抗體在ADC中的多樣化角色

引言

抗體偶聯藥物（ADC）的出現徹底改變了多種癌癥的治療格局。ADCs通常由三個主要部分組成：單克隆抗體、化學連接子和細胞毒性載荷。這些綜合的治療模式利用各組件的優勢，提供了傳統化療無法實現的治療反應。

抗體在決定腫瘤特異性、延長細胞毒性載荷的循環半衰期以及提供固有于原始抗體的額外作用機制方面發揮著關鍵作用，從而顯著貢獻于ADCs的整體表現。然而，ADCs也存在獨特的安全性問題，如與正常組織中靶點介導的攝取相關的藥物誘導不良事件和平臺毒性，這部分源于抗體有限的腫瘤攝取。

一、抗體在ADC中的核心角色

抗體在ADC療效中起著關鍵作用，通過靶點介導的攝取提供腫瘤特異性，延長細胞毒素的循環半衰期，并提供額外的機制，如受體中和、下游信號通路抑制和免疫效應功能激活。

1. 靶點介導的攝取與內化

抗體被期望作為載體，驅動靜脈注射ADCs的腫瘤攝取，并通過靶點介導的結合隨后內化，選擇性地將細胞毒性載荷遞送到腫瘤部位。靶點介導的內化被認為是攜帶不可裂解連接子的ADCs所必需的；因為它們除了抗體代謝外沒有其他藥物釋放機制，必須在溶酶體中代謝以釋放其活性載荷。對于攜帶蛋白酶可裂解連接子或酸不穩定連接子的ADCs，靶向內化抗原的抗體也是首選，它們分別利用細胞內酶或酸性區室（如內體和溶酶體）進行載荷的活性釋放。然而，在某些情況下，非內化ADCs也能發揮顯著的抗腫瘤療效。

2. 抗體固有的抗腫瘤活性

在選擇用于ADC構建的骨架抗體時，抗體本身的抗腫瘤活性（如直接抑制細胞信號傳導和受體多聚化）并不被認為像傳統未修飾抗體治療那樣關鍵，因為ADCs治療有效性的主要驅動因素是細胞毒性載荷的直接細胞殺傷。盡管如此，某些ADCs中的抗體保留了未修飾原始抗體的作用機制，抗體的直接抗腫瘤活性貢獻于ADCs的整體抗腫瘤療效。兩種FDA批準的基于曲妥珠單抗的ADCs——曲妥珠單抗Emtansine和曲妥珠單抗Deruxtecan被認為保留了其骨架抗體曲妥珠單抗的原始機制，包括抑制磷脂酰肌醇3-激酶-AKT信號通路（導致細胞周期抑制劑p27積累和細胞周期停滯）、抑制人表皮生長因子受體2（HER2）裂解/脫落以及誘導抗體依賴性細胞毒性。

3. 免疫效應功能的激活

抗體介導ADCs作用機制的另一個貢獻者是免疫效應功能的激活，如抗體依賴性細胞毒性、抗體依賴性細胞吞噬和補體依賴性細胞毒性。抗體支持免疫效應功能的強度取決于其結合Fcγ受體的能力；這種能力在免疫球蛋白G（IgG）亞類之間差異顯著。IgG由四個高度保守的亞類組成，它們在重鏈氨基酸序列、重鏈和輕鏈的連接方式、鉸鏈長度以及連接兩條重鏈的二硫鍵數量上有所不同。在四個亞類中，IgG1能最強有力地結合免疫效應細胞（如自然殺傷細胞和巨噬細胞），引發抗體依賴性細胞毒性和補體依賴性細胞毒性，而IgG2和IgG4的效應功能不足或受限。因此，IgG1是ADCs骨架中最常用的IgG亞類，而一些ADCs使用IgG4或IgG2作為骨架，以在強效載荷與免疫效應功能結合導致的毒性不可耐受時管理整體毒性。

二、實體瘤中ADC靶抗原的特征

有利的抗原表達譜是抗體成功靶向腫瘤的前提——盡管這還不夠。雖然ADCs中使用的抗體不一定需要滿足所有這些標準（因為多種機制可參與直接結合抗原之外的過程），但滿足這些標準仍有利于ADC的整體表現。

1. 正常組織中的抗原表達

抗原在正常組織上的表達是其適合抗體靶向的關鍵因素。重要正常組織中有限的抗原表達降低了ADC治療中抗原依賴性毒性的風險。目前獲批用于血液腫瘤的大多數ADC靶向B細胞譜系高度特異的蛋白，在非惡性細胞中表達極少或不表達。與此同時，用于實體瘤的ADCs，其靶蛋白的表達不僅限于惡性細胞，在一定程度上也表達于非惡性組織。然而，這些靶蛋白通常在腫瘤細胞中過表達，有時比非惡性組織高出數個數量級，有前景靶點的選擇通常基于這些不同的表達譜進行論證。表達限于非重要器官或細胞群體的抗原仍可能被選為靶點，即使它們在正常和腫瘤組織間無差異表達。

2. 靶點表達水平對療效的影響

有觀點認為：（1）腫瘤有一個支持有效體內靶向和治療抗體抗腫瘤活性的抗原表達下限；（2）靶抗原的密度或表達水平驅動治療抗體的腫瘤攝取和空間分布。同樣的原則可能適用于ADC治療；抗原密度可能通過影響遞送到腫瘤組織的載荷量來影響ADC的治療療效。然而，抗原密度與療效的關系仍有爭議且取決于特定的靶點-抗體組合；此外，該下限似乎低于傳統治療抗體，因為眾多其他因素也影響ADC的抗腫瘤活性，如腫瘤和載荷類型、內化速率和效率、連接子化學以及偶聯化療載荷的旁觀者效應。靶向實體瘤的抗原表達下限高于血液腫瘤。對于靶向TROP2的Dato-DXd，其藥物抗體比（DAR）被調整為4，而其他含DXd的ADCs（如T-DXd、HER3-DXd和CDH6-DXd）的DAR為7-8，這可能是由于與TROP2在正常組織表達相關的藥物相關不良事件。

3. 腫瘤類型與遺傳因素的影響

除了密度和表達水平，靶抗原的多個其他方面在特定腫瘤類型中使藥物遞送效率和活性復雜化，并影響ADC的整體療效。這包括但不限于抗原表達的空間和時間異質性、腫瘤潛在的基因組復雜性以及腫瘤微環境的差異。例如，T-DXd在不同腫瘤類型中表現出不同的活性，HER2表達的乳腺癌比胃癌或結直腸癌更敏感。一種可能的解釋是每種腫瘤類型獨特的HER2表達模式，HER2蛋白在胃癌中通常表現出比乳腺癌更異質的表達模式。分子亞型對ADC治療反應的影響證據正在浮現。在DESTINY-Lung01試驗的 interim報告中，T-DXd在HER2突變隊列的確認客觀緩解率（ORR）超過了HER2過表達隊列。

4. 獲得性耐藥機制

除了上述與表達和分子譜相關的固有敏感性/耐藥機制外，主要有三種提出的ADC獲得性耐藥機制：由于抗原表達下調或影響表位識別的轉錄后修飾導致的抗原丟失；細胞內運輸通路的改變；以及載荷耐藥，主要通過ATP結合盒轉運蛋白的上調。

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三、連接子化學與平臺毒性

對于靜脈注射的治療抗體，存在多重障礙阻礙將足量載荷遞送到有效治療實體癌所需的劑量。這些障礙包括但不限于基質屏障（擴散跨間質流體空間對抗壓力梯度阻礙大分子運輸）和結合位點屏障（抗體成功結合靶抗原阻止其滲透腫瘤）。由于抗體在體內分布體積大、非腫瘤組織特異性攝取競爭以及肝腎代謝清除，99%系統給藥的ADCs無法到達腫瘤。因此，雖然靶點介導的抗體攝取驅動抗腫瘤療效從而降低最低有效劑量，但靶點非依賴性、載荷來源的脫靶、脫腫瘤毒性仍是ADC開發的關鍵問題。

研究分析了已獲批和臨床活躍ADCs的最大耐受劑量和/或推薦2期劑量，發現具有常見藥物連接子的ADCs往往具有相似的最大耐受劑量和毒性譜，獨立于靶點抗體；這被稱為“平臺毒性”。平臺毒性的一個因素是循環中過早釋放的未偶聯載荷；較高的藥物抗體比和可裂解連接子的使用增加了未偶聯細胞毒性載荷擴散到循環的可能性。T-DXd和Sacituzumab Govitecan顯示出的循環未偶聯載荷劑量比攜帶不可裂解連接子的T-DM1高出10到100倍。與此觀察一致，大多數攜帶可裂解連接子系統的ADCs治療伴隨中度至高度的嗜中性白血球減少癥、脫發和胃腸道不良事件，這與釋放載荷的毒性不矛盾。

除了連接子系統，偶聯化學也部分導致了細胞毒性載荷在循環中的過早釋放。構成許多目前獲批或開發中ADCs的硫醇-馬來酰亞胺化學，可通過逆Michael反應導致整個藥物連接子從抗體上脫偶聯。逆Michael反應據報道可在7天內以高達50%-75%的比例誘導ADC藥物連接子脫偶聯。脫偶聯的藥物連接子反過來迅速與含硫醇的血漿分子（主要是白蛋白）反應形成新偶聯物。白蛋白具有長半衰期（平均血清半衰期三周），含藥物連接子的白蛋白通過新生兒Fc受體結合的主動循環機制，可能導致直接腫瘤攝取并經逐漸代謝釋放載荷。研究表明，引入高穩定性、定點偶聯藥物連接子修飾的ADCs，其循環半衰期改善，腫瘤攝取更高，血漿穩定性高，且常呈現更高的抗腫瘤活性。

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四、下一代抗體策略

為解決腫瘤滲透和系統毒性問題，額外的努力包括使用下一代載體，如雙特異性抗體和條件激活抗體。

1. 基于雙特異性抗體的ADCs（BsADCs）?

基于雙特異性抗體的ADCs通過克服抗原下調和表達異質性相關的耐藥，為增強傳統ADC療效提供了有前景的途徑。某些BsADCs有望增強抗體內化和/或處理或緩解靶點毒性。目前有10種BsADCs處于臨床開發中，其中2種（JSKN003和BL-B01D1）正在III期臨床試驗中測試。雙表位抗體靶向同一靶抗原的兩個獨立表位，可誘導受體聚集和快速靶點內化。BL-B01D1是一種EGFR×HER3靶向的BsADC，由抗EGFR/HER3的雙特異性抗體、組織蛋白酶B可裂解連接子和拓撲異構酶I抑制劑組成。BL-B01D1在經過大量治療的晚期實體瘤中顯示出初步的抗腫瘤活性和可接受的安全性。

2. 其他創新抗體

抗體片段和納米抗體由于分子尺寸較小，表現出更快的血管通透性和更好的組織滲透，在實體瘤中分布更均勻。VHH偶聯藥物因其獨特的藥理優勢，包括優越的實體瘤滲透性、增強的穩定性、相對較低的生產成本、易于基因工程改造、格式靈活性、低免疫原性和模塊化，可能與傳統ADCs競爭。主要缺點包括快速腎臟清除和腎臟滯留。快速清除可能削弱需要在血液中更持久存在的治療療效，腎臟滯留可能導致腎小球中載荷集中從而引起腎臟損害。Probodies是融合了自掩蔽部分或具有pH依賴性構象變化的抗原結合位點的IgG分子，旨在減少在正常組織中的結合，提高腫瘤特異性。

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結語

抗體通過靶點介導攝取提供腫瘤特異性、延長細胞毒素循環半衰期以及提供如受體中和、信號通路抑制和免疫效應功能激活等額外機制，在ADC療效中起關鍵作用。下一代ADCs有望克服靶點在腫瘤上毒性在非腫瘤上和有限腫瘤滲透的問題，這部分解釋了平臺毒性。靶點多樣化是另一個研究熱點，旨在擴大可能受益于這種創新治療模式的患者群體。

雖然抗體靶點的識別傳統上依賴于腫瘤與健康組織間mRNA的差異表達，但基因表達本身并非靶點表達的唯一決定因素，因為存在轉錄后和翻譯后變化。作為替代，通過蛋白質組學方法識別細胞表面抗原可產生具有功能重要性及轉化潛力的靶點。

ADCs在過去幾十年的出現和發展是腫瘤學的重要進步：ADCs通過提供傳統化療無法達到的療效水平，改變了多種癌癥的治療。抗體驅動共同遞送的細胞毒性載荷的腫瘤攝取，并為提高這種創新治療模式的腫瘤特異性提供了獨特方式。抗體、連接子和載荷的獨特組合影響ADC的整體表現；因此，在選擇合適的細胞表面靶抗原時，需要從多面視角進行仔細考量。靶點多樣化和抗體創新正在快速進展，ADC格局的指數級增長有望根除難以治療的實體瘤。

參考資料：

Diverse Roles of Antibodies in Antibody-Drug Conjugates. Pharmaceuticals (Basel). 2025 Jan 29;18(2):180.

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