文章来源：医药魔方Med

作者：阿拉蕾

抗体偶联药物（antibody-drug conjugate，ADC）是肿瘤领域药物研发的热点。一切都是。ADC它们都含有三种核心成分：与肿瘤相关的抗原结合的抗体（antibody），细胞毒性负荷（payload），连接子（linker）。每一个核心成分都可以与肿瘤和肿瘤微环境相结合（TME）复杂的相互作用。

图片来自：genetech oncology官网

不同的ADC，这三种核心成分可能会有很大的差异，从而影响它们的药理特性、有效性和安全性。深入了解。ADC，从了解它们的结构开始。本文以此为基础。Nat Rev Clin Oncol2021年6月发表的一篇文献于2021年6月发表    ^[1]，9款已上市ADC切入，带大家一探究竟。

ADC发展的简史

ADC概念的提出可以追溯到20世纪初，科学家Paul Ehrlich构想出一种能释放细胞毒性药物的魔法子弹。ADC肿瘤临床试验始于20世纪80年代，没有显示生存效益，但观察到明显的毒性，这种情况持续下去~20年，直至CD33靶向药物gemtuzumab ozogamicin(2000年，第一个适应症是复发或难治性急性髓细胞白血病)FDA批准的第1个ADC。但由于不良反应，2010年退市。

2011年，CD30维布妥昔单抗（brentuximab vedotin）经典霍奇金淋巴瘤和系统性间变性大细胞淋巴瘤获批（ALCL）治疗。不久之后，2013年，HER2恩美曲妥珠单抗靶向药物（adotrastuzumab emtansine，T-DM1)从此，上市。ADC研发步伐逐步加快。下表对已上市的9款车型进行了上市。ADC总结一下。

这9款ADC分别是：gemtuzumab ozogamicin，维布妥昔单抗，T-DM1，inotuzumab ozogamicin，T-DXd（DS-8201），polatuzumab vedotin，戈沙妥珠单抗，enfortumab vedotin，belantamab mmafodotin。

图片来自：Nat Rev Clin Oncol. 2021；327-344.

抗体（antibody）和靶点选择

免疫球蛋白G（IgG）是ADC主要的抗体骨架。IgG包括四类：IgG1、IgG2、IgG3 和IgG4，它们的恒定结构和铰链区域是不同的。这些差异会影响单克隆抗体（mAb）溶解度和半衰期，以及免疫效应细胞不同表达Fcγ受体（FcγR）的亲和力。

目前，大部分ADC使用IgG1为抗体骨架，少数使用IgG2或IgG4（例如：gemtuzumab ozogamicin和inotuzumab ozogamicin，两者都用过IgG4）。与IgG2和IgG4相比，IgG1血浆半衰期相似，但补体结合较高，补体结合较高FcγR结合率。IgG3它可能是最免疫的亚类，但由于其循环半衰期短，所以在ADC在设计中，通常避免使用这种抗体。

图片来自：Nat Rev Clin Oncol. 2021；327-344.

一个理想的mAb靶点应高度表达在肿瘤细胞上，而不是在正常细胞上。ADC它可以将细胞毒性物质的负荷输送到任何表达靶抗原的细胞。因此，与正常细胞相比，肿瘤细胞中表达的靶点可以提供一个更宽的治疗窗口，并降低全身毒性的机会。

目前已批准实体瘤治疗ADC靶点包括：HER2，TROP2，nectin-4。在血液系统肿瘤中，CD30维布妥昔单抗的目标是霍奇金淋巴瘤和维布妥昔单抗ALCL恶性淋巴细胞表达，并是其特征。CD22、CD79b、B细胞成熟抗原（BCMA）均具有B细胞谱系高度特异性。

除肿瘤特异性外，还有其他影响因素ADC疗效。例如，和HER2与同质性表达的患者相比，肿瘤内或肿瘤间HER2病人的异质表达T-DM1反应水平较差。此外，靶点周转率、内化率、溶酶体降解率等都会影响ADC抗肿瘤活性。

连接子（linker）类型和工艺

随着时间的推移，连接子技术取得了很大的进步。连接子主要有两个功能：一是确保药物在血浆中循环时细胞毒性的负荷（payload）它仍然牢牢地附着在抗体部位。如果连接器不稳定，可能会过早释放血浆中的负荷，不仅会增加全身不良反应的严重程度，还会减少肿瘤部位负荷的有效传递。其次，通常通过竞争作用，负荷可以在肿瘤（特别是肿瘤细胞）中有效释放。

图片来自：Nat Rev Clin Oncol. 2021；327-344.

连接器大致分为两类：可切割型和不可切割型。当存在肿瘤相关因素（如酸性环境、丰富的蛋白质水解酶等）时，可切割连接器可以分解释放ADC细胞毒性负荷。可切割连接器有：PH敏感性连接子(例如:gemtuzumab ozogamicin），可还原性二硫键连接、各种基于肽的连接器、酶可切割连接器(如维布妥昔单抗、polatuzumab vedotin，戈沙妥珠单抗，T-DXd等）。

但在实际应用中，可切割连接器在血浆循环中的稳定性有所不同。gemtuzumab ozogamicin与其他可切割连接器相比，使用的连接器稳定性差，生理性差PH一定程度的水解也可能部分解释其脱靶毒性。

相比之下，不可切割的连接器在血浆中更稳定，但其抗体-连接器结构依靠溶酶体降解来释放载荷，这通常会导致载荷上的带电氨基酸保留，这可能会影响药物的疗效或细胞的渗透性。使用不可切割接器有：T-DM1，belantamab mafodotin。

值得注意的是，临床前研究数据显示，细胞毒性载荷的细胞外释放可能是ADC活性的重要组成部分，因此接头稳定性的优化是一个复杂的问题，以及靶点、载荷的选择，以及TME所有特征都有关。

载荷（payload）

早期的ADC研究使用传统化疗药物，如甲氨蝶呤、多柔比星、长春新碱等。然而，研究表明，这些研究表明，ADC它并不比它们的传统模式更有效。此外，数据还显示，只有少数抗体靶向剂量可以到达肿瘤组织（~0.1%)提示需要更强的细胞毒性负荷才能达到治疗效果。

所以，后续ADC对更高效的化疗药物进行研究，如：auristatins、calicheamicins、美登素（maytansinoids）、喜树碱衍生物（camptothecin analogues）等等，这些药物在亚纳摩尔浓度下表现出细胞毒性。

图片来自：Nat Rev Clin Oncol. 2021；327-344.

上述收获FDA批准的9个ADC中，单甲基auristatin E（MMAE）和单甲基auristatin F（MMAF）属于auristatins，是微管蛋白失稳剂。Ozogamicin属于calicheamicins，能导致双链DNA断裂。DM1属于美登素类化合物，能破坏微管蛋白的稳定性。DXd和SN-38它属于喜树碱衍生物，通过抑制拓扑异构酶I而导致DNA断裂。需要注意的是，这些载荷不适合作为游离药物全身运送。

药物-抗体比例（drug-to-antibody ratio，DAR），是指每个mAb载荷的平均数量与载荷的平均数量相同ADC药理学活性有关。目前已获批。ADC的DAR范围为2~8。一般来说，在体外试验中，高DAR ADC活性较高，但通过肝脏可能更快地从血浆中去除。以维布妥昔单抗为例，其体外活性和体外活性以及DAR相关。在小鼠模型中，DAR为8的ADC版本，血浆清除速度比DAR2版本快5倍，但其毒性增加，并没有显示出抗肿瘤活性的优势。

图片来自：Pharm Res. 20151907-19.

临床前研究表明，临床前研究较高DAR这种关系与较快的肝关系，以及抗体-通过使用亲水性结构，可以避免连接子复合物的疏水性增加。对于药物结构和药物结构。DAR不影响血浆清除率(如戈沙妥珠单抗)ADC更高DAR与体内抗肿瘤活性直接相关。