摘要：
保羅埃爾希在100年前提出的“魔法子彈”在抗體藥物治療領(lǐng)域掀起了一場(chǎng)革命。ADC設(shè)計(jì)概念就承載著研究人員對(duì)癌癥治療藥物的美好期許：用抗體子彈特異性的“瞄準(zhǔn)”抗原，同時(shí)不會(huì)對(duì)周圍細(xì)胞造成毒性影響。為了提升這一“魔法子彈”的威力，目前對(duì)ADC的開發(fā)現(xiàn)主要集中在三個(gè)大的領(lǐng)域：改進(jìn)現(xiàn)有抗體藥物結(jié)合物，發(fā)現(xiàn)新的靶點(diǎn)，以及開發(fā)新的結(jié)合物形式。本文著重于總結(jié)這三個(gè)領(lǐng)域的臨床前研究，以及改善臨床前發(fā)展的技術(shù)進(jìn)展。
一、新型抗體技術(shù)
ADC的抗體部分能識(shí)別并與靶腫瘤抗原特異性結(jié)合，從而形成靶向給藥系統(tǒng)。近幾年對(duì)ADC的抗體進(jìn)行了諸多優(yōu)化，主要是集中在細(xì)胞內(nèi)化率和腫瘤滲透率上。
（一）雙特異性抗體
內(nèi)化是ADC開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)流程之一，但具有理想內(nèi)化特征的靶點(diǎn)很少。圖1展示了ADC的抗體選擇流程，突出了內(nèi)化方面的差異。
圖1 優(yōu)化內(nèi)化率的ADC抗體工程
改善內(nèi)化效應(yīng)的一種思路是將內(nèi)化較差的抗原與內(nèi)化迅速的抗原配對(duì)，這樣快速內(nèi)化的抗原就能促進(jìn)內(nèi)化較差抗原的吸收作用。其中一個(gè)范例是靶向白細(xì)胞粘附分子的雙特異性抗體，這種雙特異性抗體可與非內(nèi)化腫瘤抗原(激活的白細(xì)胞黏附分子)和快速內(nèi)化抗原(腎上腺素受體A2)結(jié)合，當(dāng)二者都在白血病細(xì)胞表面表達(dá)時(shí)，雙特異性抗體在體外和體內(nèi)都具有更高的內(nèi)化率和細(xì)胞毒性。目前有超過(guò)85種雙特異性抗體正在臨床開發(fā)中，其中86%正在癌癥患者身上進(jìn)行評(píng)估
(二）迷你抗體
ADC在特定的腫瘤組織中聚集，但藥代動(dòng)力學(xué)方法的缺陷阻礙了他們?cè)谀[瘤中的進(jìn)一步分布。其中一個(gè)重要參數(shù)是組織滲透率。內(nèi)化率和組織穿透之間存在著復(fù)雜的關(guān)系，內(nèi)化率越高，可能腫瘤穿透率越小。最近在研究前列腺相關(guān)ADC時(shí)發(fā)現(xiàn)組織滲透率與療效直接相關(guān)。這項(xiàng)研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，體積較小的抗體和較慢的內(nèi)化過(guò)程，可在體內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的組織滲透率和更強(qiáng)的細(xì)胞殺傷力。
迷你抗體是天然抗體的衍生物，這些抗體片段不僅保留了抗體的抗原結(jié)合能力，還能憑借更小的體積來(lái)增加腫瘤穿透性。納米抗體就是一種理想的“迷你抗體”代表。因納米抗體體積僅為正?？贵w的1/10，組織穿透性有著顯著優(yōu)勢(shì)，同時(shí)納米抗體開發(fā)簡(jiǎn)便、理化性質(zhì)優(yōu)越，目前在ADC的開發(fā)中已得到了越來(lái)越多的關(guān)注，同時(shí)基于納米抗體的恩沃利單抗已獲FDA批準(zhǔn)，為提高ADC藥效、改善實(shí)體瘤治療效果帶來(lái)了新希望。
（三）均質(zhì)抗體
異質(zhì)性通過(guò)影響釋放率來(lái)影響ADC毒性載荷，因此ADC抗體的均質(zhì)性非常重要。但要做到這一點(diǎn)是非常有挑戰(zhàn)性的，因?yàn)椴煌呐悸?lián)方法會(huì)讓抗體和毒性載荷在不同位點(diǎn)偶聯(lián)。
另一種方法是將天然氨基酸編碼成抗體，改善位點(diǎn)修飾作用，從而提高均質(zhì)性的一種方法是將一些非天然氨基酸(unAAs)編碼到抗體中。(unAAs)含有很多能促進(jìn)蛋白質(zhì)特異性結(jié)合的基團(tuán)，一般通過(guò)抑制琥珀終止密碼子發(fā)揮作用。
此外，抗體的定向位點(diǎn)突變也能提高均質(zhì)性。比如將額外的半胱氨酸殘基插入單抗重鏈時(shí)就可以利用半胱氨酸的反應(yīng)性。蛋白質(zhì)的半合成，如表達(dá)蛋白配體是另一種生產(chǎn)位點(diǎn)特異性修飾ADC的策略，在此方法中，多肽可以通過(guò)二硫鍵連接到抗體的特定位置，而最近發(fā)表的文章還提到了一種抗體自組裝方式。
在重鏈和與毒性載荷偶聯(lián)的輕鏈生產(chǎn)后，重鏈和輕鏈可以通過(guò)自組裝形成折疊形式正確的抗體，從而生成均質(zhì)的ADC。
（四）Acid Switchable 抗體
最近報(bào)道的一類“acid-switched”抗體在血漿和細(xì)胞外環(huán)境（接近生理PH環(huán)境）中都表現(xiàn)出了高靶點(diǎn)親合力，這種抗體在腫瘤細(xì)胞或溶酶體（酸性環(huán)境）中的親合力要弱250倍，在異種移植模型中，它提高了溶酶體轉(zhuǎn)運(yùn)效率、降低了外排率，還改善了有效載荷的釋放情況，展示了更高的治療效率。這一設(shè)計(jì)靈感來(lái)源于人表皮生長(zhǎng)因子受體2(HER2)靶向抗體pertuzumab的親合力伴隨pH變化。
二、新靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)
藥物結(jié)合物的開發(fā)得益于新的腫瘤特異性靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)。目前已發(fā)現(xiàn)了不少新靶點(diǎn)它們?cè)蓟蛐?、在人類組織中的分布、內(nèi)吞作用都在不同水平上進(jìn)行了研究。為ADC和靶向治療藥物的開發(fā)提供新的基礎(chǔ)。
（一）靶點(diǎn)選擇原則
（1）腫瘤表面表達(dá)抗體：為了避免脫靶效應(yīng)，靶點(diǎn)應(yīng)該只在（或大部分在）腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)，在正常組織低表達(dá)靶點(diǎn)最好是胞外抗原比如HER2在腫瘤細(xì)胞中是表達(dá)是正常細(xì)胞的一百倍以上。
（二）新的藥物結(jié)合靶點(diǎn)
（1）臨床前研究中發(fā)現(xiàn)的新靶點(diǎn)
三陰性乳腺癌與其他類型乳腺癌相比，缺乏三種主要的受體（如雌激素受體、孕激素受體和HER2）。TNBC侵略性更強(qiáng)，更容易釋放，所以更需要得到有效的靶向治療。（納米抗體與三陰性乳腺癌）He等人（2020）生產(chǎn)了一種核酸適體藥物偶聯(lián)物(Aptamer
Drug Conjugate,ApDC)
（2）將廣泛表達(dá)的抗原作為靶點(diǎn)
很多類型的抗原都會(huì)直接暴露在細(xì)胞表面。針對(duì)這些抗原的ADC可以作為廣譜抗腫瘤藥物來(lái)治療多種腫瘤。表2列出了已在腫瘤細(xì)胞系和動(dòng)物模型中經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的ADC。例如，已經(jīng)在幾個(gè)耐藥腫瘤克隆和多種癌癥類型中發(fā)現(xiàn)了酪氨酸激酶Axl。最近生產(chǎn)了一種靶向AXL的ADC—AXL-107-MMAE，在25例患者來(lái)源的異種移植瘤中，有18例顯示出強(qiáng)大的抗腫瘤活性和腫瘤消退，如黑色素瘤、肺癌、胰腺癌和宮頸癌。
（3）新靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)方法
新靶點(diǎn)、腫瘤生長(zhǎng)機(jī)制和耐藥性仍然是研究熱點(diǎn)，它們都可用于開發(fā)ADC。
①如通過(guò)RNA測(cè)序技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了GPC2。通過(guò)測(cè)序研究發(fā)現(xiàn)該蛋白在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中差異性表達(dá)，而在正常組織中不表達(dá)，同時(shí)GPC2是神經(jīng)母細(xì)胞瘤生長(zhǎng)不可或缺的要素。基于此，開發(fā)了靶向GPC2的ADC—D3-GPC2-PBD，這種ADC展示出對(duì)神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的強(qiáng)大細(xì)胞毒性。
②研究腫瘤基因調(diào)控的機(jī)制也是尋找新靶點(diǎn)的一種方法。
③靶向具有生物學(xué)功能的腫瘤抗原
一些腫瘤抗原在癌細(xì)胞中具有抵抗腫瘤、免疫抑制甚至腫瘤轉(zhuǎn)移功能，優(yōu)化ADC可能通過(guò)多種機(jī)制抑制腫瘤生長(zhǎng)，達(dá)到協(xié)同作用。例如，酶b-1，3-N-乙酰氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶參與了內(nèi)皮生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)的TNBC中程序性死亡配體1(PD-L1)及其受體程序性死亡蛋白1(PD-1)的相互作用。下調(diào)b-1，3-N-乙酰氨基葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶可增強(qiáng)細(xì)胞毒性T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種針對(duì)b-1，3N-乙酰氨基葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶的ADC-scPDL1-dm1，以加強(qiáng)對(duì)TNBC的免疫檢查點(diǎn)治療。
④靶向基質(zhì)
目前在與癌細(xì)胞表面的靶向內(nèi)化受體結(jié)合時(shí)，ADC可能會(huì)帶來(lái)胞毒性。而非內(nèi)化ADC有望解決這一問(wèn)題。此外，非惡性間質(zhì)細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)支持腫瘤的生長(zhǎng)，同時(shí)阻止藥物進(jìn)入，從而導(dǎo)致治療耐藥性。這些細(xì)胞會(huì)在90%以上的實(shí)體瘤中出現(xiàn)。不同類型的間質(zhì)細(xì)胞可能會(huì)有一些相同的標(biāo)志物，因此以基質(zhì)細(xì)胞為靶點(diǎn)的ADC可能對(duì)多種腫瘤類型有潛在治療效應(yīng)。因此開發(fā)靶向基質(zhì)細(xì)胞的ADC是很有前景的一個(gè)方向。
a.靶向腫瘤微環(huán)境中間質(zhì)細(xì)胞過(guò)表達(dá)的特定蛋白。比如可以調(diào)節(jié)腫瘤的增殖的活化纖維原細(xì)胞。
b.在腫瘤微環(huán)境的細(xì)胞外基質(zhì)中也發(fā)現(xiàn)了其他靶點(diǎn)，如纖連蛋白。纖連蛋白在許多癌癥類型中大量存在，但不會(huì)健康細(xì)胞中表達(dá)。
c.同時(shí)由于免疫細(xì)胞也是腫瘤微環(huán)境的一部分，還有一種策略是使用ADC來(lái)靶向它們，以改善腫瘤的輸送。
總結(jié)與展望
科學(xué)家們不再滿足于現(xiàn)有的ADC和ADC結(jié)構(gòu)，而是希望通過(guò)解決ADC市場(chǎng)化中面臨的問(wèn)題，對(duì)ADC進(jìn)行改進(jìn)，擴(kuò)大ADC的應(yīng)用范圍，開發(fā)新型藥物結(jié)合物。近年來(lái)，ADC與其他研究領(lǐng)域的重疊催生了一些有趣的新方向，如ADC&納米抗體（參見：ADC開發(fā)下一站：NDC）。總之，藥物偶聯(lián)物是很有前途的腫瘤治療方法，隨著每個(gè)新思路的出現(xiàn)，對(duì)其特性的研究越來(lái)越深化，給更多癌癥患者帶來(lái)希望。
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參考文獻(xiàn)：Jin Y, Edalatian Zakeri S, Bahal R, Wiemer AJ. New Technologies Bloom Together for Bettering Cancer Drug Conjugates. Pharmacol Rev. 2022 Jul;74(3):680-711. doi: 10.1124/pharmrev.121.000499. PMID: 35710136; PMCID: PMC9553120.
