抗体药物偶联物研究进展

李良，邵荣光

近年来抗肿瘤抗体药物在基础研发、临床应用等方面都得到了快速发展。但现有抗体药物单独使用抗肿瘤疗效有限，临床上多与化疗药物联合应用，且多数初始接受抗体治疗有效的患者易产生耐药。抗体药物偶联物（antibody drug conjugates，ADCs）在提高抗体药物的治疗效果、克服耐药和充分利用抗体靶向性方面具有独特优势。目前，ADCs 俨然已成为新型抗肿瘤抗体药物研发的重点。本文拟对现有ADCs 研究现状作一简要概述。

1 ADCs 设计原理

单克隆抗体在对肿瘤细胞相关抗原的特异性和靶向性方面具有独特优势。由于对肿瘤细胞抗原具有高特异性亲和力，单克隆抗体的应用价值不仅体现在治疗方面，它同时还是药物靶向输送的理想载体。利用单克隆抗体对肿瘤细胞表面特异性抗原的高亲和力可以将化疗或其他可杀伤肿瘤细胞的药物靶向输送至肿瘤病灶部位。当抗体与肿瘤细胞结合或被肿瘤细胞内吞后，化疗药物在肿瘤细胞周围或肿瘤细胞内以活性形式释放并发挥杀伤肿瘤的作用。ADCs 正是基于该基本原理设计的[1]。

目前在研的 ADCs 多为抗体和高效细胞毒药物的化学偶联物，其主要结构包括抗体、高效细胞毒药物、linker 三部分。ADCs 的抗体主要包括 B-细胞过表达抗原（CD20、CD22、CD40、CD79 等），T-细胞过表达抗原（CD25、CD30等），癌细胞抗原（HER2、EGFR、EpCAM、EphB2、PSMA、Cripto 等），内皮细胞抗原（endolin）等[2]，理论上针对这些肿瘤相关抗原的单克隆抗体都有可能用于 ADCs 的研发。相对抗体而言，可供选择的用于 ADCs 偶联的细胞毒药物并不多。早期 ADCs 所选择的药物主要是已经在临床应用的化疗药物，例如阿霉素、长春碱等，但这些 ADCs 经验证都缺乏明确的抗肿瘤活性、治疗效果不能令人满意[3]。

目前，ADCs 所使用的高效细胞毒药物主要有三种：①calicheamicin。Calicheamicin属于烯二炔类抗生素，分离自 Micromonospora echinospora SSP.calichensis，是 calicheamicin 的主要组分之一[4]。Calicheamicin的生物活性包括低原噬菌体诱导浓度（＜ 1 pmon/L）、高抗菌活性、对小鼠 P3883、L1210 白血病，Colon26 结肠癌，B16 黑色素瘤细胞株具有很强的杀伤活性。Calicheamicin分子由两个具有生物学功能的结构区域组成。较大的结构区域是一个伸展的糖基结构，包括 4 个单糖单位和一个六元取代苯环。分子模型计算结果显示，六元取代芳香环上的极化碘基团可以和 DNA 分子 3' AGGA 5' 序列上两个鸟嘌呤氨基相互作用，引起 calicheamicin对 5' TCCT 3'的序列特异性[5]。Calicheamicin分子的另一个结构区域是其糖苷元部分，由一个带有 2 个羟基侧链的刚性烯二炔核心构成，称为 calicheamicinone。Calicheamicinone 是calicheamicin分子产生生物学活性、断裂 DNA、杀伤癌细胞的关键性部分。Calicheamicin分子侧链的巯基基团经化学修饰后可用于 ADCs 的偶联。②美登素（maytansine）衍生物。美登素属苯醌类天然产物，最早分离自埃塞俄比亚灌木[6]。这类药物通过干扰肿瘤细胞微管装配发挥其细胞毒效应，抑制肿瘤细胞生长。在体外实验中，美登素类衍生物的细胞毒活性比临床常用抗癌药物高1000 倍。在不影响细胞毒活性的前提下对美登素进行结构修饰，引入可与抗体偶联的化学基团（如 DM1、DM4）后可用于 ADCs 的偶联。③auristatin 衍生物。Auristatin PE（TZT-1027）是在 dolastatin 10 基础上进行结构修饰得到的衍生物[7]。Dolastatin 10 是 Pettit 等[8]从印度洋海兔Dolabella auricularia 中分离得到的五肽，该物质能抑制微管聚合，干扰肿瘤细胞的有丝分裂，并对多种肿瘤细胞有抗增殖和诱导凋亡的作用。动物体内实验结果表明，auristatin PE能显著抑制白血病 P388、结肠腺癌 CT26、黑色素瘤B16、肉瘤 M5076 细胞的增殖，且活性优于 dolastatin 10、顺铂、长春新碱、5-氟尿嘧啶等。目前主要用于 ADCs偶联的 auristatin 衍生物主要有 MMAE（monomethyl auristatin E）、MMAF（monomethyl auristatin F）。Linker 是决定 ADCs治疗效果的关键因素。在确定抗体特异性和药物高效性的情况下，采用不同的 linker 会制备出在疗效、毒性、药代动力学参数等方面有明显差异的 ADCs。合理的linker 设计可以改善 ADCs 在血循环中的稳定性、优化药代动力学特性、提高游离药物在肿瘤部位的有效释放。目前，linker 的连接方式主要有以下三种：①化学裂解；②酶裂解；③非裂解[9]。

2 临床应用的主要 ADCs

2.1 吉妥单抗

吉妥单抗（gemtuzumab ozogamicin，GO）是 CD33 抗体与 calicheamicin 的偶联物，linker 为化学裂解的二硫键。I 期临床试验结果表明：GO 的推荐治疗剂量为 9 mg/m2。GO 于 2000年 5月通过 FDA 快速审批程序获准上市（商品名 Mylotarg），主要用于治疗 60 岁及以上伴有复发性急性骨髓性白血病（AML）且不考虑接受其他化疗的患者。不过该药在后期证实性临床试验和数年的上市后临床应用中均未显示对 AML 患者有明确疗效，而且该药还可能和一种严重的可致命的肝静脉闭塞病有关联。2010年6月，辉瑞公司宣布将 GO 撤出美国市场。但近年来也有临床试验研究报道显示，GO 的给药剂量（3 mg/m2）和用药周期经过合理设计后，无论单独用药还是与化疗药物联合应用都可以获得明确的临床治疗效果，而且药物相关毒副反应可控[10-12]。这说明 GO 的临床应用有待进一步深入研究。

2.2 Brentuximab vedotin

Brentuximab vedotin（SGN-35）是 CD30 抗体与aurisatin 衍生物 MMAE 的偶联物，linker 为蛋白酶裂解的肽键。I 期临床试验结果表明：SGN-35 的推荐治疗剂量为1.8 mg/m2。II 期临床试验结果表明：对于复发或难治的间变性大细胞淋巴瘤（ALCL）患者，SGN-35 有效率高达86%。其中 53% 的患者完全缓解，33% 的患者部分缓解，3% 的患者稳定，5% 患者进展。药物毒性方面，主要不良反应为外周神经系统病变、乏力、恶心、上呼吸道感染、腹泻。3 度或 4 度毒副作用主要为嗜中性白血球减少症、外周神经系统病变、血小板减少症、贫血。2011年 8月 19日，FDA 通过加速审批，批准应用 SGN-35（商品名Adcetris）治疗自体干细胞移植治疗失败或不符合自体干细胞移植条件，经过至少两项多药物化疗无效的霍奇金淋巴瘤患者；或者经过至少一项多药物化疗治疗失败的系统性间变性大细胞淋巴瘤患者[13-14]。

2.3 Trastuzumab emtansine

Trastuzumab emtansine（T-DM1）是 Her2 抗体herceptin 与美登素衍生物 DM1 的偶联物，linker 为非裂解的硫醚键。I 期临床试验结果表明：T-DM1 的推荐治疗剂量为 3.6 mg/m2，在最大耐受剂量下，T-DM1 的血浆半衰期为 3.5 d。II 期临床试验结果表明：对于已接受过蒽环类、紫杉醇、卡培他滨、herceptin、拉帕替尼等药物治疗且Her2 受体阳性的转移性乳腺癌患者，T-DM1 的有效率为34.5%、临床受益率为48.2%。III期临床试验结果表明：与卡培他滨 + 拉帕替尼对照组比较，T-DM1 单药的无进展生存期为 9.6 个月，卡培他滨 + 拉帕替尼组则为 6.4 个月。另外 T-DM1 也有效延长了患者的中位总生存期，但组间差异略低于事先定义的终止试验的统计学阈值。药物毒性方面，T-DM1 组 3 级或 3 级以上血小板减少以及天冬氨酸转氨酶和丙氨酸转氨酶升高的发生率更高；而卡培他滨 +拉帕替尼组腹泻、手足综合征和呕吐的发生率更高。T-DM1组 3 级或 3 级以上不良事件的总发生率大约比联合治疗组低 1/3[15-17]。2013年 2月 22日，FDA 通过优先审查程序批准 T-DM1（商品名 Kadcyla）用于治疗 HER-2 阳性的晚期（转移性）乳腺癌患者。

3 正处于临床试验阶段的 ADCs

除已经获批上市的三种 ADCs 外，目前尚有多种ADCs 处于不同临床试验阶段[1,18-19]。这些 ADCs 分别针对不同靶点、不同肿瘤，如表 1 所示。

4 结语

过去十年中，ADCs 类药物的基础研发和临床应用取得了巨大进步。随着抗体工程技术、偶联技术、细胞毒药物合成技术的不断发展，目前已有几十种 ADCs 处于各个临床试验阶段，另外处于临床前研发阶段的 ADCs 类药物更是不胜枚举。相信未来会有更多的新型 ADCs 药物获批在临床使用。从 ADCs 设计原理的角度考虑，选择合适的肿瘤细胞抗原、使用高活性细胞毒药物、稳定的偶联技术、优化细胞毒药物偶联数量等因素已成为新型 ADCs 研究的关键问题。除此之外，ADCs 仍有很多更深层次的问题需要解决。例如：①ADCs 的分子结构远比单独的“裸”抗体或细胞毒药物复杂，质量控制难度较高。现在利用高灵敏质谱仪开发的分析方法已经应用于 ADCs 药物的结构鉴定、稳定性研究、不同批次间产品质量控制等环节；②ADCs 需要对其特有的药代动力学和药效动力学特点进行深入研究。例如代谢产物的分析、药物偶联的数量对药代动力学的影响、给药方案的优化、分子诊断与生物标记物的确定等；③多药耐药一直是困扰肿瘤药物治疗的关键问题。尽管 ADCs 能够在一定程度上克服肿瘤细胞耐药，但有研究报道，很多ADCs 对于表达外排系统的细胞作用有限[20]。研究克服肿瘤细胞耐药的方法和策略同样是将来 ADCs 类药物研发的一个重要方向。

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