|
抗體偶聯(lián)藥物(ADC)是由靶向特異性抗原的單克隆抗體與小分子細(xì)胞毒性藥物通過連接子鏈接而成,兼具傳統(tǒng)小分子化療的強(qiáng)大殺傷效應(yīng)及抗體藥物的腫瘤靶向性。ADC由三個(gè)主要部分組成：負(fù)責(zé)選擇性識(shí)別癌細(xì)胞表面抗原的抗體,，負(fù)責(zé)殺死癌細(xì)胞的藥物有效載荷,，以及連接抗體和有效載荷的連接子。
ADC對(duì)抗原的識(shí)別導(dǎo)致ADC通過內(nèi)吞途徑進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),，通過溶酶體降解后,，有效載荷以生物活性形式釋放并發(fā)揮作用，導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡,。細(xì)胞內(nèi)有效載荷的數(shù)量由每個(gè)細(xì)胞表面抗原的數(shù)量,、每個(gè)ADC的藥物有效載荷分子的數(shù)量（也稱為藥物抗體比率，DAR）以及抗原返回細(xì)胞表面所需的時(shí)間決定,。有效載荷可能在癌細(xì)胞死亡和降解后逃逸,，也可能從胞漿中透膜而出。這種釋放的后果可能是有益的（也稱為旁觀者效應(yīng)），也可能是有害的,，導(dǎo)致全身毒性,。 第一個(gè)ADC（Mylotarg）于2000年獲得批準(zhǔn)，自2019年以來,，獲準(zhǔn)的ADC數(shù)量翻了一番多,，2019-2020年共有5個(gè)ADC獲得批準(zhǔn)，ADC領(lǐng)域持續(xù)火熱,。 ADCs藥物的靶向性來自其中抗體部分,，毒性大部分來自小分子化藥毒物部分（payload），抗體部分也可以自帶毒性（ADCC與CDC）,?？贵w部分與毒素部分通過連接子（linker）互相連接?？贵w部分與腫瘤細(xì)胞表面的靶向抗原結(jié)合后,，腫瘤細(xì)胞會(huì)將ADC內(nèi)吞。之后ADC藥物會(huì)在溶酶體中分解,，釋放出活性的化藥毒物,，破壞DNA或阻止腫瘤細(xì)胞分裂，起到殺死細(xì)胞的作用,。理想化的連接子應(yīng)該保持穩(wěn)定所以不會(huì)導(dǎo)致靶外毒性（off-target toxicity），并且在細(xì)胞內(nèi)高效釋放毒物,。  抗體藥物的研發(fā)技術(shù)一直在不斷更新?lián)Q代,，ADC的研究可以追溯到1980年,，但是直到2000年，首個(gè)抗體偶聯(lián)藥物才被FDA批準(zhǔn)用于治療急性粒細(xì)胞白血病,，但由于致死性的毒性的產(chǎn)生,，于2010年撤市。隨著原有技術(shù)的改進(jìn),，研究人員開發(fā)了新型抗體偶聯(lián)藥物,，并于2011年被FDA批準(zhǔn)用于治療霍奇金淋巴瘤和系統(tǒng)性間變性大細(xì)胞淋巴瘤。2013年抗體偶聯(lián)藥物再次取得突破，Genentech/ImmunoGen聯(lián)合開發(fā)的Ado-trastuzumab emtansine被FDA批準(zhǔn)用于HER2陽性乳腺癌,，這是首個(gè)針對(duì)實(shí)體瘤的抗體偶聯(lián)藥物,。隨著這兩個(gè)藥物的研發(fā)成功，ADC藥物再次以火熱的狀態(tài)進(jìn)入人們的研究視野,。   一般來說,，在給藥后,，體內(nèi)涉及四個(gè)過程。這些過程是吸收,、分布,、代謝和清除。 吸收 大多數(shù)抗體通常通過靜脈注射或輸液途徑給予,，抗體也可以通過皮下（SC）途徑給予,。然而,，對(duì)于ADC，目前給藥途徑是靜脈注射或輸液,。由于對(duì)細(xì)胞毒性有效載荷的反應(yīng)和細(xì)胞毒性物質(zhì)的局部沉積,，SC給藥可能不適用于ADC。 分布 藥物在體內(nèi)的分布可以用分布容積來描述,。由于其大小和極性,，抗體和ADC的分布通常局限于血管和間質(zhì)間隙。 ADCs的初始分布一般局限于血管,，其分布容積一般等于血容量,。隨后，ADCs可以分布到間質(zhì)間隙,。此外,，ADC分布也會(huì)受到靶抗原表達(dá)和內(nèi)吞的影響。 ADC在同一組織中的分布和積累會(huì)產(chǎn)生不良的（毒性）藥理學(xué)影響,，這是由于ADC的攝取后的細(xì)胞毒性藥物或代謝物的釋放,。 代謝 ADC體內(nèi)分解/代謝過程包括抗體分解代謝過程和小分子藥物體內(nèi)代謝。ADCs在到達(dá)腫瘤細(xì)胞前,，在細(xì)胞內(nèi)（non-cleavable linker）或者循環(huán)系統(tǒng)中（cleavable linker）釋放效應(yīng)分子,，未結(jié)合的抗體和抗體片段遵循抗體的代謝途徑通過酶解產(chǎn)生氨基酸，被機(jī)體重新利用,。 ADC裂解或被分解代謝后可能形成的游離的小分子藥物和/或連有氨基酸殘基的小分子藥物和/或linker的小分子藥物代謝物,，會(huì)進(jìn)一步經(jīng)歷肝CYP450酶代謝，還可能發(fā)生潛在的藥物藥物相互作用,。 除了ADC本身性質(zhì)外,，抗原的表達(dá)、受體/細(xì)胞密度,，F(xiàn)cRn介導(dǎo)的循環(huán)作用,、與Fcγ作用、受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用,、免疫原性等都會(huì)影響ADC的分解代謝,。 清除 ADC也是通過分解代謝和排泄的方式進(jìn)行消除。ADC可通過與靶點(diǎn)結(jié)合的特異途徑,，進(jìn)入溶酶體后發(fā)生降解，釋放小分子藥物后從體內(nèi)清除,；還可以通過非特異的胞飲作用進(jìn)行清除,，該途徑涉及新生兒受體（FcRn）參與的循環(huán)再利用過程。 ADC,、抗體,、分子量較大的多肽及氨基酸片段無法通過腎小球?yàn)V過排泄,，而是以氨基酸的形式重新吸收利用。游離小分子藥物,、分子量較小的多肽及氨基酸連接的小分子藥物,、分子量較小的抗體片段可通過腎小球?yàn)V過進(jìn)行排泄。同時(shí),，小分子藥物及代謝產(chǎn)物也可經(jīng)酶代謝消除或通過轉(zhuǎn)運(yùn)體排泄至糞便中,。 ADC有幾種組分，為了表征這些組分的PK特征,，需要幾種分析方法,，如下所述：
此外,，兩種類型的ELISA免疫分析用于定量測量ADC的分析物：第一種類型的分析測量總抗體,，即DAR大于或等于零的ADC。第二種分析方法測量藥物結(jié)合抗體,，定義為DAR大于或等于1的ADC,。 其它分析方法有尺寸排阻色譜法（SEC）和疏水作用色譜法（HIC）。SEC是最常用的液相色譜（LC）技術(shù),，用于測定抗體的聚集數(shù)量,，該技術(shù)也可用于ADC。雖然HIC是一種用于蛋白質(zhì)分離,、純化和表征的傳統(tǒng)技術(shù),，但是這種技術(shù)現(xiàn)在正被用于ADC表征和分析。 ADC細(xì)胞毒性有效載荷應(yīng)具備以下特性:
目前,，常用的細(xì)胞毒性藥物效應(yīng)分子為微管抑制劑（如：auristatins,、maytansinoids）、DNA損傷劑（如calicheamicin,、duocarmycins、anthracyclines,、pyrrolobenzodiazepine dimers）和DNA轉(zhuǎn)錄抑制劑（Amatoxin和Quinolinealkaloid (SN-38)）,。已經(jīng)獲批上市的幾個(gè)ADC藥物共使用了6個(gè)不同的小分子藥物,，其中有3個(gè)ADC藥物使用MMAE作為偶聯(lián)藥物，2個(gè)藥物使用Calicheamicin作為偶聯(lián)藥物,，另外成功應(yīng)用的還有MMAF,，DM1，SN-38,，Dxd,。 藥物抗體比（DAR）是指附著在單個(gè)單抗上的有效載荷分子的平均數(shù)量，通常在2到4個(gè)分子之間,。在極少數(shù)情況下,，通過使用親水鏈接器有效載荷可以安全地實(shí)現(xiàn)高達(dá)8的DAR，如Enhertus和Trodelvys,。DAR對(duì)ADCs療效的測定非常重要,，此外，DAR可能影響藥物在循環(huán)中的穩(wěn)定性,、PK和ADC的毒性,。 研究表明，與DAR值<6的ADCs相比,，DAR值高（7到14）的ADCs清除速度更快,，體內(nèi)療效降低。DAR值及其對(duì)穩(wěn)定性和PK的影響也取決于偶聯(lián)位置和接頭的大小,。 賴氨酸或半胱氨酸通常被修飾以產(chǎn)生ADC,。賴氨酸是連接底物和抗體的最常用的氨基酸殘基之一, 賴氨酸通常存在于抗體表面, 因此容易偶聯(lián)。Mylotargs,、Kadcylas和Besponsas都使用賴氨酸生物結(jié)合技術(shù),。 其他氨基酸如半胱氨酸和酪氨酸也可以修飾，用馬來酰亞胺修飾半胱氨酸合成了Adcetriss,、Polivys,、Padcevs、Enhertus,、Trodelvys和Blenreps等ADC,。 連接子（linker）是ADC不可或缺的一部分, 它決定ADC的藥物釋放機(jī)制、PK,、治療指數(shù)和安全性,。早期的ADC連接體是化學(xué)不穩(wěn)定的，如二硫化物和腙,。這些連接體在循環(huán)中不穩(wěn)定,，半衰期短，一般為一到兩天,。最新一代的連接體在體循環(huán)中更穩(wěn)定,，如肽和葡萄糖醛酸連接體。兩個(gè)最常見的連接體如下： 可裂解連接子 裂解型linker對(duì)細(xì)胞內(nèi)環(huán)境敏感,，在細(xì)胞內(nèi)通過分解代謝和解離共同作用釋放出游離的效應(yīng)分子和抗體,，如酸裂解連接體和蛋白酶裂解連接體。它們通常在血液中穩(wěn)定,，但在低pH和富含蛋白酶的溶酶體環(huán)境中會(huì)快速裂解,，釋放效應(yīng)分子。此外,，如果效應(yīng)分子可以跨膜,，則可通過發(fā)揮潛在的旁觀者效應(yīng)消滅腫瘤。 不可裂解連接子 不可裂解的linker是一種新一代的連接體,，與可裂解的連接體相比,，它具有更好的血漿穩(wěn)定性。由于不可裂解的連接體可以提供比可裂解連接體更大的穩(wěn)定性和耐受性,，因此,，這些連接體降低了靶外毒性，也提供了更大的治療窗口,。 在針對(duì)8個(gè)ADC的11個(gè)臨床試驗(yàn)中,， ADAs的基線發(fā)生率在1.4%到8.1%之間，基線后ADAs的發(fā)生率在0-35.8%之間,，這些數(shù)值在治療性單克隆抗體的范圍內(nèi),。總的來說,，ADCs的ADA發(fā)生率在靶向血液腫瘤的患者比靶向?qū)嶓w腫瘤的患者少,；大多數(shù)ADA是針對(duì)ADC的單克隆抗體結(jié)構(gòu)域的。此外,，在大多數(shù)患者中,，這些ADC的半抗原樣結(jié)構(gòu)并不比治療性單克隆抗體產(chǎn)生更多的免疫應(yīng)答風(fēng)險(xiǎn)。 應(yīng)用模型的方法可以將PK,、藥效和安全性數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,，以滿足不同階段ADC藥物研發(fā)的需求，如：靶點(diǎn)的選擇,、抗體的親和性,、linker的穩(wěn)定性、動(dòng)物到人的外推,、劑量的選擇和調(diào)整,、E-R相關(guān)性研究（exposure-response relationships）、DDI研究等等,。由于ADC具有多種清除途徑（解離和分解代謝）,，以及存在多種分析物的復(fù)雜的PK特征,，使得其動(dòng)力學(xué)模型也較為復(fù)雜。 不同的模型具有不同的應(yīng)用,，如可采用二房室模型和PBPK模型可以用清除率,、解離、代謝速率等參數(shù)描述ADC的穩(wěn)定性特征,。目前非房室模型,、群體藥代模型、基于機(jī)制的模型,、基于生理的模型在ADC藥物動(dòng)力學(xué)研究中均有應(yīng)用,。 盡管第一個(gè)ADC在20多年前就獲得了FDA的首次批準(zhǔn)，但制藥行業(yè)必須經(jīng)歷一個(gè)漫長且乏味的學(xué)習(xí)過程,，才能在市場和臨床開發(fā)中獲得一條穩(wěn)定的ADC管線,。盡管目前已有15種已批準(zhǔn)的ADC，但是由于ADC的技術(shù)進(jìn)步,，該領(lǐng)域正在經(jīng)歷一次爆發(fā),，我們?cè)谟行лd荷，連接子和偶聯(lián)技術(shù)方面獲得了多個(gè)突破,，進(jìn)一步加深了對(duì)ADC這種新型藥物的全面認(rèn)識(shí),。 在ADC藥物的研發(fā)進(jìn)程中，臨床藥理學(xué)起著非常重要的作用,，通過不斷發(fā)展的生物分析技術(shù),，深入全面地闡明ADC藥物的PK/PD特征，對(duì)于推動(dòng)研發(fā)出更加低毒高效的ADC藥物至關(guān)重要,。ADC藥物也必將在腫瘤治療領(lǐng)域展現(xiàn)出更加強(qiáng)大的優(yōu)勢,。 參考文獻(xiàn)： 1.The Chemistry Behind ADCs. Pharmaceuticals (Basel). 2021 May; 14(5): 442.2. Clinical Pharmacology of Antibody-Drug Conjugates. Antibodies (Basel). 2021 May21;10(2):20.3. Antibody–Drug Conjugates: The Last Decade. Pharmaceuticals 2020, 13, 245
|
|
|
