抗體藥物偶聯(lián)物：全面指南
抗體藥物偶聯(lián)物（ADCs）是化療和免疫療法的一種強(qiáng)大組合。這個概念最早由德國科學(xué)家保羅·埃爾利希在100多年前提出。他將ADCs比作“魔法子彈”，因為它們可以特異性地識別目標(biāo)（癌細(xì)胞），而不會對機(jī)體造成傷害，就像“狙擊手”一樣。近年來，隨著越來越多的ADCs獲得批準(zhǔn)并上市，這種藥物已成為當(dāng)前全球生物技術(shù)藥物研發(fā)中最熱門的技術(shù)領(lǐng)域之一。那么，ADCs為什么如此令人驚奇？它們是如何實現(xiàn)“精準(zhǔn)引導(dǎo)”的？本文收集了ADCs的一些常見問題，包括：
1. 什么是抗體藥物偶聯(lián)物？
抗體藥物偶聯(lián)物（ADCs）是一種新型生物藥物，它將單克隆抗體藥物的高特異性與小分子細(xì)胞毒藥物的高活性結(jié)合在一起，以提高腫瘤藥物的靶向性并減少毒性和副作用。
2. 抗體藥物偶聯(lián)物的結(jié)構(gòu)
ADCs由三個主要部分組成：抗體負(fù)責(zé)選擇性地識別癌細(xì)胞表面抗原，藥物負(fù)責(zé)殺死癌細(xì)胞，連接劑用于將抗體與藥物負(fù)載物連接在一起。
圖1. ADCs的結(jié)構(gòu) [1]
3. 抗體藥物偶聯(lián)物是如何起作用的？
首先，將ADCs注射到體內(nèi)后，經(jīng)過許多障礙物后，它們會與目標(biāo)細(xì)胞的抗原結(jié)合，形成ADCs-抗原復(fù)合物，并通過網(wǎng)格介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞。復(fù)合物進(jìn)入細(xì)胞后，溶酶體與內(nèi)體融合導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)連接劑的裂解，釋放和激活小分子細(xì)胞毒藥物。藥物釋放到細(xì)胞質(zhì)后，可以插入DNA或抑制微管聚合，殺死腫瘤細(xì)胞并導(dǎo)致靶細(xì)胞凋亡。當(dāng)目標(biāo)細(xì)胞死亡時，活性負(fù)荷還可能殺死周圍的腫瘤細(xì)胞，這也被稱為旁觀效應(yīng)。
圖1. ADCs的工作機(jī)制 [1]
4. 抗體藥物偶聯(lián)物的組成成分
4.1 靶點的選擇
ADCs的成功開發(fā)取決于抗體對靶點的特異性結(jié)合。理想的ADCs靶點應(yīng)在腫瘤細(xì)胞表面高表達(dá)，在正常細(xì)胞中低表達(dá)或不表達(dá)，并盡量減少對目標(biāo)細(xì)胞和非腫瘤組織的毒性。除了特異性和足夠的表達(dá)量外，最好的靶點還應(yīng)該引起高效的內(nèi)吞作用效應(yīng)。
Target antigens in approved ADCs and selected
ADCs in late-stage clinical development
Target antigens regulated from
driver oncogenes
- HER2
- EGFR
Target antigens in the tumor
vasculature and stroma
圖3. 正在開發(fā)和臨床開發(fā)的adc靶點
4.2 抗體的選擇
抗體應(yīng)具有高的抗原親和力和長的循環(huán)半衰期，以便在腫瘤部位特異性富集細(xì)胞毒素。考慮到不同IgG類型抗體的半衰期、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、Fc段的免疫功能和偶聯(lián)方便性，ADCs主要選擇IgG1，但很少使用IgG4。根據(jù)抗體的免疫原性，它們可分為全人源化抗體、人源化抗體和嵌合抗體。為了減少免疫反應(yīng)，通常選擇完全人源化或人源化抗體。
4.3 藥物負(fù)荷的選擇
毒素分子（藥物負(fù)荷）是ADCs研究和開發(fā)成功的關(guān)鍵因素。由于ADCs從進(jìn)入人體到最終釋放細(xì)胞毒素需要經(jīng)歷多個步驟，考慮到每個步驟的效率，藥物負(fù)荷應(yīng)具有高的抗腫瘤活性，因此納摩爾水平（IC50值為0.01-0.1 nM）的毒性分子是合適的藥物負(fù)荷。此外，藥物負(fù)荷還必須具有適當(dāng)?shù)目膳悸?lián)的功能基團(tuán)、強(qiáng)大的細(xì)胞毒性、適當(dāng)?shù)挠H水性-疏水性平衡以及高穩(wěn)定性。
4.4 連接劑的選擇
連接劑作為ADCs的橋梁，通過可裂解連接劑或不可裂解連接劑與抗體連接。連接劑需要精心設(shè)計，既需要在生理狀態(tài)下具有穩(wěn)定性，以防止鏈斷裂，又需要在特定部位具有高釋放效率。
5. 抗體藥物偶聯(lián)物的優(yōu)勢
與傳統(tǒng)的完全或部分人源化抗體或抗體片段相比，ADCs具有更高的理論治療效果，因為它們可以在腫瘤組織中釋放高活性的細(xì)胞毒素。另一方面，ADCs的耐受性更高，副作用較低，與融合蛋白相比。它們可以精確識別目標(biāo)并不影響正常細(xì)胞，大大提高了療效并減少了毒性和副作用，因此在藥物研發(fā)領(lǐng)域引起了人們的關(guān)注。
6. 抗體藥物偶聯(lián)物有哪些弱點？
ADCs的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計多樣，這給與CMC研究相關(guān)的生產(chǎn)和質(zhì)量控制帶來了困難。同時，ADCs與體內(nèi)復(fù)雜的生物過程疊加，也使非臨床研究和臨床研究面臨多重挑戰(zhàn)。由于ADCs的生產(chǎn)大多涉及高活性細(xì)胞毒性藥物，因此需要高度的硬件設(shè)備、流程設(shè)計和人員培訓(xùn)，并需要大量的資本投入和技術(shù)儲備，因此生產(chǎn)門檻較高。
目前，抗體藥物偶聯(lián)物的發(fā)展面臨三個主要挑戰(zhàn)和機(jī)遇：
6.1 連接劑的不穩(wěn)定性
這種不穩(wěn)定性可能導(dǎo)致藥物提前釋放到血液中，導(dǎo)致ADCs的非特異性攝取和錯靶毒性。
6.2 非特異性內(nèi)吞作用
親水性將促進(jìn)ADCs的聚集和非特異性內(nèi)吞作用，尤其是DAR（藥物-抗體比）較高的ADCs，導(dǎo)致錯靶效應(yīng)。DAR較高的ADCs還會被其他具有非特異性和強(qiáng)大內(nèi)吞作用能力的細(xì)胞清除。因此，優(yōu)化DAR也是改善治療指數(shù)（TI）的重要策略。
6.3 受體介導(dǎo)的攝取機(jī)制
由Fcγ受體介導(dǎo)的ADC的錯靶毒性主要表現(xiàn)為血液毒性。血液毒性是含有Auristatin（MAME、MMAF）、Calicheamicin和Maytansinoid（DM-1）的ADCs最常見的非特異性錯靶劑量限制毒性（DLTs）。
7. 獲得FDA批準(zhǔn)的抗體藥物偶聯(lián)物
在獲得批準(zhǔn)上市的十種ADCs中，有六種用于治療血液腫瘤，其他的用于固體腫瘤（表1）。目前，有超過80種ADCs正在進(jìn)行積極的臨床試驗，其中大部分處于I期和I/II期。超過80%的臨床試驗研究ADCs在各種固體腫瘤中的安全性和有效性，而其余涉及血液惡性腫瘤。這表明，在早期T-DM1的成功和最近對sacituzumab govitecan和Loncastuximab tesirine的批準(zhǔn)后，近年來ADCs的研究逐漸轉(zhuǎn)向固體腫瘤。
表1.FDA批準(zhǔn)的ADC
| 藥物名稱 | 商品名 | 公司 | 靶點 | 有效負(fù)載 | 適應(yīng)癥 | 審批年度 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 瓊妥珠單抗奧唑加霉素 | Mylotarg | 輝瑞/惠氏 | CD33 | Calicheamicin | AML | 2000 2017 |
| 布倫妥昔單抗 | Adcetris | 西雅圖遺傳學(xué)公司, 武田腫瘤 | CD30 | MMAE | cHL、sALCL、PTCL | 2011 |
| 曲妥珠單抗 | Kadcyla | 基因泰克/羅氏 | HER2 | DM1 | mBC | 2013 |
| 伊諾妥珠單抗奧唑加霉素 | Besponsa | 輝瑞/惠氏 | CD22 | Calicheamicin | ALL | 2017 |
| 泊洛妥珠單抗 | Polivy | 基因泰克/羅氏 | CD79b | MMAE | r/r DLBCL | 2019 |
| 恩諾單抗 | Padcev | 安斯泰來/西雅圖遺傳學(xué)公司 | Nectin-4 | MMAE | mUC | 2019 |
| 曲妥珠單抗 | Enhertu | 阿斯利康/ 第一三共株式會社 | HER2 | Dxd | mBC、mGC | 2019 |
| 戈沙妥珠單抗 | Trodelvy | Immunomedics | TROP2 | SN-38 | mTNBC | 2020 |
| 馬貝蘭他單抗 | Blenrep | 葛蘭素史克 | BCMA | MMAF | MM | 2020 |
| 朗妥昔單抗 | Zynlonta | ADC療法 | CD19 | SG3199 | r/r DLBCL | 2021 |
自從“生物導(dǎo)彈”的概念提出以來，ADCs一直在不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，并得到了極大的改進(jìn)，使其成為癌癥治療領(lǐng)域的重要手段之一。隨著越來越多的ADCs進(jìn)入臨床階段，該行業(yè)正逐漸從傳統(tǒng)技術(shù)轉(zhuǎn)向更具創(chuàng)新性的技術(shù)來開發(fā)這種復(fù)雜產(chǎn)品，其中包括探索新的腫瘤抗原、新的抗體結(jié)構(gòu)、新的藥物負(fù)荷、新的連接劑和先進(jìn)的偶聯(lián)方法。隨著對ADCs的深入研究，ADCs的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計將更加合理，均一性將大大提高，體內(nèi)穩(wěn)定性將不斷改善，從而減少毒性和副作用，提高療效和活性，擴(kuò)大治療窗口，為腫瘤患者帶來新的希望。
8. 華美生物ADC靶點蛋白
目前，ADC在研靶點有128個，其中有2條及以上在研管線的59個。華美生物已經(jīng)針對各種熱門靶點開發(fā)了一系列具有不同物種和標(biāo)簽的產(chǎn)品，適用于免疫、抗體篩選、SPR、細(xì)胞活性檢測等實驗。華美生物致力于協(xié)助您的藥物研發(fā)工作，并且所有活性測試方案都可以免費(fèi)獲取。此外，華美生物還提供相關(guān)的研究用抗體和ELISA試劑盒。如果您沒有找到所需的靶點，您可以通過留言或在線聊天與我們聯(lián)系。
- AXL
- CD19
- CD22
- CD274
- CD276
- CD33
- CD37
- CD38
- CD47
- CD70
- CD74
- CD79B
- CD99
- CEACAM5
- CLDN6
- CLEC12A
- CLDN18
- DLK1
- DLL3
- EGFR
- ERBB2
- ERBB3
- FAP
- FLT1
- FOLH1
- FOLR1
- FUT3
- GPRC5D
- GUCY2C
- IL3RA
- KIT
- MET
- MRC2
- MS4A1
- MSLN
- MUC1
- NCAM1
- NECTIN4
- POLL
- PTK7
- PTPRC
- ROR1
- ROR2
- SLC39A6
- STING1
- TACSTD2
- TLR7
- TLR8
- TLR9
- TNFRSF10B
- TNFRSF17
- TNFRSF8
- TPBG
- VTCN1
● 部分ADC靶點蛋白活性驗證數(shù)據(jù)
CSB-MP023072HU1
Measured in cell activity assay using U937 cells, the EC50 for this effect is 190.2-298.6 ng/ml.
CSB-MP007479HU
Human EGF protein captured on COOH chip can bind Human EGFR protein, his and Myc tag (CSB-MP007479HU) with an affinity constant of 11.9nM as detected by LSPR Assay.
Measured by its binding ability in a functional ELISA. Immobilized MET at 2 μg/ml can bind Anti-MET recombinant antibody, the EC50 is 2.379-3.094 ng/ml.
CSB-MP024093HUb0
Measured by its binding ability in a functional ELISA. Immobilized Human TPBG at 2 μg/mL can bind Anti-TPBG recombinant antibody (CSB-RA024093MA1HU), the EC50 is 1.230-1.519 ng/mL.
CSB-MP822274HU
Measured by its binding ability in a functional ELISA. Immobilized NECTIN4 at 2 μg/ml can bind anti-NECTIN4 antibody (CSB-RA822274A0HU) (enfortumab vedotin-like), the EC50 is 0.6029-0.7837 ng/mL.
CSB-MP733578HU
Measured by its binding ability in a functional ELISA. Immobilized CD276 at 2 μg/ml can bind Anti-CD276 rabbit monoclonal antibody, the EC50 of human CD276 protein is 1.961-2.243 ng/ml.
CSB-MP015044HUc9
Measured by its binding ability in a functional ELISA. Immobilized MSLN at 2 μg/ml can bind Anti-MSLN rabbit monoclonal antibody, the EC50 of the MSLN protein is 2.657-3.177 ng/ml.
CSB-MP004954HU1
Measured by its binding ability in a functional ELISA. Immobilized Human CD70 at 2 μg/ml can bind Anti-CD70 antibody, the EC50 is 2.414-3.196 ng/mL.
● 華美生物ADC靶點蛋白產(chǎn)品列表
參考文獻(xiàn)：
[1] Abuhelwa Z, Alloghbi A, Nagasaka M. A comprehensive review on antibody-drug conjugates (ADCs) in the treatment landscape of non-small cell lung cancer (NSCLC)[J]. Cancer treatment reviews, 2022, 106.
