的十年中，ADC的设计不断改进，技术陆续现代化。新的抗体形式、新的递送系统、非内化抗原靶标、新型细胞毒素有效载荷和位点特异性偶联方法已被探索，以促进ADCs的发展。尽管如此，仍有许多问题需要解决：更好地了解作用机制；确定有效的治疗方法反应生物标记物；增强实体瘤中的药物渗透性；在提高疗效的同时减少毒性；探索最佳的给药方式和克服药物抗性。重要的是，最近的ADC产品展示了激动人心的可能性，表明我们已经进入了一个“一切皆可偶联”的时代。虽然无数的创新等待临床验证，但在这一领域进行的研究已经取得了令人鼓舞的结果。坚信ADCs在未来十年有着光明的未来，准备彻底改变抗肿瘤治疗的格局。 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。

自2014年 帕博利珠单抗（pembrolizumab）获批用于黑色素瘤以来，PD1和PDL1抑制剂（简称PDx）彻底改变了癌症治疗，后续批准的PDx数量和适应症范围方面都得到了扩展。然而，尽管取得了这一巨大进展，但一部分恶性肿瘤患者仍然对治疗无应答或产生耐药性。在过去几年中，该领域面临着寻找能够增加PDx在这些患者中疗效的新型疗法组合的挑战。PDx当前管线分析PDx临床试验目前达到转折点。根据CRI的全球免疫肿瘤学 (IO) 临床试验数据库，PDx相关临床试验共6758项，根据其在ClinicalTrials.gov中的状态，其中3919项目前正在进行中。2015年至2017年间PDx相关临床试验出现持续增长直至2021年，2022年首次观察到新的PDx试验数量逐年减少（2022年为1011项，2021年为1 049项，下降3.6%）。除IV期外，2022年PDx试验数量在所有研究阶段均下降。癌症类型分析显示，下降主要集中在一些适应症中，如呼吸道和胸部癌症 (-16.6%)、头颈癌 (-37.4%) 和皮肤癌 (-22.8%)，而其他适应症如消化道肿瘤和乳腺癌的试验持续增长（分别为+11.8%和+16.3%）。图1|PD1/PDL1临床试验全球情况双特异性抗体呈上升趋势。虽然单克隆抗体 (mAb) 是PDx中最常见的类别，但在过去几年中其他方式也进入了该领域，包括双特异性抗体、小分子甚至编码PDx的溶瘤病毒。根据我们的分析，在2022年开始的临床试验中，mAb仍占PDx的近93%。然而，对试验状态的分析显示，‘计划’的试验包括使用双特异性抗体的比例远大于已经完成或正在进行的试验。图2|按照PD1/L1类别对临床试验进行总结在使用双特异性抗体的研究中，CTLA4是所有试验中PD1/PDL1最常见的共靶点，而其他共靶点如LAG3和TGFβ在退出或终止的试验中更多。图3| PDx试验中双特异性抗体的协同靶点多种组合策略不断增长。自2020年以来，多组合策略（包括一种PDx和至少两种其他方式的策略）一直呈上升趋势。PDx联合靶向治疗 (TT) 是第二常见的类别，占所有新的2022项试验的23.8%，但相对于2021年下降了3.2%。与其他IO资产的组合，占新试验的21.6%，在过去一年也略有下降 (-1.4%)。2022年与化疗或放疗的二联组合（分别为-19.2%和-38.2%）以及PDx在单药治疗中的使用都大幅下降，只占新临床试验的6.6%。图4| PDx联合治疗列出的PDx试验进一步解析与 PDx 联合使用的 IO 和 TT 药物类型发现，在 TT 中，小分子抑制剂，其次是mAb和抗体-药物结合物 (ADC) 是最常见的亚类。在T细胞靶向免疫调节剂中，mAb是PDx最常见的伴侣，而在靶向其他免疫细胞的免疫调节剂中，融合蛋白和重组蛋白比例相当。癌症疫苗是 PDx 试验中第四大常见伴侣，其中肽类癌症疫苗是最常见的亚类。新临床试验越来越多地纳入有PDx耐药史的患者。在对PDx试验的入选和排除标准进行分析中，自2018年以来，允许纳入既往接受PDx治疗的患者的试验数量持续增长，占2022年开始的所有新PDx试验的28.7%。此外，排除所有既往治疗的PDx试验数量已从2021年的6.4%增加到2022年的8.9%，表明更多的申办者将PDx疗法纳入最早的治疗线——一线、辅助和新辅助治疗，而不是其他治疗失败后的后期治疗线。重要的是部分临床试验的入组标准缺乏详细信息。14%-17%的试验未明确提及排除或纳入接受PDx预治疗的患者。而且在明确纳入或排除这些患者的试验中，只有一小部分阐述了癌症免疫治疗免疫治疗 (SITC) 最新指南定义的耐药类型（原发性或获得性）。图5|通过排除/纳入既往接受过PDx治疗的患者进行的PD1/PDL1试验观察癌症适应症发现，I期和混合实体瘤试验最常包括PDx耐药患者。在包括PDx耐药患者在内的研究中，其他免疫细胞治疗和溶瘤病毒的使用增加。结论和未来方向PDx仍然是癌症免疫疗法的基石。然而原发性和获得性PDx耐药的发生正在推动更复杂的联合治疗策略的开发，以及在不同免疫细胞中探索新的IO靶点。尽管 PDx mAb 仍在该领域占主导地位，但PDx双特异性抗体正在获得应用，多种药物联合治疗正在稳步取代化疗或放疗的双重联合治疗等策略。继续监测这一领域，以及申办者对入组标准的透明报告，对于了解这一情况的变化及其对患者以及学术和行业利益相关者的影响至关重要。参考文献：PD1/PDL1 clinical trials adapt to a growing landscape of patients resistant to PDx (nature.com)