BCMA x Tubulin

今日（10月15日），从CDE官网公示，葛兰素史克（GSK）开发的靶向BCMA的ADC药物注射用Belantamab mafodotin（Belamaf）拟纳入优先审评，适应症为联用硼替佐米和地塞米松，用于治疗既往接受过至少一种治疗的多发性骨髓瘤成年患者。 Belantamab mafodotin由靶向B细胞成熟抗原（BCMA）的单抗与微管抑制剂单甲基Auristatin F（MMAF）结合而成。Blenrep通过抗BCMA单抗靶向结合MM细胞表面的BCMA，之后迅速被MM细胞内化，在溶酶体中降解并在MM细胞内释放出非渗透性的MMAF，MMAF与微管蛋白结合并抑制其聚合，导致G2/M停滞和caspase 3依赖性细胞凋亡。 临床疗效 Belamaf临床3期研究DREAMM-7，旨在评估既往接受过至少一种疗法的R/R MM患者的治疗效果。该研究共纳入494例患者，按1:1比例随机分配至两组，一组接受BVd治疗（Belamaf联用硼替佐米及地塞米松），另一组则接受DVd治疗（Daratumumab联用硼替佐米及地塞米松）。研究结果显示达到主要临床终点，BVd组的中位PFS为36.6个月，而DVd组仅为13.4个月。BVd组的PFS显著延长了23个月，具备显著的临床意义。关键次要终点总生存期（OS）上，两组患者的中位OS皆尚未达到，但BVd组在总生存期（OS）上表现出早期且有临床意义的获益趋势，在总缓解率（ORR）方面，BVd组整体ORR为82.7%，Dvd组71.3%，BVd组完全缓解（CR）或更好患者比例达34.6%，而DVd组仅为17.1%。 参考文献 CDE官网 Belantamab Mafodotin for the Treatment of Multiple Myeloma: An Overview of the Clinical Efficacy and Safety GSK官网

摘要：抗肿瘤治疗是本世纪的主要研究主题之一。现代方法已被实施以靶向并增强细胞静药对肿瘤的效果，并减少它们的普遍性/非特异性毒性。在这种情况下，抗体-药物偶联物（ADCs）代表了一种有希望且成功的策略。本综述的目的是评估有关ADCs的不同方面。从化学和药理学角度介绍了它们，并讨论了结构、偶联和开发特点以及效果、临床试验、安全性问题以及这些药物未来使用的展望和挑战。代表性的例子包括但不限于ADCs的以下主要结构组成部分：单克隆抗体（曲妥珠单抗、布伦图珠单抗）、连接体（pH敏感、还原敏感、基于肽、基于磷酸盐等）、有效载荷（多柔比星、emtansine、ravtansine、卡利奇霉素）。关于药物治疗的成功，与ADC治疗相关的高效期待得到了大量正在进行的临床试验的支持。首先讨论了开发策略等主要方面，优势和劣势，安全性和有效性，提供了对主题的回顾性见解。综述的第二部分是前瞻性的，聚焦于克服先前确定的困难的各种计划。 1.  引言 尽管第一种抗癌药物在20世纪40年代就已引入治疗中，但直到今天，大约80年后，癌症仍然是全球范围内一种严重的疾病。目前，在抗癌治疗中，人们不断尝试接近那些限制了经典疗法众多缺点的治疗策略。尽管化疗在多种肿瘤治疗策略中发挥着重要作用，但它也存在一些限制其使用的缺点，例如缺乏对肿瘤细胞的选择性、药物在肿瘤部位的浓度不足、肿瘤细胞对化疗产生耐药性的可能性，以及这些药物的高度系统毒性。对癌症的细胞和分子生物学认识的进展，为发现和开发新的诊断和治疗代理提供了重大机遇，以管理这种病理状态。最近，利用新的生物技术、纳米技术和靶向分子疗法作为现代癌症治疗方法，出现了创新的抗肿瘤策略。在新的治疗策略中，单克隆抗体和免疫治疗药物促进了新的个性化治疗方案（称为个性化医疗）的出现，这些方案在患者中展示了显著的疗效和最小的毒性。抗体-药物偶联物（ADC）由一个靶向肿瘤的单克隆抗体（mAb）通过连接体与一个活性化疗分子共轭而成。这些ADCs为肿瘤细胞提供了选择性，具有mAbs的高度特异性靶向优势和化疗药物极强的细胞毒性效应，以实现对癌细胞的精确和有效破坏。ADCs在治疗中的演变如图1所示。因此，靶向输送系统最初是在1897年由Paul Ehrlich提出的。他构想了一种药物靶向病原体代理的方式，同时不伤害健康细胞。自那时以来，已经取得了几项进展，例如将抗体与甲氨蝶呤链接用于白血病靶向细胞，提出放射性免疫治疗代理和ADCs的概念，并使用动物模型测试非共价和共价链接到ADCs。1975年，Milstein和Kohler使用杂交瘤技术获得了具有预定特异性的mAb。 图1. 治疗中ADCs的演变 在1980年到1990年之间，进行了针对肿瘤疾病的第一批ADCs的临床试验，但由于毒性增加和效果相对有限，结果并不令人满意。一个例子是，将嵌合抗Lewis Y(Le(Y))单克隆抗体与多柔比星偶联的I期临床试验，BR96-Doxorubicin (BR96-Dox)，用于治疗表达Le(Y)抗原的肿瘤患者。同时，也开发了第一种人源化抗体，注意到小鼠单克隆抗体作为ADC开发中的高限制的免疫原性问题，因为它们的增加细胞毒性，卡利奇霉素被用于ADC开发，并且研究了BR96-Dox ADC在异种移植模型中的有效性（图1）。后来，在2000年，美国食品药品监督管理局(FDA)批准了第一种ADC药物gemtuzumab ozogamicin (GO)用于成人急性髓系白血病患者，这标志着ADC药物在抗癌治疗中有目的和针对性策略的开始。2010年，该药物撤出市场，但后来在美国(2017年)和欧盟(2018年)重新上市。大约十年后，在2011年，Brentuximab vedotin (BV) 已获批准用于治疗霍奇金淋巴瘤和系统性间变性大细胞淋巴瘤，随后是adotrastuzumab emtansine (T-DM1)，于2013年获批用于实体瘤（乳腺癌）。后者在人表皮生长因子受体2 (HER2) 上显示出比其他药物更高的特异性，同时也是首个可用于实体瘤的抗体药物偶联物 (ADC)。 截至2021年12月，全球已有14种ADC获得美国食品药品监督管理局 (FDA) 和欧洲药品管理局 (EMA) 批准，用于治疗血液恶性肿瘤和实体瘤。其中，T-DM1、enfortumab vedotin、fam-trastuzumab-deruxtecan 和 sacituzumab govitecan 被批准用于治疗实体瘤，而其他药物则用于治疗血液恶性肿瘤。提高这些化合物效率的策略旨在实现最准确的剂量，以更好地穿透肿瘤，从而最小化毒性，以便扩大ADCs的治疗益处。目前，有100多种ADC化合物处于不同的临床试验阶段，旨在逐步取代传统的化疗。与传统的细胞毒性药物相比，ADCs具有许多优势，将单克隆抗体的靶向优势和药代动力学特性与细胞毒性有效载荷的高杀伤癌细胞能力相结合。通过这种方式，管理了具有狭窄治疗指数的药物的毒性，而不会影响健康细胞。与通常缺乏对癌细胞的选择性的常规化疗不同，ADCs通过内吞作用将ADC-抗原复合物内化，然后将其定向到作用目标地点进行解体，释放有效载荷以选择性地破坏癌细胞，最小化了非靶向细胞毒性效应。然而，有几个因素导致ADCs对癌细胞的选择性受限，导致其毒性：(1) 连接体-药物键的不稳定性可能导致有效载荷过早释放到循环中（与有效载荷相关的毒性）；(2) 如果用于mAb偶联所需的靶抗原在非恶性细胞中表达，这可能影响细胞毒性药物的分布和积累位置，导致与有效载荷无关的毒性；(3) ADCs与抗体受体的结晶片段区域 (Fc) 结合（FcγRs、FcRn 和 C型凝集素），这有助于它们被非恶性细胞摄取。本综述的目的是提供关于ADCs的多方面信息。讨论了结构、偶联和开发特性以及效果、临床试验、安全问题和这些药物未来使用的前景和挑战。由于已经发表了关于药物偶联物的许多综述，我们的目标是将ADCs的化学方面与药理学方面、临床考虑和这些药物的安全问题结合起来，从而为读者提供更好的理解。本叙述性文献综述中提供的信息可以用于未来的研究。 2. ADCs的结构方面 如图2所示，ADC的主要组成部分是三个基本元素：单克隆抗体、连接体和有效载荷。 图2. ADCs的主要组成部分包括：1)化学可裂解的连接体；2)酶可裂解的连接体。 2.1. 单克隆抗体 所有抗体都有一个共同的基本结构（见图2），由两条重多肽链（绿色）和两条轻链（蓝色）组成，它们都由序列上恒定（C）或可变（V）的不同区域组成。它们通过一系列的链间和链内二硫键以及不同的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强了mAb的水溶性，位于抗体中部的灵活的“铰链”区域使其能够适应靶细胞表面上抗原的各种排列。 mAb是ADC结构的主要组成部分。它对于目标抗原与ADC之间的特异性结合至关重要，这种结合特异性针对肿瘤细胞上主要表达的抗原，其作用是将有效载荷（细胞毒性药物）运送到目标作用位点。为了最大化ADC的效力，选择抗体时必须优先考虑在正常组织中表达最小或不存在的、特征明确的抗原，同时最小化非靶向毒性。在ADC药物开发的初期阶段，使用了来自实验动物（小鼠）的抗体。然而，这种方法由于免疫原性引起的严重副作用，导致高失败率。在过去的几十年中，随着重组DNA技术的发展，小鼠抗体已大多被嵌合、人源化或人类（完全人源化）抗体所取代，后者显示出显著降低的免疫原性。 另一个重要方面是ADC-抗原复合物的内化效率，这取决于抗体与抗原的结合亲和力。适当的亲和力对于ADC-抗原复合物的快速内化至关重要。在ADCs中经常使用的mAbs是人类IgG亚型，它们具有长半衰期的优势，以及增强的抗体依赖性细胞介导的细胞毒性和补体依赖性细胞毒性，对抗癌细胞。 IgG1是ADCs中常用的亚型，也是血清中最普遍的类型，具有重要的效应功能，如抗体依赖性细胞介导的细胞毒性、抗体依赖性吞噬作用和通过与Fc受体增加的附着亲和力的补体依赖性细胞毒性。由于其快速的清除率，IgG3较少被包含在ADCs中。一般来说，IgG抗体的高分子量（大约150 kDa）经常对通过毛细血管和肿瘤组织的扩散构成挑战。这就是为什么在ADCs的设计中，特别是针对实体瘤，打算通过去除Fc段来减小抗体的大小。 2.2. 连接体 将细胞毒素与抗体结合的连接体旨在在循环中保持稳定，并将细胞毒素输送到目标细胞内。连接体在将细胞毒素活性分子输送到肿瘤组织、癌细胞的水平上起着至关重要的作用。 为了构成一个选择性和强大的ADC的结构组织，连接体必须具备以下基本特性：(i) 在血液中具有适当的稳定性，以防止细胞毒素药物的过早释放和非靶向效应，同时能够将有效载荷有效地输送到目标癌细胞；(ii) 连接体必须确保ADC具有良好的溶解性，以进行生物偶联；(iii) 连接体与mAb的结合不应影响抗体的附着特异性。 连接体的结合位点和选择对ADCs的稳定性和药代动力学至关重要，由连接体给出的有效载荷的化学计量决定了它们的均一性和稳定性。主要地，根据连接体与mAb在系统循环中的稳定性以及目标释放机制，连接体被分为两类：可裂解连接体和不可裂解连接体（表1）。这些连接体在ADC的药代动力学特性、选择性、治疗指数以及总体效率方面具有重要作用。在ADC的演变和研究中，已经探索了各种连接体。可裂解和不可裂解连接体在临床前和临床研究中已被证明是安全的。连接体也可以根据它们的药物释放机制和在血液中的稳定性进行分类。 2.2.1. 可裂解连接体 可裂解连接体根据生理环境响应在目标细胞内释放药物。它们是可裂解的不稳定结构，根据一些细胞内情况如酸性pH、氧化还原反应、谷胱甘肽的主导表达或相关酶的表达，特别是溶酶体蛋白酶的作用，可以被裂解。在具有酸性pH的肿瘤微环境中，它们可以渗透到附近肿瘤细胞中，即使这些细胞不表达目标抗原，也能诱导旁观者效应。可裂解连接体被分为几个组别。 pH敏感连接体 pH敏感连接体是带有酸性基团的可裂解连接体，如腙基，它在溶酶体的低pH值下释放药物。这种策略基于利用内吞体（pH = 5-6）和溶酶体（pH = 4.8）的pH值低于细胞质（pH = 7.4）的环境。图3展示了这种连接体的一个通用示例。 图3. 腙基连接体的裂解。1 表示水解位点。 这类连接体的一个相关例子是R96-Dox，其中活性细胞毒素阿霉素（DOX）分子通过一个酸敏感的连接体与抗体BR96的半胱氨酸（Cys）残基相连，该连接体阻止了DNA复制，是一个腙基连接体（6-马来酰亚胺己酰基）与人类化单克隆BR96相连（见图4）。 图4. BR96-阿霉素ADC结构。1—水解位点；2—(6-马来酰亚胺己酰基)腙基连接体（绿色高亮）；3—有效载荷（阿霉素）（红色）。 有时，这种类型的连接体在生理条件下可能表现出不稳定性，这限制了它的实用性。例如，2017年批准的inotuzumab ozogamicin产品，体内腙基的水解已被证明在4天内以每天1.5-2%的速率发生。这个ADC含有活性代谢物卡利奇霉素，包含一个重组人源化抗CD22抗体，通过酸敏感的腙基连接体(4-(4'-乙酰苯氧基)丁酸)连接到N-乙酰-γ-卡利奇霉素二甲基腙。 还原敏感连接体包含一个二硫键，该键容易受到谷胱甘肽的还原，利用癌细胞中存在的高浓度的细胞内谷胱甘肽。同时，它们也是在生理条件下比腙基连接体更不稳定的替代品。二硫键被封装在连接体内部，在血流中抵抗还原性裂解。优化二硫键桥的空间障碍可能减少药物过早释放。 这些连接体的可裂解ADC的主要前提是细胞内环境中的还原电位差异。谷胱甘肽在细胞复制过程中高度表达并释放，在癌细胞中以显著浓度存在。可还原连接体产生一个中性的有效载荷，能够扩散到邻近的癌细胞中，从而发生旁观者效应。坎图珠单抗拉文坦辛（huC242-SPDB-DM4）是一种具有二硫键连接体的ADC，具有二硫键连接体、靶向微管的huC242抗体和活性细胞毒素分子（见图5）。在这个过程中，ADC经历蛋白水解裂解，随后二硫键被分解以释放活性药物，然后由S-甲基转移酶进行酶促代谢。因此，展示了细胞毒素活性分子的结构和释放方式。 图5. Cantuzumab ravtansine (huC242-SPDB-DM4) 偶联物的裂解。1—首次裂解位点（蛋白水解）；2—第二次裂解位点（细胞质谷胱甘肽还原二硫键）；3—有效载荷（拉文坦辛，红色）。 为了评估曲妥珠单抗-美登素偶联物（微管解聚剂）的效力、药代动力学和毒性，进行了体外和体内研究，这些研究使用了二硫键和硫醚键连接体。结果表明，与未偶联的曲妥珠单抗或通过二硫键与曲妥珠单抗偶联的其他美登素相比，不可还原的硫醚键显示出增强的活性。 GO 是一个涉及腙键连结体和二硫键的例子。为了防止卡利霉素这种细胞毒素活性分子过早释放，并增加这种键的稳定性，在携带二硫键的碳原子α位上引入了两个甲基。在强酸性条件下，发生连结体水解，活性代谢物卡利霉素最初通过腙片段的水解被释放，然后通过细胞质中二硫键的还原产生自由的硫阴离子。随后，通过环化产生噻吩环。 基于磷酸的连结体 基于磷酸的连结体可以显著提高连结体的亲水性，尽管使用这些连结体时确切的水解机制尚未确定，但磷酸/焦磷酸结构是获得ADCs（抗体药物偶联物）的一个有希望的新型连结体。因此，传统的对卡他蛋白B敏感的Val-Cit-PAB连结体被一种磷酸二酯结构所取代，并合成了基于一磷酸、焦磷酸和三磷酸二酯结构的连结体。 体外研究表明，含有焦磷酸和三磷酸二酯亲水连结体的ADCs（如图6所示）具有重要优势。它们比一磷酸二酯更快地被裂解。在代谢焦磷酸二酯时，ADCs最初被水解为有效载荷的一磷酸代谢物，然后迅速释放活性分子。 图6. 在溶酶体中，焦磷酸二酯连结体通过焦磷酸酶和磷酸酶被水解。1—焦磷酸水解位点（由焦磷酸酶催化）；2—磷酸水解位点（由磷酸酶催化）；3—有效载荷（地塞米松）（红色）。阴离子连结体磷酸/焦磷酸在水中的溶解度比传统连结体高，同时具有非常好的稳定性。此外，在内吞后，焦磷酸二酯通过内吞体-溶酶体途径迅速被水解，释放出未改变的活性分子。还开发了一种特殊的基于焦磷酸酶的连结体，用于抗CD70的ADCs，它可以释放含有羟基、地塞米松和丙酸氟替卡松的有效载荷。 基于肽的连结体 基于肽的连结体的作用是在系统循环中保持ADCs不变，并促进通过特定的细胞内蛋白酶（如卡他蛋白B）水解来释放细胞毒素分子。图7中示意性地表示了这种水解（蛋白水解反应和溶酶体中的水解筛）。 图7. 在溶酶体中，卡他蛋白B对Val-Cit连结体进行酶催化水解。1-酶催化水解位点；2—Val-Cit连结体（绿色）；3-有效载荷（红色）。 卡他蛋白B是一种溶酶体蛋白酶，它在不同的癌细胞中过度表达，具有相当广泛的底物范围，但它偏好识别苯丙氨酸-赖氨酸（Phe-Lys）和缬氨酸-瓜氨酸（Val-Cit）序列。这些序列的C末端末端分裂肽键。与对氨基苄氧羰基（Val-Cit-PABC和Val-Ala-PABC）偶联的Val-Cit和缬氨酸-丙氨酸（Val-Ala）连结体是ADC中最容易水解的连结体之一。由于不适当的pH水平和血清蛋白酶抑制剂的存在，这些肽连结体，如二肽连结体Val-Cit或Phe-Lys，在促进目标细胞内快速酶催化药物释放的同时，展现出增强的系统循环稳定性。这种连结体在许多ADC中使用，其优点是保持ADCs在血浆中的稳定性，并有利于在细胞内蛋白酶作用下进行水解。因此，BV是一个ADC的例子，其中细胞毒素活性分子通过自降解（卡他蛋白B敏感的PABC）连结体与抗CD30抗体偶联。虽然含有这种连结体的ADCs通常在生理条件下稳定，但在实验动物实验中发现一种未知的丝氨酸蛋白酶酶催化水解了连结体。 基于β-葡萄糖醛酸苷酶的连结体 β-葡萄糖醛酸苷酶是水解性的溶酶体酶，仅位于细胞的溶酶体隔室，并且在细胞外环境中具有酶催化活性。这些酶将β-葡萄糖醛酸分子降解为多糖，并在亲水介质中活性，以从偶联物中释放有效载荷。这种水解在图8中示意性地显示。 图8. 在溶酶体中，β-葡萄糖醛酸苷酶对β-葡萄糖醛酸苷连结体进行酶催化水解。1-酶催化水解位点；2—基于β-葡萄糖醛酸苷的连结体（绿色）；3-有效载荷（红色）。 自降解基团的引入提高了连结体的稳定性，并促进了细胞毒素活性分子的安全释放。β-葡萄糖醛酸苷连结体已被用于将多种单克隆抗体(mAbs)与多种细胞毒素药物偶联，包括auristatin衍生物单甲基auristin E和F以及propyloxazoline阿霉素。除了利用auristatins和doxorubicin，这种方法还用于针对特殊类别的细胞毒素剂，如蒽环类抗生素、喜树碱衍生物、紫杉醇类、氮芥衍生物和组蛋白去乙酰化酶抑制剂。 2.2.2. 非可裂解连结体 从结构上讲，非可裂解连结体有两种类型，即硫醚或马来酰亚胺己酰(MC)。这些连结体形成稳定的键，抑制了蛋白水解裂解，并与可裂解连结体相比，在血浆中提供了增加的稳定性。采用这种连结体的ADC依赖于抗体的完整溶酶体酶降解，以实现内吞后的载荷释放，导致连结体同时脱落。带有非可裂解连结体的ADC首先需要ADC被内吞，并且mAb通过溶酶体蛋白酶降解，以传递活性分子（图9）。因此，在设计ADC时，选择非可裂解连结体而不是可裂解连结体是一个特定策略的决策，其中复合物的稳定性比活性片段的快速释放更为重要。这些连结体可以具有不同的长度、极性、有利的稳定性和灵活性，因此可以用于不同类型的ADCs。 图9. 带有非可裂解连结体的ADCs在细胞质/溶酶体中的降解。1—MC；2—硫醚连结体；3—有效载荷（红色）。 在ADC研究中，已经研究了几种非可裂解连结体，典型的是N-琥珀酰亚胺-4-(N-马来酰亚甲基)环己烷-1-羧酸酯，存在于曲妥珠单抗emtansine中，它与抗HER2曲妥珠单抗mAb的赖氨酸(Lys)残基共轭，形成细胞毒素活性分子（图10）。这类结构的代谢产物主要为Lys-SMC-DM1作为肿瘤的主要代谢物。此外，连接到这些连结体的药物通常不能发挥旁观者效应，因为释放的代谢产物细胞渗透性降低。 图10. 曲妥珠单抗emtansine的结构。1—非可裂解SMCC连结体（蓝色）；2—有效载荷（emtansine，红色）。 与可裂解连结体相比，非可裂解连结体的主要优点在于提高了血浆稳定性，可能带来更宽的治疗窗口。此外，预计它将减少脱靶毒性，因为不可分离的ADCs具有更高的稳定性和耐受性。为了通过与单克隆抗体和细胞毒素药物偶联来设计和选择适当的连结体，已经进行了许多研究，这些是能够改变ADCs的稳定性、毒性、药代动力学特性和药效学的组成部分。每个连结体都有其优点和缺点，因此在其选择和使用时必须考虑许多方面。因此，选择合适连结体的决定考虑了mAb中现有的基团、细胞毒素药物产品中的活性基团以及衍生的官能团。最佳连结体确保了细胞毒素药物在血液中的足够稳定性，有效抑制了药物的早期释放，并有效地促进了细胞毒素药物释放到目标肿瘤细胞中，从而提高了ADC在其整体中的效率和耐受性。 2.3. 有效载荷 有效载荷是通过连结体与mAb偶联的细胞毒素活性分子。随着时间的推移，诸如细胞因子、放射性核苷酸和各种毒素等许多分子已被建议作为有效载荷，但目前大多数FDA/EMA批准的ADCs与具有广泛结构和作用机制的小型细胞毒素分子共轭。ADCs在溶酶体裂解后或由于环境变化（如氧化还原电位）的结果，将有效载荷释放到细胞内环境中。细胞毒素活性分子的高活性至关重要，因为它与对目标组织的高选择性密切相关。有效载荷结合到目标上，如微管或基因组DNA，从而抑制肿瘤细胞增殖。 ADCs中有效载荷主要分为两类：微管抑制剂（美登素类或auristatin类）和影响DNA的药剂（拓扑异构酶抑制剂或穿行DNA之间）。ADCs中有效载荷需要满足几个重要条件： (i) 高细胞毒性能力，与显著的亲脂性质相关；(ii) 有效载荷的靶点必须位于细胞内：(iii) ) 活性细胞毒素分子应体积小，无免疫原性，并在水缓冲溶液中具有适当的溶解度，以便在最佳条件下进行偶联；(iv) 有效载荷在血浆中必须稳定。 美登素类（图11）如美登素是美登素的合成衍生物，是微管聚合的抑制剂。美登素有两类衍生物：DM1和DM4。DM1包括emtansine和mertansine，DM4包括soravtansine和ravtansine。它与微管蛋白结合，导致有丝分裂停滞和细胞死亡。曲妥珠单抗-emtansine偶联物DM1（T-DM1）是首个获准用于治疗实体瘤的ADC。 图11. 美登素类化合物的化学结构。 Auristatins是合成化合物，源自一种天然的抗有丝分裂药物多拉斯他丁10，该药物从海洋腹足类软体动物Dolabella auricularia中分离出来。单甲基auristatin E (MMAE)是一种非常有效的抗有丝分裂剂，通过抑制微管蛋白聚合来阻止细胞增殖。同样，单甲基auristatin F是一种新型auristatin衍生物，其C末端带有苯丙氨酸，与其未带苯丙氨酸的对应物MMAE相比，其细胞毒性降低。通过靶向微管蛋白来抑制微管蛋白聚合，导致细胞在第二生长阶段/有丝分裂（G2/M）细胞分裂阶段停止和凋亡。 其他有效载荷是作为拓扑异构酶I抑制剂的细胞毒素分子，这增加了抗肿瘤免疫反应。以下是具有作为拓扑异构酶I抑制剂的有效载荷的ADCs的例子：sacituzumab govitecan和trastuzumab deruxtecan。作用于DNA的药剂包括卡利霉素、吡咯并苯并二氮杂环二聚体（PBD）、吲哚喹啉二氮杂环、二苯并喹啉、二苯并氮杂环和阿霉素。例如，二苯并氮杂环和PBD的二聚体通过将烷基自由基结合到富含鸟嘌呤的区域来引起DNA烷基化，卡利霉素引起双链DNA断裂，导致细胞凋亡。 3.  抗体-药物偶联及效率  抗体偶联和细胞毒素有效载荷可以影响ADCs的药代动力学和治疗指数。传统的药物偶联通常发生在mAb主链上，通过赖氨酸侧链的烷基化或酰化，如在GO和曲妥珠单抗emtansine中采用的方法，或者通过二硫键的还原释放半胱氨酸残基与连结体结合，如在BV中使用的。ADCs中的传统药物偶联策略是随机的，导致ADCs的异质混合物以及不同的药代动力学特性、疗效和安全性。迄今为止，所有批准的ADCs都是通过非特异性修饰Cys或Lys抗体残基的偶联反应获得的，或者使用还原的二硫键结构连结体，不可避免地导致异质偶联物，其治疗效果有限。 通过半胱氨酸残基的偶联过程导致抗体的四个链间二硫键部分还原，生成多达八个反应性巯基。然后，部分还原的抗体与含有马来酰亚胺连结体的载荷偶联。例如，在用于霍奇金淋巴瘤的BV中，使用的载荷是含有可被蛋白酶裂解的马来酰亚胺连结体的MMAE。虽然与T-DM1相比，BV表现出较小的异质性，但它包含许多含有零到八个载荷的ADC分子。 评估ADC效率的一个关键因素是药物-抗体比（DAR）（图12），定义为与单抗结合的药物分子的数量。最佳DAR取决于有效载荷的性质。DAR差异很大，取决于偶联位点和使用轻链或重链偶联的ADC的其他变量。DAR值影响药物疗效，因为低药物载荷导致效力降低，而增加药物载荷可能影响毒性和药代动力学（PK）。目前，批准的ADCs的DAR值为2-8。一些最近批准的具有DAR为八的ADCs对PK最佳DAR值为四提出了质疑，特别是由于增强的疏水性掩盖技术。通过定位活性分子将mAb偶联到连结体的技术对于实现均匀和控制的DAR至关重要。 图12. 药物-抗体比（DAR）示意图。 通常，DAR增加的ADCs在体外更具活性，并且更快速地分布到血浆中。例如，在体外，BV的生物活性取决于DAR值。在对实验小鼠进行的临床前研究中，DAR为8的ADC比DAR为2的版本显示出血浆清除速度快5倍，但并未显示出细胞毒性活性的增强。这种行为与抗体-连结体复合物的疏水性增加密切相关，可以通过使用不影响血浆清除的亲水结构来绕过（例如，对于sacituzumab govitecan（SG），更高的DAR与体内更高的抗肿瘤活性相关）。SG是通过将抗Trop-2（hRS7）IgG抗体与SN-38（irinotecan的活性代谢物）通过CL2A连结体片段偶联得到的。内化抗体IgGκ RS7–3G11（RS7）最初在小鼠中开发，用于与Trop-2结合，具有纳摩尔级的亲和力，后来被替换为用于临床的人源化mAb。根据使用的偶联方法，可以产生具有不同DARs和结合位点的ADC物种混合物。靶向特异性偶联方法使用修饰残基、修饰糖基、酶联和化学交联剂，提供具有定义DAR的更均匀产品。半胱氨酸和赖氨酸结合模式通常导致DAR中的异质混合物。无论偶联的氨基酸（半胱氨酸或赖氨酸），所得到的ADCs都是具有类似高斯分布的DAR的异质产品，这突出了两个潜在问题：（i）产品中可能剩余有限数量的未偶联抗体，从而附着并填充ADC附着位点，降低效力；（ii）DAR较高的ADCs在体外更活跃，体内耐受性较差，并且比DAR较低的值更快清除。 存在两种偶联类型：随机偶联和位点特异性偶联（SSC）。通常，随机偶联占主导地位，但位点特异性偶联的功能和分析优势被强调。为了避免这些困难，SSC方法允许合成均匀的ADCs，优化偶联位置，提高生物活性，并进行分析表征。在半胱氨酸上的SSC方法是设计具有半胱氨酸残基和链间二硫键的mAbs，允许进行马来酰亚胺偶联，以利用现有的载荷。通常应用生物偶联程序将mAb连接到连结体和载荷。总体而言，偶联过程对于获得ADC的每种技术至关重要。这一步决定了生物偶联物的性质和特征，并显著影响偶联效率。有效的偶联策略极大地有助于任何ADC的成功。典型的偶联方法包括赖氨酸残基的随机偶联和mAbs铰链区还原半胱氨酸残基的偶联，以及近年来开发的SSC技术，这是近年来的主要关注点。这些方法包括在抗体序列中引入修饰的半胱氨酸残基或非天然氨基酸，或通过转谷氨酰胺酶和糖基转移酶进行酶联偶联。尽管DAR特性可以通过特定的偶联技术进行调节，但SSC方法可以导致更均匀的药物产品，可以提高产量和生物物理特性。蛋白质工程方法已经实现了在特定位置战略性地放置残基，允许化学选择性偶联反应。因此，偶联稳定性取决于能够增强治疗指数的特定修饰半胱氨酸位点，同时增加偶联稳定性和PK特性。 在表2中，使用不同策略优化一些ADCs的有效性的方法，针对DAR进行了概括[75,85]。长期以来，DAR为四一直被视为最佳，但最近的研究表明，这适用于具有DM或MMAE作为载荷的第二代连结体的ADCs，如mirvetuximab soravtansine（DAR 3.5）（图13）、抗BCMA thiomab-amanitin（DAR 2）和depatuxizumab mafodotin（DAR 4）。 图13. Mirvetuximab soravtansine ADC结构。1-可裂解的Sulfo-SPDB连结体（绿色）2有效载荷（ravtansine，红色）。 一个高DAR并不减少活性载荷的治疗效力的例子可以在SG中看到，SG是一种与SN-38偶联的mAb抗TROP-2。这种ADC通过附着在人源化IgG TROP-2抗体上，有利于在肿瘤水平释放大量SN-38，TROP-2是一种在超过90%的三阴性乳腺癌（TNBC）病例中表达的表面糖蛋白。这种ADC的成功表现在其在TNBC中的适应症上，TNBC在FDA于2020年4月批准SG之前没有治疗。这种ADC另一个不寻常的方面是，包含聚乙二醇单元的连结体结构的增强，结果获得了DAR高达7.6的ADC，而没有减少其耐受性或效率。 另一个高DAR的ADC的例子是一种exatecan衍生物（DXd），一种体外活性比SN-38强十倍的细胞毒素剂，具有更好的安全性，特征是更好的溶解性，对邻近癌细胞具有旁观者效应，这对异质性肿瘤是有益的，并且具有短半衰期以避免脱靶毒性。通过敏感于蛋白酶的马来酰亚胺连结体将DXd生物偶联到trastuzumab抗HER2的半胱氨酸残基上，使得能够生产出具有均匀DAR 7.7的fam-trastuzumab deruxtecan偶联物（DS-8201a）。 4.  ADCs的开发  ADCs的开发策略已经从第一代发展到第三代ADCs： (i) 第一代的特点是使用小鼠单克隆抗体和非可降解连结体，缺乏对肿瘤组织的精确靶向和高细胞毒性。 (ii) 第二代ADCs的特点是一些额外的改进，获得了具有增强目标选择性、使用减少免疫原性的人性化抗体、更有效的载荷和稳定连结体的ADCs，这些连结体已经显示出高效力和临床安全性。然而，仍然存在缺点，包括未偶联抗体的存在和高DARs，导致脱靶毒性、ADC聚集、药物的代谢降解增加以及快速清除。 (iii) 第三代进一步改进了以前的缺点，采用特定的偶联优化技术，将DAR降低到大约2-4，减少未结合抗体的比例，从而提高ADCs的效率。此外，分数剂量方案是一种可以扩大治疗指数的策略，可以减少由系统循环中ADCs的最大浓度引起的毒性，延长ADCs在肿瘤组织中的暴露时间，并保持剂量强度以确保抗肿瘤效力。 第四代ADCs正在探索使用非天然氨基酸突变体和酶催化偶联技术来提高药物的均一性和DAR的精确性。这些技术允许在特定的氨基酸残基上进行选择性偶联，从而实现更均匀的ADCs，具有更好的治疗潜力和更低的毒性。此外，第四代ADCs还专注于开发新型有效载荷和连结体，以提高ADCs的整体性能和安全性。 4.1. 第一代ADC 第一代ADCs由作为DNA干扰剂的细胞毒素分子（卡利霉素、SN-38、二苯并氮杂环、多柔比星）组成。这些有效载荷通过单价、不可裂解的键或酸敏感的连结体与mAbs偶联。它们不是完全稳定的，并且治疗指数狭窄，但它们代表了治疗学上的重要第一步。1990年代进行的研究表明，在ADCs中使用人源化mAbs以实现更有针对性的作用。这种新的ADC策略受到各种缺点的影响，从不愉快的副作用到连结体问题，以及在直接向肿瘤部位输送足够剂量方面的挑战。因此，最初的ADCs创造策略主要受到以下缺点的支配：(i) 药物效力—循环血清浓度不在治疗范围内：肿瘤细胞仅表达少量抗原分子，ADCs在细胞内释放的有效载荷不足以满足细胞破坏所需的阈值浓度。此外，细胞内输送的ADC分子数量通常少于附着在细胞表面的那些的数量；(ii) 目标抗原表达—它们针对的受体缺乏对肿瘤的足够选择性，导致不可接受的毒性水平；(iii) 连结体稳定性—使用的连结体要么过于稳定（导致效力减弱和效率降低），要么过于不稳定（导致目标特异性受损和高系统毒性）。因此，腙连结体的短半衰期（43小时）是导致非目标药物释放引起不必要的毒性的原因。这些第一代连结体的使用导致在循环中有效载荷解离水平增加，导致非选择性细胞毒性。连结体不稳定在2000年代仍然是一个重要问题，例如GO，在48小时内释放了其一半的有效载荷进入循环。由于这个设计缺陷，GO与其他疗法相比，与增加的死亡率有关；(iv) 免疫反应—在最初的ADCs中使用的mAbs要么是嵌合的，要么是小鼠的，导致免疫反应和产生人抗小鼠抗体，这阻碍了重复治疗周期的施用能力。 因此，从第一代和早期第二代ADCs中得出的mAb免疫原性、连结体稳定性和有效载荷效力等关键概念，成为极其重要的方向。GO的DAR为2-3，被FDA批准用于CD阳性淋巴性白血病，靶向CD33。这种ADC被目标肿瘤细胞内吞，通过水解连结体释放卡利霉素，并通过诱导双链DNA断裂，停止细胞周期并诱导目标肿瘤细胞凋亡。后来发现GO与其他经典细胞毒素药物相比没有显著优势，并且具有严重的肝毒性，它自愿退出市场。GO的潜在治疗缺点包括连结体的不稳定性（它在大约48小时内释放了50%的有效电荷）以及活性电荷，卡利霉素具有高亲脂性，以至于与单克隆抗体的结合比例为50%，从而导致高毒性。研究还表明，gemtuzumab mAb可以通过外排泵从细胞中移除。2017年，第一代的第二种ADC，inotuzumab ozogamicin，被批准。它是一种通过酸敏感连结体与卡利霉素偶联的人源化单克隆抗体，用于表达CD22标记的急性淋巴细胞性白血病。这种新的ADC的优点是与传统细胞毒素化疗相比，表现出较少的不良副作用。 4.2. 第二代ADC：位点导向偶联 第二代ADCs是从第一代的缺点和不足出发开发的，特别是随着mAb技术的显著进步，以及mAbs亚型、细胞毒素有效载荷和连结体的发展。因此，选择mAbs以增强对肿瘤细胞的选择性附着，同时最小化与健康细胞的交叉反应，将mAb IgG1与小分子细胞毒素偶联，比IgG4具有更高的选择性。为了解决异质性问题，研究集中在位点特异性设计的mAbs上，包括具有修饰半胱氨酸残基的mAbs，来自不同来源的氨基酸，以制造更均匀的产品。然而，大多数第二代ADCs具有狭窄的治疗窗口，由于未能达到目标，未偶联抗体竞争，以及具有从零到八的DAR的ADCs的快速聚集或消除。特定ADC的平均DAR不同：曲妥珠单抗emtansine为3.5，BV为4，inotuzumab ozogamicin为6。在这些ADCs中，未偶联mAb物种的百分比很低，大约5%（例如，BV和曲妥珠单抗emtansine含有5%未偶联物种），它们与载药物种竞争，以附着在特定抗原上，与GO的50%未偶联物种不同。此外，观察到DAR大于四的物种通常具有较低的耐受性，增加的血浆清除率，因此体内效力降低。提高这一代ADCs效率和特异性的其他策略包括通过使用亲水连结体调节疏水性，并应用化学结构-治疗活性关系。使用更高效力的细胞毒素有效载荷，如auristatin和maytansine微管破坏剂。每个mAb上可以加载多个活性细胞毒素分子，而不触发抗体聚集。此外，在第二代ADCs中，抗体载体和细胞毒素有效载荷的增强，以及更有效的连结体，有助于实现增强的血浆稳定性和DAR的均匀分布。这一代的连结体以其比以往连结体更大的功能性为特点，可以在细胞内或溶酶体中通过酶催化或暴露于酸来裂解，如蛋白酶、肼、聚乙二醇（PEG）和二硫键连结体。这些连结体的优势在于在正确的时间和目标地点释放有效载荷，同时确保ADC在制备、储存和系统循环中的稳定性。尽管第二代有所有优点，但仍有一些方面需要改进：由于脱靶毒性和增加的DAR导致的有效载荷的快速聚集或消除，治疗窗口不足。当DAR超过六时，ADC的亲脂性增加，其效力由于更快的体内分布和清除而趋于降低。鉴于此，通过特定偶联优化DAR，再加上连结体、有效载荷和mAbs的持续改进，可能是第三代ADCs成功发展的关键。 4.3. 第三代ADCs 第三代ADCs的研究探索扩大治疗窗口，增加它们的活性和特异性，例如开发具有两个不同结合位点的双特异性mAbs（IgG样和非IgG样）。例如，一个ADC既可以释放毒素，也可以通过旁观者效应激活自然杀伤细胞。另一种创新技术是使用抗原结合片段（Fabs）而不是完整的mAbs。这些是包含抗原结合位点的抗体部分。这些Fabs非常稳定，更容易内吞，相对容易纯化，并且往往免疫原性较低。完整抗体和抗体片段之间的主要区别在于分子大小，因此150 kDa的IgG在Fabs的情况下减少到50 kDa，甚至其他抗体片段的尺寸更小。通过获得具有良好表征的DAR（两个或四个）和最佳细胞毒性以及更好的药代动力学效率的均匀ADCs，确立了位点特异性偶联技术的发展优势。2019年，FDA批准了polatuzumab vedotin、enfortumab vedotin和fam-trastuzumab deruxtecan；2020年4月，sacituzumab govitecan被批准用于TNBC。两种较新的ADCs（sacituzumab govitecan和loncatuximab tesirine）在它们的连结体技术中加入了PEG链，以提高体内溶解度和稳定性。这一代ADCs的制造技术专注于治疗靶向。因此，MEDI4276（一种双特异性抗HER2 mAb，通过maleimidocaproyl连结体与四个tubulysine部分偶联，靶向同一目标上的两个不同的非重叠表位）、vadastuximab talirine（一种通过蛋白酶可裂解连结体与两个PBD偶联的抗CD33 mAb）和IMGN779（一种通过可裂解的二硫键连结体与三个indolinobenzodiazepine部分偶联的抗CD33 mAb）是这项技术的例子。 关于第三代ADCs的批准，对于液体肿瘤，2000年，GO被批准用于急性髓细胞性白血病，2010年撤市，2017年重新获批。BV在2011年被批准用于霍奇金淋巴瘤，inotuzumab ozogamicin在2017年被批准用于急性淋巴细胞性白血病，moxetumomab pasudotox在2018年被批准用于毛细胞白血病，polatuzumab vedotin和loncastuximab tesirine分别在2019年和2021年被批准用于B细胞淋巴瘤。对于实体瘤的ADCs，trastuzumab emtansine和trastuzumab deruxtecan分别在2013年和2019年被批准用于HER2阳性乳腺癌；enfortumab vedotin在2019年被批准用于转移性尿路上皮癌；SG和cetuximab soratolacan分别在2020年被批准用于三阴性乳腺癌和头颈癌；在2021年，tisotumab vedotin和disitamab vedotin分别被批准用于宫颈癌和晚期乳腺癌；在2022年，mirvetuximab soravtansine被批准用于卵巢癌。 5.  安全问题 尽管ADCs具有益处，但其配方存在一些安全问题。其中主要问题之一是脱靶效应。这些效应是在正常细胞中产生的，因为细胞毒素药物与非目标分子结构发生相互作用。由于缺乏对肿瘤细胞的特异性，mAbs可以以很小的比例与健康细胞上表达的抗原发生相互作用，导致通过在正常组织中释放有效载荷而导致正常细胞死亡。另一方面，正常细胞上特定抗原的表达会导致脱靶细胞毒性效应。另一个问题是肿瘤异质性。肿瘤细胞可以表达不同水平的目标抗原。其中一些呈现高水平的抗原，另一些呈现低水平的抗原，还有一些可能是阴性的。结合正常细胞中的抗原表达，这种异质性决定了药物抗性，从而间接导致疾病复发。在通过静脉途径给予的ADCs的系统循环过程中，细胞毒素药物可以通过与其他脱靶抗原结合对正常组织产生细胞毒性。由于连结体稳定性导致的早期释放有效载荷可能会导致正常组织中的脱靶效应。此外，免疫系统可以与ADC（例如，表达Fc受体的免疫细胞）发生相互作用，从而导致其被淘汰；它还可以激活针对表达目标抗原的正常细胞的免疫反应。为了减轻ADC的细胞毒性，提出了许多策略：(i) 优化抗体特异性以针对抗原；(ii) 明智选择在正常细胞中表达比例极低但在肿瘤细胞中高度表达的靶标抗原；(iii) 使用稳定的连结体，允许在目标上释放有效载荷；(iv) 预先评估脱靶毒性；(v) 在临床试验期间仔细监测患者以管理不良反应。另一方面，使用疗效和毒性剂量之间差异很小的有效载荷是导致脱靶效应的另一个因素。此外，ADCs的快速清除和代谢效率低下可能会导致系统毒性，包括对肝脏或肾脏等器官的毒性影响。神经学效应是ADC使用的另一个限制，特别是针对中枢神经系统肿瘤的有效载荷。在某些情况下，可能会触发针对ADC组分（mAbs，有效载荷）的免疫反应。因此，通过使用人类或人源化抗体可以减轻ADC的免疫原性。最后，ADCs的毒性可能是与其他药物相互作用的结果。首先，ADCs可能与其他细胞毒素药物发生相互作用。一个例子是trastuzumab emtansine和pertuzumab之间的联合，即使药理动力学相互作用的风险很低。其他相互作用改变了ADC的代谢。因此，不同的酶抑制剂或诱导剂可能针对相同的酶底物，如有效载荷。例如，GO主要由CYP1A2、CYP3A4、CYP2C8等代谢；BV由CYP3A4代谢；trastuzumab emtansine由CYP3A4/5代谢；inotuzumab ozogamicin由CYP或UGT代谢，等等。 6.  临床试验 自2000年以来，已有几种ADCs获得FDA和EMA批准，用于各种血液和实体肿瘤。这些分子的研究正在不断发展，许多临床试验正在进行中。因此，科学和医学界的兴趣，以及对ADCs有效性的高期望，由ClinicalTrials.gov数据库列出的大量临床试验（截至2024年2月19日的215项）证明。截至那时，共有36项临床试验尚未开始招募患者。表3列出了截至2024年2月19日达到3期或2/3期临床试验的最有前途的一些分子。 7.  展望和挑战 传统抗肿瘤疗法的有效性，从经典的非特异性化疗到分子靶向疗法，由于经典化疗的高毒性和分子靶向疗法的细胞毒性和标记能力不足而遇到一些问题。自ADCs最初引入治疗以来，已经出现了许多比经典化疗的优势。这些包括开发对肿瘤细胞具有日益选择性的化合物，避免健康细胞，增强治疗指数和治疗窗口，克服了与化疗相关的低选择性和快速清除。此外，它们解决了靶向疗法的亚优抗肿瘤效力。尽管有这些优势，ADCs的开发和制定改善当前治疗策略仍然存在许多挑战，例如选择特定的抗原作为靶标和解决结构优化策略。 7.1. 选择特定抗原 限制性靶向肿瘤上高度均匀表达的细胞外抗原，但在健康组织中表达减少，可以提高靶向ADCs的选择性，从而降低活性载荷的毒性。重要的是要考虑实体肿瘤抗原是高度异质和动态的，因此抗原选择的范围可以扩展到阴性抗原或那些不能充分诱导肿瘤内吞的抗原，同时考虑到旁观者效应。也可以将突变的癌基因靶点包括作为潜在的抗原，特别是高表达且内吞可能性高的均匀表达的突变癌基因。通过下调表达引起肿瘤抗性的癌基因抗原，以及通过抗体介导的抑制下游信号通路产生的进一步抗肿瘤效应，可能间接优化ADC作用。 7.2. ADCs的结构优化 抗体是一类在治疗和诊断中广泛使用的生物分子，需要用特定的功能片段进行修饰，包括荧光团、活性货物和蛋白质。ADC技术中的几种方法涉及将活性货物稳定地附着在mAb中的赖氨酸或半胱氨酸残基上，这不可避免地产生不能进一步纯化的异质产品。因此，采用特殊技术通过不同酶促方法、遗传密码扩展或基因编码标记特别引入的生物正交手柄来获得均匀的抗体偶联物。随后，使用生物正交偶联反应进行功能化。所得的均匀产品已被证明在体外和体内环境中都优于异质对应物。 对于抗体的位点特异性标记策略，人们持续表现出兴趣，这一关注点源于单克隆抗体（mAb）具有高治疗指数的优势以及针对特定治疗靶标的抗体偶联物的卓越生化特性。因此，已经开发了一系列方法，用于将功能性分子通过共价键特异性地连接到抗体上。这些技术大多需要特定的抗体工程方法来插入一个独特的反应片段，然后利用生物正交化学对其进行选择性修饰。在这种准确标记天然抗体的策略中，能够以提高效率且无脱靶效应的方式选择性地修饰单个氨基酸残基是至关重要的。例如，通过代谢工程改造半胱氨酸（Cys），在实验室动物中测试中国仓鼠卵巢细胞，采用特定的Cys涂层技术，已经开发出一种新的抗体生产工艺。这项技术便于在化学选择性还原三(3-磺酸苯基)膦后直接连接活性货物，目的是将基于Cys的位点特异性偶联与其他位点特异性偶联方法相结合，以研究ADCs并利用多重作用机制实现有效的癌症治疗。 因此，为了满足开发理想ADC的所有标准，必须考虑以下方面： (i) 该技术应适用于任何mAb，无需事先纯化和/或化学修饰； (ii) 标记过程不应改变mAb的结合特性。迄今为止开发的大多数ADCs都是通过随机偶联到赖氨酸或半胱氨酸残基上获得的。然而，由于抗体在其表面有大约40个赖氨酸残基暴露，还有几个半胱氨酸残基，有效载荷的结合通常会产生非常异质的混合物。随机偶联可能会改变偶联抗体的效力、安全性、药代动力学和免疫原性，因此需要策略将有效载荷附着到特定的抗体位点。 这些化学修饰的区域选择性应由标记片段控制，而不是通过抗体本身的工程或化学修饰；因此，通过模拟与适体、小分子、蛋白质或肽的化学反应，已经能够标记未修饰的蛋白质。已经对新金属介导的可裂解连结体的方法进行了研究，该方法使用单笼片段设计，旨在通过生物正交键合裂解反应实现有效载荷的严格控制释放，并通过金属的亚化学计量减少毒性，以达到所需的效果。金属介导的连结体基于钯、钌、铜和铂。 另一方面，ADC构成中的偶联策略改变了DAR的均一性、细胞毒素有效载荷的释放以及治疗靶标外的毒性。鉴于化学效率低下和免疫原性，目前正在研究新技术以更好地控制DAR和ADC的均一性。例如，使用dolaflexin平台，一种新型ADC XMT-1536，针对钠磷酸共转运蛋白II型（NaPi2b），通过水溶性聚合物连接以增强药代动力学、溶解性，同时提高免疫原性，DAR为10-12，正在评估中。 7.3. 优化抗性和毒性的策略 肿瘤对药物产生抗性仍然是一个主要挑战，因为它可能在没有明确机制的情况下发生。目前关于抗性机制的假设包括： (i) 肿瘤微环境的变化导致药物分子进入肿瘤细胞的渗透性降低； (ii) 一些内吞途径的缺陷适应了对有效载荷的抗性； (iii) 抗原的下调；以及(iv) 通过ATP结合盒转运蛋白，如多药耐药蛋白1，诱导细胞毒素有效载荷的主动外排。为了提高ADCs的有效性，一些研究旨在绕过甚至阻断某些抗性机制。另一方面，毒性是限制ADCs临床使用的一个重要因素，这取决于抗原在非肿瘤组织中的生理作用、连结体稳定性、有效载荷的数量和特性，以及旁观者效应。ADCs的不良反应很重要，必须仔细监测，及时预防和治疗，并在临床使用期间适当调整剂量方案。优化ADC结构和调整剂量方案都可能作为减少毒性的潜在解决方案。 8.  结论  ADCs在治疗肿瘤疾病方面的引入，对于治疗对经典疗法和个性化医疗有抵抗性的肿瘤，是一个极为重要的进步。通过对ADCs的研究，扩大了治疗指数和适应症，并通过旁观者效应和非干扰机制克服了因抗原异质性表达而带来的限制。同时，探索早期肿瘤以及联合治疗方法也有很大的前景。此外，肿瘤药物抗性的产生机制、优化治疗策略和适当的患者个性化仍然是非常重要的课题，以及获取改进的ADCs的技术。

摘要：抗体药物偶联物（ADC）通常由单克隆抗体（mAbs）通过化学连接臂共价连接到细胞毒素药物。它结合了高度特异性靶向能力和高效杀伤效果的优势，实现对癌细胞的精准和高效清除，已成为抗癌药物研发的热点之一。自第一个ADC药物Mylotarg®（吉妥珠单抗奥佐加霉素）在2000年获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准以来，全球迄今已有14种ADC药物获得市场批准。此外，目前有100多个ADC候选药物正在临床阶段进行研究。这种被称为“生物导弹”的新型抗癌药物，正在引领靶向癌症治疗的新时代。在这里，我们对ADC的历史和作用机制进行了回顾，并简要讨论了ADC关键组成部分的分子方面以及这些关键因素如何影响ADCs的活性。此外，我们还回顾了已批准的ADCs和在III期临床试验中其他有前景的候选药物，并讨论了下一代开发当前的挑战和未来的展望，为使用ADCs研发新型癌症治疗方法提供了见解。 1.  引言 癌症已成为全球第二大健康威胁，2020年约有1000万人死于癌症。几十年来，基于细胞毒素剂的化疗一直是治疗广泛癌症的主要方法。这些细胞毒素剂包括DNA碱基类似物（5-氟尿嘧啶和8-氮鸟嘌呤）、DNA作用剂（顺铂和放线菌素D）、抗代谢物（氨基蝶呤和甲氨蝶呤）和微管抑制剂（紫杉醇和长春新碱衍生物）等。然而，这些化疗药物大多表现出较低的治疗指数，严重的副作用通常归因于非特异性药物暴露于非靶组织。为了解决这个问题，科学家一直在开发具有更高靶向能力的新型癌症治疗方法。 早在20世纪初，保罗·埃尔利希首次提出了“魔法子弹”的概念，并假设某些化合物可以直接作用于细胞中的某些期望靶标以治疗疾病。理论上，这些化合物应该能有效杀死癌细胞，但对正常细胞无害。一种可行的方法是识别一些在癌细胞上特异性高表达的抗原，以区分癌细胞和健康细胞，如乳腺癌上的HER2（人类表皮生长因子受体2）和B细胞淋巴瘤上的CD20（分化簇20）。这些抗原的特异性表达为通过单克隆抗体（mAbs）精确靶向肿瘤提供了可能性，自1975年杂交瘤技术发展以来，这一领域取得了巨大进步。近几十年来，越来越多的mAbs，如阿瓦斯汀、曲妥珠单抗、利妥昔单抗和小细胞肺癌，已在全球范围内获得批准，用于治疗各种实体瘤和血液癌症。 mAbs的出现通过精确靶向肿瘤表面抗原改变了癌症治疗的范式，然而，单独使用mAbs治疗通常是不够的，可能由于与化疗相比对癌细胞的致死性不够满意。因此，提出了一种新概念，即抗体-药物偶联物（ADC），以弥合mAb和细胞毒素药物之间的差距，提高治疗窗口。ADC由肿瘤靶向mAbs通过精心设计的化学连接臂与细胞毒素有效载荷共轭，实现了精确靶向和强大效果的双重能力。此外，由于连接到一个大的亲水性抗体，细胞毒素有效载荷在抗原阴性细胞中的非特异性摄取受到限制，有助于扩大治疗指数。 2000年，美国食品药品监督管理局（FDA）首次批准了ADC药物Mylotarg®（吉妥珠单抗奥佐加霉素），用于治疗成人急性髓细胞性白血病（AML），这标志着癌症靶向治疗ADC时代的开始。截至2021年12月，全球已有14种ADC药物获得批准，用于血液系统恶性肿瘤和实体瘤。此外，目前有100多个ADC候选药物处于不同的临床试验阶段。ADC药物从其起步阶段到成熟发展阶段在过去一百年中的里程碑事件如图1所示。随着靶标和适应症的不断扩大，ADC正在引领靶向癌症治疗的新时代，预计未来将取代传统的化疗。在这篇综述文章中，我们讨论了ADC的关键组成部分的分子方面和作用机制，并简要总结了ADC发展的进展。我们还回顾了已批准的ADCs和III期临床试验中的其他有前景的候选药物，并讨论了下一代ADC开发的当前挑战和未来展望。 图1 展示了自1910年Paul Ehrlich提出“魔法子弹”概念以来，过去一个世纪ADC药物开发和批准的重要事件时间线。ADC代表抗体药物偶联物；CEA代表癌胚抗原；ALL代表急性淋巴细胞性白血病；BR96是一种结合Lewis Y的抗体；DOX代表多柔比星；FDA代表美国食品药品监督管理局。 2.  ADC的关键组成部分 如图2所示，ADC由抗体、细胞毒素有效载荷和化学连接臂组成。一个理想的ADC药物在血液循环中保持稳定，准确到达治疗目标，并最终在目标附近（例如癌细胞）释放细胞毒素有效载荷。每个元素都可能影响ADC的最终疗效和安全性，通常ADC开发需要考虑所有这些关键组成部分，包括选择目标抗原、抗体、细胞毒素有效载荷、连接臂以及偶联方法。 图2 展示了ADC药物的结构和特点。核心组成部分包括目标抗原、抗体、连接体、细胞毒素药物以及它们的关键功能。 2.1.  目标抗原选择 肿瘤细胞上表达的目标抗原是ADC药物识别肿瘤细胞的导航方向，它还决定了将细胞毒素有效载荷输送到癌细胞的机制（例如内吞作用）。因此，适当的选择目标抗原是ADC设计的首要考虑因素。为了减少非靶组织的毒性，目标抗原首先应该在肿瘤细胞中特异性表达或占主导地位，在正常组织中很少或很低表达。理想情况下，抗原是表面（或细胞外）抗原，而不是细胞内抗原，以便被循环中的ADC识别。例如，某些肿瘤中HER2受体的表达量比正常细胞大约100倍，这为阿多珠单抗艾美曲辛、法姆珠单抗德鲁替康和迪司他珠单抗的发展成为坚实的基础。其次，目标抗原应该是非分泌性的，因为循环中的分泌性抗原会导致不希望的ADC在肿瘤外部位点的结合，导致肿瘤靶向性降低和安全性问题增加。第三，目标抗原理想情况下在与相应抗体结合后能够被内吞，以便ADC-抗原复合物进入癌细胞，随后通过适当的细胞内运输途径和有效释放细胞毒素有效载荷。 目前，如图3所示，已批准的ADC药物的目标抗原通常是癌细胞中特异性高表达的特定蛋白质，包括实体瘤中的HER2、Trop2、Nectin4和EGFR，以及血液系统恶性肿瘤中的CD19、CD22、CD33、CD30、BCMA和CD79b。在肿瘤学和免疫学基础研究的推动下，ADC目标抗原的选择已逐渐从传统的肿瘤细胞抗原扩展到肿瘤微环境中的目标，例如基质和血管。越来越多的证据表明，新血管系统的组成部分、亚内皮细胞外基质和肿瘤基质可能是ADC药物开发中有价值的目标抗原。例如，基质靶向ADC药物有潜力通过降低基质细胞产生的生长因子浓度来引起癌细胞死亡。由于癌细胞的生存依赖于血管生成和基质因子，ADCs可能通过靶向这些组织具有更广泛的疗效。此外，这些细胞的基因组比癌细胞更稳定，这可能为降低突变诱导的药物抗性提供了有希望的手段。 图3 展示了用于开发ADC的重要肿瘤细胞靶点抗原（过度表达和驱动基因）以及肿瘤微环境（血管和基质）。这些图像是使用BioRender.com创建的。 2.2.  抗体质点 肿瘤靶向抗体对于ADC与目标抗原之间的特异性结合至关重要。理想的抗体质点除了对目标抗原具有高亲和力外，还应促进有效的内吞作用，展示低免疫原性，并保持长的血浆半衰期。在ADC药物开发的早期阶段，主要使用小鼠来源的抗体，但由于严重的免疫原性相关的副作用，导致高失败率。随着重组技术的出现，小鼠抗体大多被嵌合抗体和人源化抗体所取代。目前，ADC越来越采用完全人源化的抗体，显著降低了免疫原性。在14种批准的ADC药物中，只有brentuximab vedotin使用嵌合抗体。 作为血清中免疫球蛋白的主要组成部分，目前ADC药物中使用的抗体大多是免疫球蛋白G（IgG）抗体，包括IgG1、IgG2、IgG3和IgG4四个亚型。IgG1是ADC常用的亚型，因为IgG1在血清中含量最丰富，并且能够通过与Fc受体的高亲和力诱导抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（ADCC）、抗体依赖性吞噬作用（ADCP）和补体依赖性细胞毒性（CDC）等强效应器功能。这些Fc介导的效应功能在抗体药物的抗癌活性中起着至关重要的作用。IgG3很少用于ADC，因为其清除速率很快。与其他三种亚型的半衰期大约21天不同，IgG3在血清中的半衰期仅为大约7天。IgG2在体内通常倾向于形成二聚体和聚集体，导致ADC药物的浓度降低。IgG4可以诱导ADCP，然而，IgG4是一种具有Fab臂交换的异常动态抗体，导致效力降低和靶向效果不佳。 关于抗体-抗原复合物的内吞作用，效率主要取决于抗体与肿瘤细胞表面抗原之间的结合亲和力，其中更高的亲和力通常导致更快的内吞作用。然而，具有高抗原亲和力的抗体可能会减少进入实体瘤的渗透。实体瘤的治疗比血液瘤更复杂，因为实体瘤存在“结合位点屏障（BSB）”，极其强烈的抗体与抗原结合导致ADCs在从血管渗出后被困在血管附近，而较少渗透到远离血管的肿瘤细胞。因此，抗原与抗体之间的合理亲和力应该被优化，以平衡在目标细胞中的快速吸收和抗癌效力。除了结合亲和力外，影响肿瘤渗透的另一个因素是抗体的大小。IgG抗体（约150 kDa）的分子量大通常对通过血浆毛细血管和肿瘤基质的渗透构成挑战。因此，早期ADC主要针对血液系统恶性肿瘤。为了使ADC更好地适用于实体瘤治疗，研究人员尝试通过去除FC段来缩小抗体的大小。缩小的抗体不仅保持了高亲和力和特异性，而且还更容易通过血管渗透到实体瘤中，从而大大提高了对实体瘤的杀伤效果。然而，这样的变化也被发现会导致体内半衰期的减少。因此，在设计使用缩小抗体的ADC时，应考虑多种因素。 2.3.  连接臂 ADC中的连接臂连接抗体与细胞毒素药物。它是与ADC稳定性和有效载荷释放特性相关的关键因素之一，因此对ADC的最终治疗指数至关重要。理想的连接臂不应引起ADC聚集，预期限制血浆中有效载荷的过早释放，并促进在期望的目标部位释放活性药物。根据细胞内的代谢命运，可裂解和不可裂解连接臂在大多数ADC药物中得到应用。 可裂解连接臂利用系统循环和肿瘤细胞之间的环境差异来准确释放游离细胞毒素药物，它们可以进一步细分为化学裂解连接臂（腙键和二硫键）和酶裂解连接臂（葡萄糖苷酸键和肽键）。腙是一种典型的酸敏感（pH敏感）连接臂。腙连接的ADC通常在血液循环中稳定，但在内吞进入目标癌细胞后，在溶酶体（pH 4.8）和内质体（pH5.5–6.2）中水解，释放细胞毒素有效载荷。然而，腙键的水解并不完全局限于溶酶体，偶尔也会在血浆中发生，导致靶向效率降低和非靶向效应。迄今为止，含腙连接臂的ADC主要用于血液系统恶性肿瘤。例如，gemtuzumab ozogamicin和inotuzumab ozogamicin分别使用腙连接卡利奇霉素与mAbs治疗AML和急性淋巴细胞性白血病（ALL）。基于二硫键的连接臂是另一种化学敏感的可裂解连接臂，对还原性谷胱甘肽（GSH）敏感。GSH在维持细胞存活、增殖和分化以及维持细胞内氧化还原平衡方面发挥着至关重要的作用。血液中的GSH浓度远低于癌细胞内的浓度。因此，这种类型的连接臂可以保持在血液系统中稳定，同时在GSH水平升高的癌细胞中特异性释放活性有效载荷。 在酶敏感连接臂方面，基于肽的连接臂对溶酶体蛋白酶敏感，已在许多ADC中得到应用。溶酶体蛋白酶，如卡他蛋白B，在癌细胞中通常过度表达，使药物能够在肿瘤附近准确释放。此外，由于血液中存在蛋白酶抑制剂，连接臂通常在系统循环中稳定，降低了副作用的风险。在批准的ADC药物中，有9种使用基于肽的连接臂。例如，brentuximab vedotin使用缬氨酸-瓜氨酸连接臂。此外，β-葡萄糖苷酸连接臂是ADC中常用的另一种酶敏感连接臂。它可以通过β-葡萄糖苷酸酶在细胞内裂解，释放有效载荷，该酶在肿瘤区域的水平通常较高。 相比之下，不可裂解连接臂（例如硫醚或马来酰亚胺己酰基团）对体内的常见化学和酶环境无反应。不可裂解连接臂的最大优势是其低非靶向毒性，得益于血浆稳定性的提高。不可裂解连接臂依赖于ADC的抗体部分的酶促水解，最终释放与抗体降解产物中的氨基酸残基连接的“复合体”有效载荷。只有能够耐受化学修饰的小分子（例如，药效团远离偶联位点时）才适合基于硫醚的连接臂。ado-trastuzumab emtansine（T-DM1）展示了硫醚连接臂的成功应用。该偶联物是抗HER2单克隆抗体与DM1（美登木素）通过琥珀酰亚胺-4-（N-马来酰亚胺甲基）环己烷-1-羧酸盐（SMCC）连接臂链接的产物。连接臂使偶联物在血液中更稳定，并在癌细胞内经蛋白酶消化抗体部分后释放活性代谢物赖氨酸-MCC-DM1。 2.4.  细胞毒素有效载荷 细胞毒素有效载荷是ADC进入癌细胞后发挥细胞毒性的弹头。由于静脉注射后只有大约2%的ADC能够到达目标肿瘤部位，因此作为ADC中的有效载荷，化合物需要具有很高的效力（IC50在纳摩尔和皮摩尔范围内）。此外，这些化合物应在生理条件下保持稳定，并具有可用于与抗体偶联的官能团。目前，ADC中使用的主要细胞毒素有效载荷包括强效的微管抑制剂、DNA损伤剂和免疫调节剂（表1）。 微管是细胞骨架的主要成分，在细胞分裂中发挥重要作用，尤其是在肿瘤细胞的快速增殖中。微管抑制剂包括促进微管聚合和抑制微管聚合的药物，它们已成为抗癌药物研发的热点之一。微管聚合促进剂靶向微管二聚体的β亚基，干扰微管依赖的有丝分裂，其代表药物有auristatin衍生物单甲基auristatin E（MMAE）和单甲基auristatin F（MMAF）。在14种批准的ADC药物中，有5种使用MMAE/MMAF作为有效载荷。相比之下，微管聚合抑制剂阻断微管二聚体形成成熟的微管。典型的抑制剂包括maytansinoid衍生物DM1和DM4（ravtansine）。Ado-trastuzumab emtansine是2013年获得FDA批准的首个使用maytansinoid衍生物的ADC药物。此外，tubulysins（从粘细菌中分离出的四肽）是另一类微管聚合抑制剂，显示出有希望的抗癌活性。例如，EC1169是一种针对前列腺特异性膜抗原（PSMA）的tubulysin B hydrazide偶联物，目前正在进行临床试验（NCT02202447）。 与微管抑制剂的纳摩尔级 IC50（半最大抑制浓度）相比，DNA损伤剂的IC50值能够达到皮摩尔级别，因此与DNA损伤剂结合的抗体药物偶联物（ADCs）有时更有效，并且可能独立于细胞周期工作（与主要在有丝分裂阶段工作的微管蛋白抑制剂相比），它们甚至可能对那些抗原表达较低的细胞也有效。DNA损伤剂所涉及的详细机制主要包括：（i）DNA双链断裂，如卡利切阿米辛；（ii）DNA烷基化，如二卡霉素；（iii）DNA插入，如拓扑异构酶I抑制剂；（iv）DNA交联，如吡咯并苯并二氮卓（PBD）。卡利切阿米辛是一种天然烯二炔抗生素，对DNA损伤极为有效。与DNA的小沟结合后，卡利切阿米辛产生自由基并引起链断裂，从而诱导细胞死亡。在卡利切阿米辛衍生物中，卡利切阿米辛γ1是最显著的，用于吉妥珠单抗奥佐加米辛和伊诺珠单抗奥佐加米辛。二卡霉素是另一类极为有效的抗肿瘤抗生素，它与DNA的小沟结合并烷基化核苷酸腺嘌呤。SN-38（7-乙基-10-羟基喜树碱）和DXd（exatecan衍生物）是两种主要的喜树碱衍生物，作为ADC药物的有效载荷，通过抑制DNA拓扑异构酶I。例如，萨西图珠单抗戈维特坎是一种针对Trop-2的首创ADC，将SN-38与萨西图珠单抗偶联，而泛曲妥珠单抗德鲁斯特坎由一个针对HER2的抗体与DXd通过肽链偶联组成。PBD是在1960年代早期发现的一类抗肿瘤抗生素。PBD作为二聚体与DNA的小沟结合。结合后，二聚体促进与DNA上的鸟嘌呤在N2位置的氨基交联，从而阻止DNA与转录因子的结合，导致细胞增殖停滞，最终导致细胞死亡。这种机制不依赖于特定的细胞复制周期，DNA损伤难以修复，导致强大的细胞毒性。隆卡替珠单抗特西林是目前唯一在临床上使用，采用PBD作为有效载荷的ADC。除了传统的细胞毒素，越来越多的具有新机制的有效载荷被纳入ADC设计。例如，最近开始应用于新型ADC药物开发的小分子免疫调节剂，也被称为免疫刺激抗体偶联物（ISACs）。ISACs结合了抗体导航靶向的精确性和基于小分子的先天和适应性免疫系统调节的力量。在多种肿瘤模型中记录了有希望的肿瘤退缩和长期抗肿瘤免疫。目前，新型有效载荷主要包括Toll样受体（TLR）激动剂和干扰素基因刺激剂（STING）激动剂。TLRs是先天免疫中一组关键的模式识别受体，在免疫-肿瘤界面中发挥重要作用。例如，TLR7和/或TLR8的激活可以诱导依赖于MyD88的信号通路，激活NF-κB以分泌细胞因子和趋化因子，允许抗肿瘤淋巴细胞的渗透。BDC-1001是一种Boltbody ISAC，目前正在临床开发中（第1/2阶段，NCT04278144）。它由一个针对HER2的抗体与TLR7/8激动剂链接，用于治疗HER2阳性实体瘤患者。Silverback Therapeutics还开发了ImmunoTAC平台，并设计了几种使用TLR8激动剂作为有效载荷的ISACs，如SBT6050、SBT6290和SBT8230。至于STING，它也是一个研究充分的先天免疫途径，STING激动剂能够诱导抗肿瘤免疫活性。武田的CRD5500和Mersana的XMT-2056是两个正在进行临床开发的领先的STING激动剂ADC项目。ISACs是一个相对较新的领域，但一些候选药物已经相继进入临床开发，其后续进展值得期待。 2.5.  偶联方法 除了选择抗体、连接体和有效载荷外，小分子部分（即连接体加有效载荷）与抗体连接的方法对于成功构建ADC也很重要。通常，抗体上的赖氨酸和半胱氨酸残基提供了可接近的反应位点用于偶联，早期的ADC药物通常利用预先存在的赖氨酸或半胱氨酸残基上的随机偶联通过适当的偶联反应。酰胺偶联可以说是最常用的方法，其中活性羧酸酯（当连接体中存在时）用于将有效载荷连接到抗体上的赖氨酸残基，如在吉妥珠单抗奥佐加米辛、T-DM1和伊诺珠单抗奥佐加米辛中所见。然而，一个抗体通常包含大约80-90个赖氨酸残基，其中40个赖氨酸残基通常是可修饰的。通过与赖氨酸残基的随机偶联，可能将不同数量（0-8）的小分子毒素附加到一个抗体上，导致广泛的药物-抗体比（DAR）分布。此外，由于赖氨酸残基分布在抗体的轻链和重链上，靠近抗体-抗原识别位点的偶联反应可能会降低ADC与目标的结合。基于半胱氨酸的反应提供了另一种偶联方式。还原后，二硫键可以转化为可接近偶联反应的半胱氨酸残基。通常，IgG1抗体既有链间二硫键也有链内二硫键。链间二硫键暴露在抗体的外部，容易被还原以暴露自由的半胱氨酸残基，为连接体-有效载荷与抗体的偶联提供了可用的位点。由于结合位点数量有限以及巯基团的独特反应性，使用半胱氨酸作为连接位点有助于减少ADC的异质性。根据还原比例，可以生成DAR为2、4、6和8的产品，与赖氨酸残基偶联的产品相比具有更好的均匀性。这是迄今为止商业产品中最常用的偶联方法。然而，值得注意的是，打开链间二硫键可能会破坏抗体的完整性。通常与基于赖氨酸和半胱氨酸残基的随机偶联相关的一些缺点。这种偶联的稳定性有时不足，导致过早的有效载荷释放，从而产生非靶向毒性。此外，很难保证有效载荷连接到抗体上的一致位点，也很难实现质量控制和临床使用所青睐的均匀DAR。为了减少ADCs的异质性，已经在新的ADCs中开发了几种位点特异性偶联策略（表2）。首先，引入工程化反应性半胱氨酸残基已成为位点特异性偶联的常用方法。由Genentech开发的ThioMab技术利用基因工程技术在曲妥珠单抗的轻链V110A和重链A114C的特定位置插入半胱氨酸残基，然后与半胱氨酸上的硫醇基团偶联MMAE，合成位点特异性抗MUC16 ADC。产生的ADC中DAR为2的比例高达92.1%。此外，ThioMab技术没有影响免疫球蛋白的折叠和组装或抗体与抗原的结合。另一方面，ThioMab技术的一个主要限制是硫醇基团引入步骤可能会导致两个Fab之间的错误二硫键形成，这仍然是一个需要解决的挑战。此外，尽管偶联效率低和链内错误桥接，二硫键重新桥接偶联也引起了关注。与传统的半胱氨酸偶联类似，偶联位点也是通过还原链间二硫键获得的。而不是随机偶联，二硫键重新桥接涉及与半胱氨酸选择性交联试剂的反应，如双磺酰基试剂，下一代马来酰亚胺（NGMs），和吡啶嗪二酮（PDs）。双反应试剂使抗体的多肽链重新连接以及在抗体上的有效载荷偶联成为可能。根据每个连接体上附加的有效载荷数量，可以产生DAR为4、8或16的ADCs。 位点特异性偶联的另一种方法是通过引入非天然氨基酸，包括N-乙酰-L苯丙氨酸、叠氮甲基-L苯丙氨酸和叠氮赖氨酸。这些非天然氨基酸中的特殊功能基团使位点特异性偶联成为可能。此外，偶联是可控的和定量的，以产生具有均匀DAR、高效率、良好稳定性和高安全性的ADCs。然而，有时很难生产修饰过的抗体，含有非天然氨基酸的抗体可能会引起免疫原性。 非天然氨基酸的疏水性也增加了抗体聚集的风险。酶辅助连接也是一种有效的位点特异性偶联策略。通过基因工程，人工诱导特定的氨基酸序列在抗体中表达，这些序列可以被某些酶识别，随后特定的氨基酸残基被酶修饰，从而实现位点特异性偶联。目前，常用的有甲酰甘氨酸生成酶（FGE）和转谷氨酰胺酶（TG）。然而，值得注意的是，氨基酸序列的修饰可能会诱导免疫原性。位点特异性ADCs也可以通过糖链重塑和糖基偶联来生成。在抗体的Fc片段中，每个重链CH2域的N297位置的N-糖链存在，使得通过糖基化与有效载荷偶联的反应位点成为可能。多糖与Fab区域之间的远距离定位可以最小化对抗原结合亲和力的损害。这可能是通过赖氨酸基础化学偶联构建ADC的一个缺陷。此外，最近开发了一种名为pClick技术的位点特异性偶联技术用于ADC。通过引入一种近距离激活的交联剂，带有叠氮基团的肽可以自发地与抗体上最近的赖氨酸残基反应。而叠氮基团为带有生物正交手柄修饰的有效载荷提供了点击化学的可用位点。由于不需要抗体工程和后反应处理，产量和抗体稳定性因此显著提高。pClick技术为ADC开发提供了一种更便捷、更有效的方式进行位点特异性偶联。 3.  ADC的作用机制 ADC协同发挥“特异性”靶向作用和对癌细胞的“高效”杀伤效果。这些药物就像是一个精确制导的“生物导弹”，能够准确摧毁癌细胞，提高治疗窗口，减少非靶向的副作用。ADC的主要作用机制如图4右上角所示。一旦ADC的mAb与癌细胞特异性表达的目标抗原结合，ADC就被细胞内吞/内化形成早期内体，随后成熟为晚期内体，并最终与溶酶体融合。细胞毒性有效载荷最终通过化学或酶介导在溶酶体中释放，导致细胞通过靶向DNA或微管凋亡或死亡。当释放的有效载荷是可渗透或跨膜的，它也可能诱导旁观者效应以增强ADC的疗效。此外，这些药物的旁观者效应还可能改变肿瘤微环境，进而进一步增强ADCs的杀伤效果。此外，ADC的抗癌活性还涉及ADCC、ADCP和CDC效应。一些ADC的Fab片段可以与病毒感染细胞或肿瘤细胞的抗原表位结合，而FC片段与杀伤细胞（NK细胞、巨噬细胞等）表面的FCR结合，从而介导直接杀伤效果（图4左下角）。此外，ADC的抗体部分可以特异性地结合到癌细胞的表位抗原，并抑制抗原受体的下游信号转导（图4右下角）。例如，T-DM1的曲妥珠单抗可以与癌细胞的HER2受体结合，阻断HER2与HER1、HER3或HER4形成异二聚体，抑制细胞存活和增殖的信号转导途径（如PI3K或MAPK），诱导细胞凋亡。 图4 概述了ADC通过不同途径杀死癌细胞的机制。右上角：ADC的主要核心作用机制；左下角：ADC的抗体部分与免疫效应细胞结合，引发包括CDC、ADCC和ADCP效应在内的抗肿瘤免疫；右下角：ADC的抗体部分保持其活性特征，因此可以干扰目标功能，减弱下游信号以抑制肿瘤生长。使用BioRender.com创建。 4.  ADC开发的进展 从药物组成和技术特点的角度来看，ADC药物的开发通常可以细分为三代（表3）。 4.1.  第一代ADCs 在早期，如BR96-doxorubincin等ADC，主要由常规化疗药物通过不可切割的连接体与小鼠来源的抗体偶联而成。这些ADC的效力并不优于游离的细胞毒素药物，而且免疫原性经常是一个问题。后来，使用更有效的细胞毒素药物与人类化mAbs结合，大大提高了疗效和安全性，从而获得了第一代ADCs的市场批准，包括吉妥珠单抗奥佐加米辛和伊诺珠单抗奥佐加米辛。在这两种产品中，使用了IgG4亚型的人类化mAbs，并通过酸敏感的连接体与强效的卡利切阿米辛偶联。然而，这个系统并不完美。例如，酸性条件可能在身体的其他部位出现，第一代ADC中的连接体也可以在系统循环中缓慢水解（pH 7.4，37°C），导致无法控制的有毒有效载荷释放和意外的非靶向毒性。其次，卡利切阿米辛是疏水性的，容易引发抗体聚集，这解释了一些缺陷的出现，如半衰期短、清除速度快和免疫原性。此外，第一代ADC的偶联是基于赖氨酸和半胱氨酸残基的随机偶联，导致高度异质的混合物，具有可变的DARs。DAR对ADC的效力至关重要。不一致的DAR影响ADC药物的药代动力学和药效学（PK/PD）参数和治疗指数。因此，第一代ADC展示了次优的治疗窗口，需要进一步改进。 4.2.  第二代ADCs 以brentuximab vedotin和ado-trastuzumab emtansine为代表的第二代ADC随后推出，对mAbs亚型、细胞毒素有效载荷以及连接体进行了优化。这两种ADC都基于IgG1亚型mAbs，与IgG4相比，更适合与小分子有效载荷进行生物偶联，并且具有更高的癌细胞靶向能力。第二代ADC的另一个重大突破是使用更有效的细胞毒素药物，如auristatins和mytansinoids，提高了水溶性和偶联效率。因此，可以在每个mAb上装载更多的有效载荷分子，而不会引起抗体聚集。除了与抗体载体和细胞毒素有效载荷相关的改进外，第二代ADC中的连接体也得到了改进，以实现更好的血浆稳定性和均匀的DAR分布。总的来说，这三个要素的改进使第二代ADC的临床疗效和安全性得到了提高。然而，仍存在一些未满足的需求，例如由于非靶向毒性导致的治疗窗口不足，以及在高DAR的ADC中聚集或快速清除。当DAR超过6时，ADC表现出高疏水性，并且由于体内更快的分布和清除，倾向于降低ADC的效力。在这种情况下，通过位点特异性偶联优化DAR，以及持续优化mAbs、连接体和有效载荷，成为第三代ADC成功开发的关键。 4.3.  第三代ADCs 以polatuzumab vedotin、enfortumab vedotin、fam-trastuzumab deruxtecan和后来批准的ADC为代表的第三代ADC。得益于位点特异性偶联技术的引入，生产出了具有良好特征DARs（2或4）和期望的细胞毒性的均匀ADCs。 具有一致DAR的ADCs表现出较少的非靶向毒性和更好的药代动力学效率。此外，第三代中使用完全人源化抗体而非嵌合抗体以减少免疫原性。此外，正在开发抗原结合片段（Fabs）以取代一些ADC候选中的完整mAbs，因为Fabs在系统循环中更稳定，可能更容易被癌细胞内化。此外，还开发了更有效的载荷，如PBD、tubulysin和具有新颖机制的免疫调节剂，与抗体偶联。尽管第三代中的连接体类型没有显示任何更新，但已经开发并使用了像Fleximer平台这样的一些新实体来偶联不同的载荷。为了避免干扰免疫系统并提高在血液循环中的保留时间，第三代ADC中采用了更多亲水性连接体调节，如PEGylation。亲水性连接体也在平衡某些细胞毒性载荷（如PBD）的高疏水性方面提供效用，考虑到含疏水性载荷的ADCs通常容易聚集。总的来说，第三代ADC具有更低的毒性、更高的抗癌活性以及更高的稳定性，允许患者接受更好的抗癌治疗。 5.  ADCs的临床开发 5.1.  获批的ADC药物 经过数十年的努力优化关键组成部分，目前有超过100个ADCs处于临床开发中，截至2021年12月，共有14种ADC药物在全球不同国家获得了市场批准。巧合的是，获批的ADC药物中有一半主要用于血液恶性肿瘤，其余的主要用于实体瘤。这些ADCs的概述，包括它们的分子设计、初步批准年份、市场公司、批准国家和批准适应症，如表4所示。 5.2.  血液恶性肿瘤 吉妥珠单抗奥佐加米辛（Mylotarg®，辉瑞）：吉妥珠单抗奥佐加米辛是世界上第一种获批用于临床的ADC治疗药物。它由一个工程化的人源化单克隆IgG4抗体组成，靶向CD33，并通过一个可切割的腙连接体连接一个细胞毒性的N-乙酰-γ-卡利切阿米辛。吉妥珠单抗奥佐加米辛的平均DAR为2-3。以26%的响应率，它最初被FDA批准用于治疗复发或难治性（r/r）CD33阳性AML患者，这些患者年龄超过60岁，不适合其他常规化疗。成人和儿童AML中大约85-90%为CD33阳性。在与CD33抗原结合并被癌细胞内化后，随后腙键水解释放卡利切阿米辛。卡利切阿米辛还可以扩散到附近的其他癌细胞，诱导那些抗原阴性癌细胞的旁观者杀伤效应。然而，吉妥珠单抗奥佐加米辛中的腙基连接体并不完全稳定，导致卡利切阿米辛在血浆中提前释放，增加非靶向毒性。来自SWOG S0106A研究的结果显示，与单独接受化疗（多柔比星和阿糖胞苷）的患者相比，接受联合治疗（吉妥珠单抗奥佐加米辛与标准多柔比星和阿糖胞苷化疗）的患者观察到更高的严重致命毒性发生率，但没有显著的临床益处反应。因此，辉瑞公司在2010年10月自愿将该产品撤出市场。之后，使用比2000年批准的（9 mg/m2）更低的推荐剂量（3 mg/m2）重新评估了吉妥珠单抗奥佐加米辛的疗效和安全性。吉妥珠单抗奥佐加米辛联合化疗在临床试验ALFA-0701中进行了研究，这是一项多中心、随机、开放标签的3期研究。共有271名（50-70岁）新诊断的AML患者随机分配接受包含（n = 135）或不包含（n = 136）吉妥珠单抗奥佐加米辛的诱导治疗，包括多柔比星（60 mg/m2）和阿糖胞苷（200 mg/m2）。无事件生存期（EFS）被用作主要终点，接受吉妥珠单抗奥佐加米辛联合化疗的患者比仅接受化疗的患者显示出更长的EFS，中位EFS分别为17.3个月和9.5个月（HR = 0.56 [95% CI：0.42–0.76]）。两组中发生的3级及以上不良事件（AEs）包括感染（47% vs 39%）、出血（18% vs 9%）和肝静脉闭塞性疾病（2% vs 0%）。此外，吉妥珠单抗奥佐加米辛作为单药治疗的安全性和有效性在AML-19和MyloFrance-1研究中进行了评估。在AML-19中，总生存期（OS）被用作评估疗效的指标。结果表明，接受吉妥珠单抗奥佐加米辛治疗的患者的中位OS为4.9个月，而接受最佳支持治疗的患者为3.6个月（HR = 0.69 [95% CI：0.53–0.90]）。3级以上不良事件在超过5%的患者中包括感染（35%）、发热性中性粒细胞减少症（18%）、出血（13%）、疲劳（12%）、肝脏（7%）和心脏（6%）。在MyloFrance-1中，观察到26%的完全缓解（CR）率。超过5%的患者中发生的3级及以上不良事件包括败血症（32%）、发热（16%）、皮疹（11%）、肺炎（7%）、出血（7%）。基于以上三项研究者主导的临床试验中取得的整体积极结果，Mylotarg®于2017年被FDA重新批准。最近，吉妥珠单抗奥佐加米辛获得了FDA的新适应症批准，用于治疗新诊断的CD33阳性AML，包括1个月及以上的儿童患者。从吉妥珠单抗奥佐加米辛的撤回和重新批准中获得的罕见上市经验为ADCs的开发和临床试验设计提供了重要的参考。 布伦图珠单抗维多汀（Adcetris®，Seagen）：布伦图珠单抗维多汀也称为SGN-35，是FDA于2011年批准的第二种ADC药物，用于治疗复发或难治性（r/r）CD30阳性霍奇金淋巴瘤（HL）和系统性间变性大细胞淋巴瘤（sALCL）。它由一个针对CD30的嵌合IgG1单克隆抗体brentuximab组成，一个马来酰亚胺连接基团，一个可切割的二肽连接体（马来酰亚胺-缬氨酸-瓜氨酸-对氨基苯甲酰氧羰基或mc-VC-PABC），以及抗有丝分裂剂MMAE。布伦图珠单抗维多汀的平均DAR为4。通过选择性靶向HL和ALCL的特征性抗原CD30，布伦图珠单抗维多汀通过依赖于clathrin的机制内化，并转移到内体和溶酶体中，其中连接体被半胱氨酸蛋白酶（如B）水解。释放出的游离MMAE随后靶向微管蛋白，以抑制其聚合，导致细胞周期停滞和细胞凋亡。由于旁观者效应，布伦图珠单抗维多汀对那些抗原阴性的癌细胞也有效。与吉妥珠单抗奥佐加米辛中的肼连接体相比，布伦图珠单抗维多汀中的基于二肽的连接体在生理条件下显示出更好的稳定性，因此血浆中细胞毒性载荷的过早释放最小。此外，连接体对半胱氨酸蛋白酶敏感，可以促进有效载荷在癌细胞内的高效释放，以确保杀伤效果。布伦图珠单抗维多汀的另一个改进是使用了更强效的细胞毒性载荷，MMAE。它是天然产物Dolastatin 10的合成衍生物，作为一种超有效的抗有丝分裂剂，通过阻断微管蛋白聚合来诱导细胞周期停滞。155 它被广泛用作几种ADCs的有效载荷，如polatuzumab vedotin、enfortumab vedotin和disitamab vedotin。布伦图珠单抗维多汀对HL和sALCL的疗效在两项单臂2期试验中进行了研究，分别有73%和86%的患者实现了客观反应，因此FDA在2013年加速批准了Adcetris®用于r/r HL和sALCL。在一项关键的2期、单臂、多中心研究中，对102名接受过自体干细胞移植（SCT）的r/r HL患者进行了布伦图珠单抗维多汀对HL的疗效评估。 目标反应率（ORR）被用作主要终点。结果表明，在接受了brentuximab vedotin（1.8 mg/kg）治疗的患者中，有73%出现了完全反应（CR）或部分反应（PR），患者对治疗的平均反应时间为6.7个月。在至少5%的患者中出现的3级及以上不良事件（AEs）包括中性粒细胞减少症（20%）、周围感觉神经病变（8%）、血小板减少症（8%）和贫血（6%）。对于sALCL，它在58名复发或难治性sALCL（r/r sALCL）患者的2期、单臂、多中心研究中进行了评估。在接受brentuximab vedotin（1.8 mg/kg）治疗的患者中，有86%经历了完全或部分反应，并且平均反应时间为12.6个月。在sALCL患者中观察到的严重不良事件与接受干细胞治疗（SCT）的患者相似。2017年11月，基于3期研究（ALCANZA）的积极数据，brentuximab vedotin获得了额外的批准，用于治疗先前接受过系统治疗的原发性皮肤间变性大细胞淋巴瘤（pcALCL）或表达CD30的蕈状真菌病（MF）。在该研究中，brentuximab vedotin显示出至少持续四个月的ORR。此外，在2018年，brentuximab vedotin获得了另外两个临床适应症的批准，与化疗联合使用，包括治疗某些类型的外周T细胞淋巴瘤（PTCL）和先前未经治疗的III期或IV期经典霍奇金淋巴瘤（cHL）。伊诺珠单抗奥佐加米辛（Besponsa®，辉瑞）：伊诺珠单抗奥佐加米辛，也称CMC-544，由一个针对CD22的人源化mAb组成，连接到细胞毒性的N-乙酰-γ-卡利切阿米辛，平均DAR为5-7。CD22是大多数（60-90%）B细胞急性淋巴细胞性白血病（B-ALL）中发现的细胞表面抗原。与CD22结合激活了ADC的一系列下游过程，包括内化、连接体水解和有效载荷释放，类似于吉妥珠单抗奥佐加米辛中所见。通过一项开放标签、随机、国际多中心3期研究（INO-VATE 1022），评估了伊诺珠单抗奥佐加米辛的安全性和有效性，与研究者选择的化疗方案进行了比较，研究对象为326名接受过一种或两种先前治疗的成人r/r B-ALL患者。所有入选的患者被随机分配接受伊诺珠单抗奥佐加米辛治疗或替代化疗方案，包括FLAG（氟达拉滨、阿糖胞苷和G-CSF）、HIDAC（高剂量阿糖胞苷）、阿糖胞苷和米托蒽醌的混合物。该研究中使用的主要指标是治疗后无疾病证据和血细胞计数完全恢复的患者百分比。结果显示，35.8%接受伊诺珠单抗奥佐加米辛治疗的患者实现了CR，而替代化疗组观察到17.4%。伊诺珠单抗奥佐加米辛组中出现的3级及以上不良事件包括中性粒细胞减少症（47%）、血小板减少症（41%）、白细胞减少症（27%）和发热性中性粒细胞减少症（27%）。基于这些积极结果，2017年8月，FDA批准Besponsa®上市，这是第一个也是迄今为止唯一一个针对CD22的ADC，用于治疗成人r/r B细胞前体ALL。 毛细胞白血病（HCL）是一种罕见的血液恶性肿瘤，其特征是脾肿大、出血和异常B淋巴细胞的积累。除了B-ALL，CD22也在HCL的B细胞中表达，因此被用作治疗靶点。moxetumomab pasudotox不是使用小分子有效载荷，而是由针对CD22的moxetumomab与假单胞菌外毒素A（PE38）的38kD片段偶联而成。171 CD22在成熟B细胞上表达，在100%的毛细胞上表达更为强烈，为HCL治疗提供了理想的治疗靶点。与CD22结合后，moxetumomab pasudotox被内化，裂解并释放外毒素的催化域进入癌细胞内，抑制蛋白质的翻译导致凋亡。moxetumomab pasudotox的3期临床研究（Study 1053）招募了80名组织学证实的HCL或HCL变异型患者，这些患者需要治疗，基于存在细胞减少症或脾肿大，并且之前接受过至少两种系统疗法（包括一种嘌呤核苷类似物）。患者接受moxetumomab pasudotox治疗（0.04 mg/kg），直到观察到CR、疾病进展或不可接受的毒性。在研究中，moxetumomab pasudotox单药治疗的ORR和CR率分别为75%（95% CI，64-84）和41%（95% CI，30-53）。此外，持久的CR率为30%（95% CI，20-41）。最常见的3-4级事件包括淋巴细胞减少（20%）、贫血（10%）和无症状低磷血症（10%）。2018年9月，FDA批准了AstraZeneca的Lumoxiti®用于治疗先前至少接受过两种系统疗法（包括嘌呤核苷类似物）失败的成人r/r HCL患者。这使得moxetumomab pasudotox成为过去20年来首个获批用于治疗HCL的新药，是HCL临床治疗中的一个重要里程碑。 Polatuzumab vedotin（Polivy®，罗氏）：Polatuzumab vedotin，也称DCDS4501，包含一个针对CD79b的人源化抗体，通过可被蛋白酶切割的二肽连接体（mc-VC-PABC）连接到微管破坏剂MMAE，平均DAR为3.5。CD79b是B细胞受体（BCR）的一个组成部分，超过90%的B细胞非霍奇金淋巴瘤（nHL）恶性肿瘤表达，并被视为一个有前景的抗体靶点。与brentuximab vedotin类似，给药后，polatuzumab vedotin选择性地结合到CD79b，随后内吞和蛋白水解裂解，释放MMAE，诱导细胞周期停滞和细胞死亡。2019年7月，Polivy®获得FDA批准，与苯达莫司汀加利妥昔单抗联合用于治疗至少接受过两种先前治疗的复发或难治性弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）。这是首个获批用于治疗DLBCL的ADC，DLBCL是最常见的nHL类型。批准基于全球、随机的2期GO29365研究的积极结果，该研究包括80名至少接受过一种先前方案治疗的r/r DLBCL患者。入选的患者被随机分配接受polatuzumab vedotin（Pola，1.8 mg/kg，静脉注射）与苯达莫司汀（B，90 mg/m2静脉注射）和利妥昔单抗（R，375 mg/m2静脉注射）联合治疗，或单独BR，共6个21天周期。CR率和反应持续时间被确定为研究终点。结果显示，接受Pola+BR治疗的患者中有40%观察到CR，而单独接受BR治疗的患者中有18%。在接受Pola+BR治疗并有PR或CR的患者中，反应持续时间超过6个月和12个月的比例分别为64%和48%。Pola+BR组中出现的3-4级不良事件包括中性粒细胞减少症（46%）、血小板减少症（41%）、贫血（28%）、淋巴细胞减少症（12.8%）和发热性中性粒细胞减少症（10.3%）。 Belantamab mafodotin（Blenrep®，GSK）：Belantamab mafodotin，也称GSK2857916，是一种新型ADC，由一个针对BCMA的人源化FC修饰抗BCMA mAb组成，通过不可切割的马来酰亚胺缬氨酸（mc）连接体与细胞毒素MMAF偶联。Belantamab mafodotin的平均DAR为4。BCMA是一种跨膜糖蛋白，在多发性骨髓瘤（MM）细胞表面特异性过度表达。 与BCMA结合后，belantamab mafodotin被迅速内化，在溶酶体内降解，释放不渗透的MMAF进入多发性骨髓瘤（MM）细胞内。MMAF与MMAE类似，也是一种有丝分裂抑制剂。它可以通过阻断微管蛋白的聚合来抑制细胞分裂，导致细胞周期停滞并诱导依赖于caspase-3的凋亡。总的来说，belantamab mafodotin能够有效地引起过度表达BCMA的癌细胞死亡。2020年8月，FDA批准了Blenrep®用于治疗复发或难治性多发性骨髓瘤（r/r MM）。这是首个基于DREAMM-2临床试验结果获批的BCMA靶向治疗药物，DREAMM-2是一项双臂、开放标签、多中心的2期研究。 在这项研究中，共有221名（年龄≥18岁）接受过三线或以上治疗并且对免疫调节药物和蛋白酶抑制剂耐药，以及对CD38单抗抗药性或不耐受（或两者都有）的复发或难治性多发性骨髓瘤患者，且其东部肿瘤协作组（ECOG）的表现状态为0-2，被纳入并随机分配（1:1）接受两种不同剂量的belantamab mafodotin（分别为2.5 mg/kg和3.4 mg/kg）治疗，直至疾病进展或不可接受的毒性。有效性基于ORR和反应持续时间。结果显示，单独使用belantamab mafodotin治疗，2.5 mg/kg组和3.4 mg/kg组的ORR分别为32%和35%。在2.5 mg/kg组和3.4 mg/kg组中，分别有58%和66%的患者观察到有希望的部分反应（VGPR）。最常见的3-4级不良事件包括角膜炎（2.5 mg/kg组为27%，3.4 mg/kg组为21%）、血小板减少症（分别为20%和33%）和贫血（分别为20%和25%）。 Loncastuximab tesirine（Zynlonta®，ADC Therapeutics）：Loncastuximab tesirine，也称ADCT-402，由一个针对CD19的人源化mAb组成，通过可切割的（缬氨酸-丙氨酸二肽）马来酰亚胺型连接体与PBD二聚体偶联。Loncastuximab tesirine的平均DAR约为2.3。PBD二聚体是ADC开发中新一代的细胞毒性有效载荷。它与DNA不可逆地结合并引起强烈的链间交联，阻止DNA链分离，从而破坏必要的DNA代谢过程，最终导致细胞死亡。它不依赖于细胞分裂周期，损伤不易恢复，显示出更好的细胞毒性。2021年4月，Zynlonta®获得FDA加速批准，用于治疗接受过两线或以上系统治疗的成人复发或难治性大B细胞淋巴瘤，包括弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）未另行指明（NOS）、由低级别淋巴瘤发展而来的DLBCL和高级别B细胞淋巴瘤。Loncastuximab tesirine是首个也是目前唯一一个获批用于治疗复发或难治性DLBCL的CD19靶向ADC，作为单一药物。 Zynlonta®的批准基于LOTIS-2研究的数据，LOTIS-2是一项多中心、开放标签、单臂、2期试验。共有145名接受过至少两线系统治疗方案的成人复发或难治性DLBCL或高级别B细胞淋巴瘤患者被纳入并接受loncastuximab tesirine（0.15 mg/kg）治疗。总的ORR被用来评估loncastuximab tesirine的主要疗效。结果显示，接受loncastuximab tesirine治疗的患者，ORR达到了48.3%（95% CI：39.9–56.7），CR为24.1%（95% CI：17.4–31.9）。在平均7.3个月的随访后，中位反应持续时间为10.3个月（95% CI：6.9，NE）。在70名实现客观反应的患者中，36%在3个月前就被审查了反应持续时间。最常见的3级及以上不良事件包括中性粒细胞减少症（26%）、血小板减少症（18%）和γ-谷氨酰转移酶增加（17%）。 5.3.  实体瘤 Ado-trastuzumab emtansine（Kadcyla®，罗氏）：约15%-20%的乳腺癌患者表现出人类表皮生长因子受体2（HER2）阳性过度表达，具有更高的侵袭性。Ado-trastuzumab emtansine，也称T-DM1，是一种靶向HER2的ADC药物，也是首个获准用于实体瘤的ADC。它由一个针对HER2的人源化mAb组成，通过一个不可切割的连接体（丁二酰亚胺-4-（N-马来酰亚甲基）环己烷-1-羧酸酯，SMCC）连接到DM1，平均DAR为3.5。该连接体可以使偶联物在血浆循环中更稳定，但在HER2阳性癌细胞内吞后释放有效载荷。曲妥珠单抗在溶酶体中被蛋白酶完全消化，允许释放含有DM1的代谢产物，赖氨酸-MCC-DM1，其显示出与游离DM1相似的细胞毒性。此外，赖氨酸-MCC-DM1在生理pH下带电，不适用于发挥旁观者效应。因此，T-DM1只针对并导致抗原阳性癌细胞死亡。此外，T-DM1显示出与曲妥珠单抗类似的机制，它可以抑制HER2信号通路，诱导ADCC和CDC效应。 2013年，Kadcyla®获得FDA市场批准，作为单一药物用于治疗先前接受过Herceptin®（曲妥珠单抗）和紫杉醇化疗的HER2阳性转移性乳腺癌患者。批准基于3期研究（EMILIA）的积极结果。共有991名接受过曲妥珠单抗和紫杉醇治疗的HER2阳性不可切除、局部晚期或转移性乳腺癌成人患者被纳入并随机分配接受T-DM1（3.6 mg/kg）或拉帕替尼加卡培他滨。PFS和OS被用作主要终点。在最终描述性分析中，T-DM1组的中位PFS为9.6个月，而拉帕替尼加卡培他滨组为6.4个月（p < 0001）。T-DM1组和拉帕替尼加卡培他滨组的中位OS分别为30.9个月和25.1个月。T-DM1组中最常见的3级及以上不良事件包括：血小板减少症（12.9%）、AST增加（4.3%）和ALT增加（2.9%）。值得注意的是，由于观察到左心室射血分数（LVEF）降低，T-DM1有心脏毒性的警告标签。 此外，基于3期研究（KATHERINE）的积极结果，FDA在2019年5月扩大了Kadcyla®的批准，用于治疗接受过新辅助紫杉醇和基于曲妥珠单抗治疗后仍有残留浸润性疾病的HER2阳性早期乳腺癌（EBC）患者的辅助治疗。共有1486名符合标准的患者被纳入研究，并随机分配接受T-DM1或曲妥珠单抗治疗。作为该研究的主要终点，接受T-DM1治疗的组与接受曲妥珠单抗治疗的组相比，无浸润性疾病生存期（IDFS）显著提高了50%。在三年时，接受T-DM1治疗的患者中有88.3%没有复发，而接受曲妥珠单抗治疗的患者中有77.0%。 恩福妥昔单抗（Padcev®，Seagen）：恩福妥昔单抗也被称为ASG-22ME，已获FDA批准用于治疗局部晚期或转移性尿路上皮癌的成年患者。它由一个全人源抗nectin-4 IgG1 kappa单克隆抗体（AGS-22C3）组成，通过可被蛋白酶切割的连接体（MC-VC-PABC）与MMAE相连，平均DAR约为3.8。Nectin-4是一种跨膜蛋白，属于nectin家族，对细胞增殖、迁移和粘附起着至关重要的作用。已发现它在多种恶性肿瘤中高度表达，尤其是在尿路上皮癌中。通过免疫组化分析，60%的膀胱肿瘤标本观察到强烈的染色，而正常组织中染色有限。因此，它已成为ADC新分子设计的一个引人注目的靶点。恩福妥昔单抗是目前唯一获得FDA批准的靶向nectin-4的ADC。2019年12月，FDA首次授予加速批准，随后在2021年9月基于一项开放标签、随机、多中心3期研究（EV-301）的结果进一步授予常规批准。在EV-301研究中，共有608名接受过PD-1或PD-L1抑制剂和基于铂的化疗的局部晚期或转移性尿路上皮癌患者被纳入并随机平均分配，接受恩福妥昔单抗（1.25 mg/kg）或替代化疗（多西他赛、紫杉醇或长春瑞滨）治疗。OS和PFS分别用作评估疗效的主要终点和次要终点。与替代化疗相比，恩福妥昔单抗取得了显著的疗效，中位OS（12.9个月对9.0个月）和中位PFS（5.6个月对3.7个月）均显著延长。199,204 至少5%的患者中发生的3级及以上不良事件包括斑丘疹（7.4%）、疲劳（6.4%）和中性粒细胞计数下降（6.1%）。 Fam-trastuzumab deruxtecan（Enhertu®，第一三共）：Enhertu，也称DS-8201或T-DXd，是针对不可切除或转移性HER2阳性乳腺癌成年患者的HER2靶向ADC，这些患者在接受转移性治疗时已接受过两种或以上的抗HER2方案。它由一个人源化HER2抗体（曲妥珠单抗）组成，通过一种酶可切割的四肽连接体与一种新型拓扑异构酶I抑制剂（DXd）作为有效载荷偶联，平均DAR为7-8。DXd被报道比SN-38（伊立替康的活性形式）更强效，DXd的更高效力确保了其在ADC中作为有效载荷时的疗效。DS-8201的另一个改进是采用了新型四肽连接体技术，该连接体在血浆中更稳定，降低了系统毒性的风险。2019年12月，基于单臂、多中心、2期DESTINY-Breast01研究的积极结果，FDA批准了Enhertu®。共有184名接受过两种或以上抗HER2治疗的HER2阳性、不可切除和/或转移性乳腺癌（mBC）女性患者被纳入研究。主要终点是ORR和反应持续时间。结果显示，接受DS-8201（5.4 mg/kg）治疗的患者ORR为60.3%（95% CI：52.9, 67.4），CR率为4.3%，PR率为56%。中位反应持续时间为14.8个月，中位PFS持续时间为16.4个月。至少5%的患者中发生的3级及以上不良事件包括中性粒细胞计数下降（20.7%）、贫血（8.7%）、恶心（7.6%）、白细胞计数下降（6.5%）、淋巴细胞计数下降（6.5%）和疲劳（6.0%）。此外，DESTINY-Breast03的最新数据，这是一项全球性、头对头、随机、开放标签、关键3期试验，证明了DS-8201相比T-DM1具有显著优势。具体来说，共有524名接受过曲妥珠单抗和紫杉醇治疗的HER2+ mBC患者被纳入并随机分配（1:1）。主要终点是PFS，包括OS、ORR和反应持续时间的次要终点也被使用。结果显示，DS-8201的中位PFS未达到，而T-DM1为6.8个月。而且，接受DS-8201治疗的患者的中位反应持续时间为14.3个月，而接受T-DM1治疗的患者为6.9个月。此外，另一项头对头研究（DESTINY-Breast09）正在进行，比较DS-8201和曲妥珠单抗。DESTINY-Lung01研究还评估了DS-8201在携带HER2突变的转移性非小细胞肺癌（NSCLC）患者中的疗效和安全性。在91名入选患者中，55%在平均随访时间为13.1个月时确认有客观反应。中位PFS持续时间为8.2个月，中位OS持续时间为17.8个月。观察到46%的患者出现3级及以上不良事件，包括中性粒细胞减少症（19%）和贫血（10%）。该临床观察也对DS-8201潜在的肺部毒性提出了关注。值得注意的是，间质性肺病（ILD）在26%（91名患者中有23名）的患者中观察到，两名患者死于治疗相关的ILD。ILD是一组影响肺部间质的呼吸系统疾病，这将破坏我们身体的修复损伤过程，并阻止氧气参与血液循环。因此，在后续的临床试验中，需要更加谨慎地关注ILD，并适当培训临床医生识别和管理这种毒性效应。自从DS-8201推出以来，其临床潜力仍在不断扩大和深化。DS-8201用于胃癌的新适应症也已获得批准。乳腺癌的治疗线也在向前推进，不断为患者提供更好的治疗选择。 Sacituzumab govitecan（Trodelvy®，Immnomedics）：Sacituzumab govitecan，也称IMMU-132，是一种ADC，由一个针对Trop-2的人源化单克隆抗体组成，通过一个可水解的连接体（CL2A）与拓扑异构酶I抑制剂（SN-38）偶联，平均DAR约为7.6。Trop-2是一种40-kDa糖蛋白，作为细胞内钙信号传导的转导体。在大多数实体瘤中观察到Trop-2的过度表达，包括三阴性乳腺癌（TNBC）。从理论上讲，Trop-2蛋白的过度表达与强烈的侵袭性和不良预后有关，这使得Trop-2成为一个理想的广谱治疗靶点。在sacituzumab govitecan中，SN-38是伊立替康的活性形式，通过抑制DNA拓扑异构酶I引起频繁的DNA单链断裂，最终导致细胞死亡。73 就CL2A而言，它连接SN-38和Trop-2抗体，是sacituzumab govitecan作为第三代ADC的最突破性设计。这个设计良好的连接器提高了Trop-2抗体与SN-38的结合比率，在肿瘤中具有更高的毒性浓度，但在非靶标中的浓度更低，半衰期更短。通过优化连接体的稳定性，它不仅可以在目标肿瘤细胞中释放SN-38，而且还能实现旁观者效应，杀死难以靶向的邻近癌细胞。2020年4月，sacituzumab govitecan获得FDA加速批准，用于治疗接受过两种或以上系统治疗的不可切除局部晚期或转移性TNBC患者，至少一种用于转移性疾病。这是FDA批准用于转移性TNBC的第一个抗Trop-2 ADC。sacituzumab govitecan的临床益处在随后的多中心、开放标签、随机试验（ASCENT）中得到进一步确认，该试验促进了FDA的常规批准。ASCENT研究在529名接受过至少两种化疗后复发的不可切除局部晚期或mTNBC患者中进行，其中一种可能是在新辅助或辅助环境中，如果进展发生在12个月内。入选的患者被随机分为两组，分别接受sacituzumab govitecan（n = 267，10 mg/kg）和单一药物化疗（n = 262，卡培他滨、艾瑞布林、长春瑞滨或吉西他滨）。主要疗效终点是无脑转移患者的PFS。结果显示，接受sacituzumab govitecan治疗的患者的中位PFS为4.8个月，而接受化疗的患者为1.7个月。而且，中位OS分别为11.8个月（sacituzumab govitecan）和6.9个月（化疗）。 sacituzumab govitecan的3级及以上严重不良事件的发生率包括中性粒细胞减少症（51%）、白细胞减少症（10%）、腹泻（10%）、贫血（8%）和发热性中性粒细胞减少症（6%）。 Cetuximab sarotalocan（Akalux®，Rakuten Medical）：Cetuximab sarotalocan也被称为RM-1929，是一种新型ADC，由一个抗EGFR嵌合单克隆抗体cetuximab与近红外光敏染料IRDye® 700DX偶联而成。cetuximab sarotalocan的平均DAR在1.3-3.8范围内。EGFR在多种实体瘤表面高度表达，包括头颈鳞状细胞癌（HNSCC）、食管癌、肺癌、结直肠癌、胰腺癌和其他实体瘤。Cetuximab sarotalocan能够靶向EGFR，并在与癌细胞结合后由光纤释放的红激光局部激活，导致细胞死亡。它不仅利用抗体介导的靶向输送实现高肿瘤特异性，还采用激光激活的生物物理机制精确诱导癌细胞的快速死亡，而不损伤周围正常组织。 2019年9月，cetuximab sarotalocan获得日本药品和医疗器械管理局（PMDA）批准，用于治疗不可切除的局部晚期或复发性头颈鳞状细胞癌。批准是基于一项多中心、开放标签2a期试验的积极数据。共有30名无法通过手术、放疗或含铂化疗满意治疗的局部区域性头颈鳞状细胞癌患者被纳入研究。在给予RM1929 24小时后，使用非热红光照射肿瘤区域。结果显示，cetuximab sarotalocan治疗的ORR为28%，其中包括14%的CR，中位PFS和中位OS分别为5.7个月和9.1个月。最常见的3级及以上不良事件包括皮肤反应（18%）、甲沟炎（12%）和过敏反应（3.5%）。迄今为止，cetuximab sarotalocan尚未在日本以外获得批准，目前正在进行全球3期试验。 Disitamab vedotin（Aidixi®，RemeGen）：Disitamab vedotin也被称为RC48，是第三种上市的HER2靶向ADC，由一种新型人源化HER2抗体、可被组织蛋白酶切割的连接体（mc-VC-PABC）和细胞毒素MMAE组成。RC48的平均DAR约为4。Disitamab vedotin中使用的抗体对HER2具有更高的亲和力，在动物模型中显示出更强的抗肿瘤活性。2021年6月15日，disitamab vedotin获得中国国家药品监督管理局（NMPA）的有条件批准，用于治疗至少接受过2种系统化疗的局部晚期或转移性胃癌（包括胃食管结合部腺癌）患者。这是中国开发的首个获批上市的ADC药物。批准是基于RC48-C008研究的结果，该研究表明接受RC48治疗的患者具有临床意义的反应和生存益处。 RC48-C008研究是一项单臂、多中心、开放标签、2期临床试验，共有127名组织学证实的胃或胃食管结合部癌、HER2过度表达、接受过至少2种系统治疗的患者被纳入。在试验中，参与的患者接受disitamab vedotin（2.5 mg/kg）治疗，直到研究者评估的临床获益丧失或不可接受的毒性。ORR被用作主要结果，PFS和OS作为次要结果。数据显示，所有患者的ORR为18.1%（95% CI：11.8–25.9%）。亚组ORR分别为接受2线和≥3线治疗的患者的19.4%和16.9%。总体而言，接受至少2个周期治疗的111名患者的ORR为20.7%。对于所有127名患者，中位PFS为3.8个月，中位OS为7.6个月。3级或更高不良事件在40名患者（32.0%）中观察到，其中最常见的是中性粒细胞计数下降（14.4%）、WBC计数下降（14.4%）和贫血（5.6%）。 此外，disitamab vedotin还于2021年12月获得NMPA的有条件批准，用于接受过含铂化疗治疗失败的HER2阳性局部晚期或转移性尿路上皮癌患者的二线治疗。这得益于RC48-C005研究的结果，这是一项开放标签、多中心、单臂、非随机2期研究。64名HER2过度表达和局部晚期或转移性尿路上皮癌患者在接受顺铂、吉西他滨和紫杉醇治疗失败后被纳入并接受RC48（2 mg/kg）治疗。ORR被用作主要终点。截至2020年11月30日，接受1线、2线和≥3线治疗的患者的ORR分别为55.6%（5/9）、50.0%（21/20）和30.8%（4/13）。 Tisotumab vedotin（Tivdak®，Genmab/Seagen）：Tisotumab vedotin是最近获批的ADC药物，平均DAR为4，包含一个完全人源化的mAb，结合组织因子（TF），一个可切割的mc-VC-PABC连接体，和一个抗有丝分裂剂MMAE。TF在肿瘤生长、血管生成和转移中起着重要作用，并且在几种实体瘤中特异性过度表达。Tisotumab vedotin旨在靶向癌细胞上的TF抗原，并将细胞毒素MMAE直接输送到癌细胞内。此外，旁观者效应、ADCC和ADCP也被证明参与了tisotumab vedotin的作用机制。2021年9月，Tivdak®获得FDA批准，用于治疗复发或转移性宫颈癌的成年患者，这些患者在化疗后或化疗期间疾病进展，这是首个且唯一获批的TF靶向ADC治疗。 批准是基于innovaTV 204研究的发现，这是一项多中心、开放标签、单臂、2期试验。共有101名符合标准（复发或转移性宫颈癌患者，之前接受过不超过两种系统治疗方案，包括至少一种复发或转移性环境中的基于顺铂的化疗方案）的患者被纳入研究，接受每21天2 mg/kg的tisotumab vedotin治疗，直至疾病进展或不可接受的毒性发生。确认的ORR被用作主要疗效结果。结果显示，ORR为24%（95% CI：15.9%-33.3%），中位反应持续时间为8.3个月（95% CI：4.2，未达到）。3级或更高不良事件在28%的患者中观察到，包括中性粒细胞减少症（3%）、疲劳（2%）、溃疡性角膜炎（2%）和周围神经病变（2%）。 5.4.  晚期ADC候选药物 除了上述14种获批的ADC药物外，目前还有数百种采用更新技术和新颖靶点的ADC正在进行临床试验。本综述中讨论了三个代表的3期ADC候选药物，以提供概念性的快照。 Mirvetuximab soravtansine（ImmunoGen）。Mirvetuximab soravtansine（IMGN853）由一个针对叶酸受体α（FRα）的人源化mAb组成，通过一个可切割的连接体（sulfo-SPDB）与强效细胞毒素DM4偶联。它已获得FDA授予治疗卵巢癌的孤儿药指定。通过在二硫键的α位引入两个甲基基团以及一个磺酰基，提高了连接体的亲水性，克服了药物在血浆循环中过早释放的缺点。2015年12月，进行了一项开放标签、随机3期试验（NCT02631876），以研究IMGN853与选定的单一药物化疗在治疗对铂类药物耐药的FRα阳性晚期上皮性卵巢癌、原发性腹膜癌和/或输卵管癌的女性中的安全性和有效性。这是首个进入人体临床试验的FRα靶向ADC候选药物。共有366名患者随机（2:1）接受IMGN853（6 mg/kg）或单一药物化疗（聚乙二醇化脂质体多柔比星、拓扑替康或紫杉醇）。本研究的主要终点是PFS。 2019年初公布的结果显示，在主要终点PFS方面没有显著差异[HR, 0.98; 95% CI, 0.73–1.31; p = 0.897]，IMGN853组和化疗组的中位PFS分别为4.1个月和4.4个月。240 尽管没有达到主要终点，但在次要终点中观察到IMGN853在FRα过度表达的患者中表现更好，包括更好的ORR（24%对10%）和CA-125反应（53%对25%）。因此，FDA推荐进行额外的3期试验。2019年12月，Immunogen宣布了一项3期单臂试验，包括两项研究：SORAYA研究（NCT04296890）和MIRASOL研究（NCT04209855）。此外，另一项1b/2期临床试验（NCT02606305）调查了IMGN853（6 mg/kg）联合贝伐珠单抗（15 mg/kg）在对铂类药物耐药的晚期上皮性卵巢癌、原发性腹膜癌或输卵管癌患者中的应用。Immunogen在2021年ASCO年会上最近宣布了结果。在接受联合治疗的60名患者中，有28名观察到客观反应，确认的ORR为47%（95% CI, 34–60），在高FRα表达的患者中（n = 33），确认的ORR为64%（95% CI 45–80），这表明IMGN853与贝伐珠单抗联合治疗对高FRα复发性卵巢癌患者具有显著的治疗效果。最常见的不良事件包括腹泻、视力模糊、疲劳和恶心。 Datopotamab deruxtecan（DS-1062, Daiichi Sankyo/AstraZeneca）。DS-1062或Dato-DXd是第二种靶向Trop2的ADC，由一个拓扑异构酶I抑制剂（DXd）通过一个可切割的四肽连接体与人源化抗Trop2 IgG1 mAb偶联。平均DAR为4。目前，DS-1062正在进行临床试验，以单独或联合治疗的方式评估对乳腺癌和NSCLC等实体瘤的疗效。TROPION-PanTumor01的更新结果，这是一项正在进行的1期研究，研究对象为晚期/转移性NSCLC患者（NCT03401385），显示DS-1062（6 mg/kg）在接受治疗的患者中显示出有希望的安全性和有效性。在125名可评估反应的患者中，1%（1/125）有确认的CR，26%（32/125）有PR，并且有4个PR正在等待确认。在6个月时持续反应的概率超过80%，疾病控制率（CR + PR + SD）为79%。它目前也在一项随机、开放标签的3期研究（TROPION-Lung01）中进行研究，比较DS-1062与多西他赛治疗晚期/转移性NSCLC患者的效果，这些患者没有EGFR、ALK或其他可操作的基因变异。设计计划是将590名患者随机1:1分配接受DS-1062（6 mg/kg）或多西他赛（75 mg/m2）。双重主要终点PFS和OS被用作双重主要终点。 Tusamitamab ravtansine（SAR-408701, Sanofi）。SAR-408701是一种新型抗CEACAM5 ADC。它由一个人源化抗体组成，靶向CEACAM5，通过一个可切割的连接体N-succinimidyl 4-(2-pyridyldithio) butyrate (SPDB)与细胞毒素maytansinoid DM4偶联。CEACAM5是一种在正常成人组织中很少表达，但在包括NSCLC在内的多种实体瘤中过度表达的糖蛋白。SAR-408701的前临床活性被研究，结果显示其为CEACAM5阳性癌症的有前途的治疗候选药物。SAR-408701的安全性和有效性在一项开放标签、剂量递增、剂量扩展的1期研究（NCT02187848）中进行了检查。在研究中，92名患者（28名CEACAM5中等表达者和64名高表达者）接受了SAR-408701（100 mg/m2），截至2020年1月，在接受SAR-408701治疗的中等表达者队列中观察到2个确认的PR（ORR 7.1%），而在接受治疗的高表达者队列中有13名患者确认PRs（ORR 20.3%）。27名（42.2%）患者病情稳定；在接受过抗PD1/PD-L1治疗的患者中观察到17.8%的ORR。目前，有几项SAR-408701的2期或3期临床试验正在进行中，采用单一药物或联合治疗NSCLC和其他实体瘤适应症（NCT04154956, NCT04659603, NCT04394624, NCT05071053, NCT04524689）。 6. ADCs的当前挑战和下一代 从前面部分列出的获批药物和在研候选药物中可以看出，与早期代相比，新一代ADCs正在展现出越来越优化的特异性和细胞毒性特征。然而，在开发和使用抗癌ADCs方面仍然存在许多挑战，包括药代动力学的复杂性、不足的肿瘤靶向和有效载荷释放，以及药物抗性。本节提供了这些挑战的概述，随后讨论了在新兴一代ADCs中可能的解决方案。 6.1.  主要挑战 复杂的药代动力学特征。在ADC（大多数通过静脉注射）给药后，系统循环中可能存在三种主要形式，即完整的ADC、裸抗体和游离的细胞毒素。由于目标结合、消除和解偶联，这三种形式的比例将动态变化。在ADC的典型药代动力学特征中，随着ADC的内吞作用和抗体清除，结合的ADC和裸抗体的浓度持续下降。影响抗体清除的因素包括单核吞噬细胞系统和新生儿Fc受体（FcRn）介导的循环。通过与内吞体空泡中的ADC结合，FcRn将ADC导出到细胞外部分进行循环。因此，包括结合的ADC和裸抗体在内的抗体通常比传统的小分子药物具有更长的半衰期。关于游离的细胞毒素，它主要在肝脏代谢，并通过肾脏（尿液）或粪便从体内排泄，这可能受到药物-药物相互作用和肝肾功能损害的影响。所有这些因素，再加上患者间变异性高，使得建立PK和PD模型来描述ADC的临床特征并协助设计新的ADCs变得具有挑战性。 不可避免的副作用。在获批的14种ADCs中，最常见的严重副作用（3级或更高）是血液毒性，包括中性粒细胞减少症、血小板减少症、白细胞减少症和贫血。血液毒性以及肝毒性和胃肠道反应可能与细胞毒素过早释放到血液循环中有关。这与主要影响快速增殖的健康细胞的传统化疗药物一致。此外，ADC的抗体部分引起的免疫反应可能导致二次损伤，导致肾毒性。根据最近的临床观察，ADC治疗期间潜在的肺部毒性效应，如间质性肺病（ILD），应引起注意，特别是在抗HER2 ADCs中。T-DM1和DS-8201的临床试验中报告了几例与ILD相关的死亡案例。然而，ILD的作用机制的详细情况仍不清楚。有猜测可能的原因之一可能与ADC在健康肺细胞中的不希望摄取和从ADC释放的游离有效载荷有关。由于血液流动最丰富且在肺部保留时间最长，不希望的ADC摄取和血液中的游离有效载荷最常发生的是在肺部，从而诱发ILD。因此，需要对下一代ADC进行相应的优化，以最小化副作用。在用药期间，应密切监测、预防或给予不良反应的支持性治疗。 肿瘤靶向和有效载荷释放。与传统的细胞毒素药物相比，ADC的分子量要大得多，药物穿透肿瘤的效率受到限制。当前研究表明，只有一小部分输入患者体内的ADC能够到达肿瘤细胞，因此在设计ADC时需要考虑有效载荷的效力。对于ADC药物，有效载荷的传递依赖于通过抗原依赖性内吞作用或抗原非依赖性胞饮作用内吞形成的ADC-抗原复合物。内吞后，ADC抗原复合物将被运输到内体或溶酶体释放有效载荷。当有效载荷通过酸可切割的连接体连接时，对于需要特定蛋白酶的ADCs，有效载荷可能在早期内体中释放。对于需要特定蛋白酶的ADCs，有效载荷的释放将发生在晚期内体或溶酶体中。无论有效载荷释放途径如何，一些ADCs具有“旁观者效应”，可以影响不表达目标抗原的周围癌细胞。对于内吞的ADC，它被认为是具有高异质性目标抗原表达的肿瘤活性ADC的一个重要因素。旁观者效应需要有效载荷穿过细胞膜，因此，通过可切割连接体释放的非极性有效载荷是首选，因为极性分子更有可能留在细胞内。 药物抗性。ADC开发的另一个挑战是药物抗性。酪氨酸激酶抑制剂（TKI）的药物抗性通常涉及药物靶标的逃逸突变。然而，ADCs的药物抗性机制尚未得到充分阐明。由于ADCs的基本作用机制，它们可能更加复杂和多样化。目前的证据表明，肿瘤可以通过多种方式逃避ADC的活性，例如减少抗原表达水平、改变细胞内运输途径、对有效载荷的药物抗性。这些潜在机制已在体外和动物模型的临床前研究中得到验证，而确认这些机制的临床证据仍然有限。例如，长期暴露于靶向HER2的ADC，乳腺癌细胞系将减少HER2受体的表达，并减少溶酶体酸化以减慢蛋白质降解和代谢。一些ATP结合盒（ABC）转运蛋白被发现在抗癌药物的出口中很重要，使肿瘤产生抗性。在ADC中常用的有效载荷，如MMAE、MMAF和卡利奇霉素，可以被ABC转运蛋白从癌细胞中输出，这使得这些ADCs表现出药物抗性。 6.2.  未来一代ADCs ADC由单克隆抗体、连接体和有效载荷组成，因此替换这三个组件中的任何一个都可能影响ADC的效果。针对同一抗原的不同抗体可能具有不同的结合能力，并对受体二聚体化和抗原内吞作用产生不同的影响。当前研究表明，ADC的内吞作用和细胞内运输途径对ADC的细胞毒性活性有关键影响。与野生型蛋白相比，突变蛋白通常具有更高的泛素化水平，更容易被内吞和降解。这意味着，如果ADC用于靶向突变蛋白，它可能会带来显著的临床反应。可以想象，靶向携带致癌突变蛋白的ADCs（如某些EGFR突变体）可能最大化治疗的肿瘤特异性，并达到选择性TKI的水平。此外，双特异性抗体技术的进步为ADC创新带来了更多可能性。这些ADC设计可能提高抗体内吞作用并改善肿瘤特异性。目前正在开发的治疗方法一直在探索这些可能性。例如，靶向同一抗原上不同位点的双特异性ADC可以改善受体聚集并导致目标的快速内吞作用。此外，在临床前实验中，一种双靶向HER2和LAMP-3的双特异性ADC显示出更好的溶酶体聚集和载荷传递。类似地，可以开发使用两种不同细胞毒素药物作为有效载荷的双载荷ADC，以减少药物抗性。通过准确控制两种药物的比例，可以通过将两种协同有效载荷传递到癌细胞中来实现更强的疗效。并且随着两种具有不同机制的有效载荷的应用，药物抗性的发生率将显著降低。例如，一种含有MMAE和MMAF的均匀抗HER2 ADC被设计出来，在异种移植小鼠模型中比相应的单载荷ADCs的联合给药表现出更显著的抗肿瘤活性。 ADC开发的另一种策略是放弃传统mAb的结构，选择将有效载荷与分子量较小的多肽片段或单链可变区片段偶联。这些策略的主要目的是减少ADCs的分子量，从而提高穿透效率和有效载荷传递到肿瘤组织。例如，PEN-221是一种由DM-1与靶向生长抑素受体2的多肽链偶联而成的ADC。它的分子量仅为2 kDa，远低于传统ADC中150 kDa的IgG分子。这种ADCs的当前技术挑战是它们可能在血浆中被迅速清除。然而，如果我们能够克服这个障碍，它可能在治疗难以接触的肿瘤方面具有潜力，包括血管化不良和中枢神经系统肿瘤。传统上，需要高内吞能力的mAb来将有效载荷传递到癌细胞中。然而，由于抗原屏障，mAb通常很难扩散到实体肿瘤块中。因此，可以为ADC开发非内吞性抗体。它基于这样一个原理：有效载荷直接在肿瘤微环境中的还原条件下在细胞外释放，然后扩散到癌细胞内导致细胞死亡。 最后，在有效载荷选择方面仍然存在许多创新机会。目前，载荷的选择不再局限于标准细胞毒素药物，而是开始发现更多针对性药物和免疫药物。例如，mirzotamab clezutoclax是一种靶向B7-H3的ADC，它采用促进细胞凋亡的新型BCL-XL抑制剂作为有效载荷。目前正在早期临床试验中进行评估。 7.  结论 来自学术界和工业界的数十年努力已经成功地开发了多种ADC疗法，使成千上万的癌症患者受益。14种ADC药物的推出和其他ADC候选药物的激动人心的临床表现也吸引了更多人关注这个领域，这对于这个相对年轻但高度复杂的领域非常重要。幸运的是，大量研究为决定ADC最终行为的关键要素提供了见解。建立适当的方法对ADC的每个组分进行体外和体内评估至关重要。识别和验证新的抗原/抗体、开发具有最佳毒性的新有效载荷，以及设计新的连接体以平衡稳定性和有效载荷释放，对下一代ADCs至关重要。随着这些领域的研究人员的持续努力，不难想象未来的ADCs将在癌症的靶向治疗中带来更多惊喜。