靶向HER2阳性乳腺癌抗体-药物偶联物治疗的研究进展

董宇倩，方雅玲，吴维怡，王亚男

乳腺癌是女性中最常见的恶性肿瘤。数据显示，仅2018年全球估计有210万例新发乳腺癌病例，为女性死亡的主要原因，约占女性死亡的15%[1]。乳腺癌的死亡往往是由于转移性疾病和全身性疾病而导致的。在乳腺癌的治疗中，化疗已取得了较好的疗效，但实现完全缓解的可能性依然很小。很少有患者在长期接受化疗后表现出完全反应，其中转移性乳腺癌幸存者要么年龄较小，要么转移有限。患者最初对化疗的反应非常迅速，但却十分短暂，往往会在12～24个月内逐渐消退[2]。现有研究提示，绝大部分肿瘤在分子水平上都会有基因异常变化，包括某些癌基因的激活、抑癌基因的失活及某些凋亡基因的异常。乳腺癌基因相关性研究很多，但机制尚未完全阐述明确，应用到临床的也为数不多。

在免疫学上，乳腺癌可以根据受体类型及其表达谱分为4个亚型：Luminal A型、Luminal B型、人表皮生长因子受体2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）阳性和三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）[3]。这 种分类是乳腺癌治疗、预后和生存的基础[4]。肿瘤生长的生物学过程在增殖、免疫反应、肿瘤侵袭、血管生长、凋亡、受体信号转导和预后等方面各有不同。在雌激素受体（estrogen receptor，ER）阳性的肿瘤中，与生存相关的因素是细胞增殖和组织学分级[5]。然而，在HER2阳性的肿瘤中，免疫反应和肿瘤侵袭是影响预后和生存的最重要因素[5]。TNBC很难治疗，因为这些患者缺乏特定的靶标受体，预后也很差。已有研究证明，TNBC患者的存活率与免疫反应有直接关系。另一项研究结果表明，在HER2阳性和TNBC患者中，长链非编码RNA肺腺癌转移相关转录本1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）的表达与患者较短的生存期成正比[8]。在一项研究的综合分析中，总共有996例患者在基因图谱完成后接受了新辅助化疗。基因图谱分析结果显示，HER2阳性乳腺癌的免疫应答最高，而ER阴性的乳腺癌免疫应答最低[6]。

HER2是HER受体家族的成员，其在多种癌症中均过表达，包括膀胱癌、乳腺癌、宫颈癌、直肠癌、子宫内膜癌、食管癌、肝癌、肺癌、卵巢癌和唾液腺癌等[7]。完整的HER2蛋白由3个功能区域组成：（1）可以结合到HER2家族成员的细胞外末端（extracellular end，ECD）；（2）亲脂性跨膜片段；（3）具有酪氨酸激酶活性的细胞内末端。先前的研究表明，有15%～20%的乳腺癌患者中存在HER2基因扩增和过表达[8]。此外，大量证据显示HER2在乳腺癌患者中过表达，且HER2过表达患者的预后较差，包括对化疗、激素治疗及放射疗法的耐受性，同时发现患者转移和复发的可能性很高。目前，HER2过表达被认为是乳腺癌的独立预后因素，并且HER2表达水平已被用作评估肿瘤生物学行为的独立指标，同时HER2也被认为是治疗HER2阳性乳腺癌的重要治疗靶标[9]。近年来，针对HER2乳腺癌分子靶向治疗取得了快速进展，已成为乳腺癌的有效治疗手段之一。本文将就抗HER2阳性乳腺癌、已上市或即将上市的抗体-药物偶联物（antibody-drug conjugate，ADC）药物进行综述。

1 ADC药物对乳腺癌的影响

目前市场上在售的用于治疗HER2阳性乳腺癌的靶向药物有单抗类有曲妥珠单抗（Trastuzumab）和帕妥珠单抗（Pertuzumab）；酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitor，TKI）有拉帕替尼（Lapatinib）、来那替尼（Neratinib）和吡咯替尼（Pyrotinib）等。这些药物本身具有一定的不良反应，且在使用一段时间以后便会产生耐药性，因此开发耐药性及不良反应更小的新型靶向药，如ADC药物正成为研究热点。

1.1 ADC药物简介及作用机制

ADC是一种新型的抗肿瘤药物，其由单克隆抗体和小分子细胞毒性药物（payload）利用细胞内可被蛋白酶切割的连接子（linker）通过偶联反应合成的[10]。单克隆抗体虽然对肿瘤细胞有很好的靶向作用，但杀伤肿瘤细胞的作用有限[11]。同样的，小分子细胞毒性药物可以有效地摧毁肿瘤细胞，但会影响所有分裂细胞，包括健康组织中的细胞，因此会引起多种不良反应[12]。为了利用单克隆抗体和细胞毒药物的优点，科学家们利用一个连接子将这2种药物结合起来，得到ADC；ADC的单克隆抗体部分可以靶向细胞表面的特异性抗原。然后，通过内吞过程，ADC可以被运送到靶细胞。接着，细胞内的蛋白酶将裂解连接子，从而导致细胞毒性药物的释放，最终达到特异性杀伤靶向癌细胞的目的[13-14]。

截止20世纪末，多种抗癌药物已被开发，包括天然产物及其衍生物、化学合成的抗癌药物和单克隆抗体。虽然100年前，化疗的创始人PAUL EHRLICH引入了其所说的“神奇子弹”，即利用抗体将细胞毒素直接输送到靶细胞的想法[15]，癌症靶向治疗的想法本身仍然是一个医学谜团。由于技术和经验的限制，ADC的发展被证明是具有挑战性的。然而，早期的临床试验已经为未来的ADC开发提供了有价值的信息，例如需要筛选出更多的细胞毒药物，ADC分子不应该引发免疫反应，以及连接子的结构需要进一步优化，以便细胞毒性药物进入靶细胞后能够释放等。

1.2 靶向HER2阳性乳腺癌的ADC药物研究进展

1.2.1 曲妥珠单抗-美坦新偶联物（ado-Trastuzumab Emtansine，T-DM1）

T-DM1是最早被批准的ADC药物，由曲妥珠单抗和美登素（Maytansine）衍生物（DM1）通过连接子琥珀酰亚胺酯[N-succinimidyl-4-（N-maleimidomethyl）cyclohexane-1-carboxylate，SMCC]偶联而成[16]。

T-DM1与HER2结合的亲和力与曲妥珠单抗类似[17]。美登素是一种源于植物的细胞毒素，有很强的抑制细胞分裂的作用。体外实验表明，美登素可与微管蛋白结合，抑制微管蛋白的聚合同时促进其解聚，进而抑制微管的形成[16,18]。DM1由美登素硫醇化形成，其细胞毒性是美登素的3～10倍[22]。作用机制为T-DM1与肿瘤细胞表面的HER2受体特异性结合后，复合物HER2-T-DM1通过内吞作用进入肿瘤细胞内，在溶酶体内被蛋白酶降解，在肿瘤细胞内释放细胞毒素DM1从而阻滞肿瘤细胞周期及诱导肿瘤细胞凋亡[16]。

1.2.2 曲妥珠单抗-依沙替康衍生物偶联物（Trastuzumab-Deruxtecan，DS-8201）

DS-8201a也是一种新型的ADC药物，早在2017年就已经被FDA授予快速审批资格。由曲妥珠单抗、新型拓扑异构酶Ⅰ抑制剂依沙替康衍生物（Deruxtecan）通过四肽连接子[甘氨酸-甘氨酸-苯丙氨酸-甘氨酸（GGFG）]偶联而成[20-21]。

与T-DM1类似，DS-8201a仍然保留了曲妥珠单抗的活性，其作用机制与T-DM1略有不同，它能够抑制磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，PBK，又称AKT）信号通路及过表达HER2人乳腺癌细胞HER2胞外结构域的脱落，并与Fcγ受体联合激发抗体依赖细胞介导的细胞毒作用（antibody dependent cellular cytotoxicity，ADCC）。同时，DS-8201a在肿瘤细胞内经历与T-DM1相似的内吞过程后，新型拓扑异构酶Ⅰ抑制剂能诱导肿瘤细胞DNA损伤和凋亡[21]。

1.2.3 曲妥珠单抗-多卡马嗪偶联物（vic-Trastuzumab-Duocarmazine，SYD985）

SYD985作为一种新型ADC药物，已被FDA授予快速通道认定，将在不久后正式上市。该药由曲妥珠单抗和倍癌霉素（Duocarmycin）衍生物（seco-DUBA）通过可裂解的连接子缬氨酸-瓜氨酸二肽（valine-citrulline，VC）偶联而成[22-23]。

SYD985的作用机制与DS-8201a类似，其细胞毒素（DUBA）使肿瘤细胞内DNA发生的不可逆烷基化，这个过程破坏了核酸结构，导致DNA损伤，线粒体应激，DNA转录受损，细胞凋亡，并最终导致分裂和非分裂细胞死亡。更重要的是，存在于核内体和溶酶体中的半胱氨酸蛋白酶（例如组织蛋白酶B）会被肿瘤细胞释放，并已显示出可导致SYD985中的连接子裂解和膜渗透活性毒素的释放。这种特性不仅可以杀死HER2/neu阳性细胞，而且可以杀死相邻的非抗原表达肿瘤细胞（即旁观者杀伤作用）。

一项Ⅰ期临床试验结果显示，HER2阳性乳腺癌患者对SYD985的耐受性总体良好，最常见的不良反应为轻度或中度的结膜炎、口腔炎、疲劳和食欲不振等[24]。对于转移性乳腺癌组的患者，SYD985的客观缓解率（objective response rate，ORR）为33%，无进展生存（progressionfree survival，PFS）时间为9.4个月[25]。SYD985不仅功效得到认可，其安全性也能够被控制。目前，一项随机、积极设计合理的Ⅲ期临床试验正在开展，该研究比较SYD985和医师推荐的药物在T-DM1治疗后对局部晚期或转移性HER2阳性乳腺癌患者的临床效果（NCT03262935）。这项研究的结果将在未来2年内公布。

1.2.4 曲妥珠单抗-吡咯并苯并二氮杂卓二聚体偶联物（Trastuzumab-Pyrrolobenzodiazepine dimer，ADCT-502）

ADCT-502由曲妥珠单抗、吡咯并苯并二氮杂卓（pyrrolobenzodiazepine，PBD）二聚体通过蛋白酶可裂解的缬氨酸瓜氨酸连接子偶联而成。

ADCT-502的作用机制和T-DM1类似，PBD二聚体通过在DNA小沟中形成高细胞毒性的交叉连接物而发挥其强大的抗肿瘤活性。在体外，ADCT-502对各种实体癌细胞系（黑素瘤、卵巢癌、乳腺癌和神经胶质瘤结肠癌等）具有高度有效的靶向细胞毒性[26]。在体内，ADCT-502在具有各种水平的HER2的小鼠异种移植瘤中显示出强大且持久的抗肿瘤活性，但在HER2阴性异种移植瘤中却没有活性。在HER2免疫组织化学检测为阳性而经荧光原位杂交（fluorescentin situhybridization，FISH）检测为阴性的乳腺癌异种移植瘤中，与T-DM1相比，ADCT-502具有增强的剂量依赖性的抗肿瘤活性[27]。以上结果不仅支持对T-DM1产生抗药性和（或）难治性的患者，而且还支持肿瘤表达HER2水平低且不适合T-DM1治疗的患者中ADCT-502的开发。

1.2.5 MEDI4276

MEDI4276是一种与众不同的双互补位ADC药物。由双互补位抗体（BpAbs）和微管蛋白溶酶变体（AZ13599185）通过连接子偶联而成。研究人员通过将曲妥珠单抗的单链可变片段（single-chain variable fragment，scFv）连接至人源化抗HER2单克隆抗体39S的重链（IgG1κ）N末端，构建获得MEDI4276。曲妥珠单抗和39S与HER2上不重叠的远处表位结合[28]。因此，MEDI4276包含4个抗原结合位点，每个臂上2个，能够与HER2相互作用。此类双互补位，四价单特异性抗体已显示出能诱导强大的受体簇集、内在化、溶酶体运输和随后的复合物降解[28]。即使在表达低HER2的肿瘤模型中，4个高亲和力结合位点的存在也导致HER2的有效聚集[28]。AZ13599185作为细胞毒性物质，能在细胞有丝分裂期间抑制微管聚合，从而诱导细胞死亡。此外，为防止不依赖HER2的Fcγ受体介导的抗体摄取，在抗体的下部铰链区引入了L234F取代。这种突变使毒素分子通过常规的ADCC进入正常组织的可能性降到最低，从而降低了脱靶的细胞毒作用[29]。

2 临床试验研究进展

一项针对晚期HER2阳性乳腺癌患者的EMILIA Ⅲ期临床试验结果显示，T-DM1组患者的中位PFS时间为9.6个月，较拉帕替尼联合卡培他滨组的6.4个月显著延长（P＜0.001）；T-DM1组患者的总生存（overall survival，OS）时间为30.9个月，也较拉帕替尼联合卡培他滨组的25.1个月有所改善[风险比（hazard ratio，HR）＝0.68，P＝0.001]；且不良反应较拉帕替尼联合卡培他滨组低，总体耐受性良好[30]。另外，一项针对经曲妥珠单抗或拉帕替尼药物治疗后的晚期HER2阳性乳腺癌患者的TH3RESA Ⅲ期临床试验显示，T-DM1治疗组患者的PFS期为6.2个月，较医生选择方案组（80%为含曲妥珠单抗方案）的3.3个月，明显延长（P＜0.000 1）；T-DM1治疗组患者的OS期为22.7个月，较医生选择方案组的15.8个月明显延长（HR＝0.68，P＝0.000 7）[31]。此外，一项MARIANNE临床研究试验结果显示，T-DM1单药和T-DM1联合帕妥珠单抗方案的中位PFS时间均不低于曲妥珠单抗联合紫杉类药物方案（T-DM1治疗组为14.1个月，T-DM1＋帕妥珠单抗治疗组为15.2个月，曲妥珠单抗＋紫杉醇治疗组为13.7个月），但未显示出明显优势。各组的OS时间基本相同，但T-DM1单药和T-DM1联合帕妥珠单抗组耐受性更好[32]。因此，作为第一代ADC的T-DM1可用于HER2阳性晚期乳腺癌二线及曲妥珠单抗、拉帕替尼治疗失败的患者的治疗。

一项Ⅰ期临床试验（剂量递增）结果表明，在115例接受DS-8201a治疗的HER2阳性乳腺癌患者中，有66例患者出现明显的不良反应（≥3级），包括血液和肺部疾病，如贫血和间质性肺炎等[33]，所以DS-8201a的推荐剂量需要进一步通过研究以减少风险。与T-DM1相比，DS-8201a有着可控的安全性以及早期活性[33]。该药目前正在进行Ⅲ期DESTINY-Breast02验证性试验（NCT03523585），该试验意在比较DS-8201与卡培他滨加曲妥珠单抗或拉帕替尼的疗效。

ADCT-502作为一款新型药物的临床前毒性良好，但出于安全考虑，其在HER2表达患者中的1期临床试验（NCT03125200）被终止了。药物/抗体比率（drug-antibody ratio，DAR）是抗体所连接药物数量的平均值，其是ADC的重要评价属性。单位抗体有效载荷越高，抗肿瘤效果越好，但毒性也更大。ADCT-502的DAR只有1.7，与其他ADC药物相比较低（T-DM1的DAR为3.5），可能导致脱靶毒性的风险增加[34]。

截至目前，MEDI4276的临床前结果令人欣慰，其在抗曲妥珠单抗的HER2阳性乳腺癌细胞中显示活性[35]。MEDI4276用于治疗进行性HER2阳性转移性实体瘤的患者的1/2期临床试验结果即将发布（NCT02576548）。

3 总结与展望

ADC作为靶向治疗的重要方向已受到越来越多的关注，并且正成为癌症治疗的重要手段。然而，ADC的复杂结构给治疗带来了许多不确定性因素，并且由于受益/风险比的不平衡，许多ADC未能通过临床试验。例如ADCT-502出于疗效和安全性方面的考虑，目前已经停止临床试验[36]。

T-DM1、DS-8201a和SYD985均以曲妥珠单抗作为引导物与HER2过表达的乳腺癌细胞结合，并通过细胞内吞作用，最终发挥细胞毒性药物的作用，但三者的抗癌机制又存在差异。另外，T-DM1的连接子不能有效的裂解，而DS-8201a和SYD985则相反，它们的连接子可以完全裂解，从而有效释放细胞毒性物质，所以DS-8201a和SYD985的效果要优于T-DM1。DS-8201a和SYD985的Ⅰ和Ⅱ期临床试验研究均有将前期服用过曲妥珠单抗等药物及T-DM1的患者纳入，结果显示这2种药物都能达到良好的效果，所以DS-8201a和SYD985的出现，对既往接受HER2靶向抗体药物治疗后产生耐药的患者来说是福音。MEDI4276与以上所有的ADC都不太一样，由于目前尚没有临床研究数据，所以无法进行比较。

除了针对HER2阳性乳腺癌的ADC药物，近年来更受关注的是HER2阴性的以人滋养层细胞表面糖蛋白抗原2（trophoblast cell-surface antigen 2，Trop2）为靶点的ADC药物。据报道，Trop-2可能代表新的细胞表面受体，在肿瘤细胞生长调节中起作用，可促进肿瘤细胞增殖、侵袭和转移扩散等过程。Trop2抗原在多种恶性肿瘤中过表达，在80%的TNBC上有表达，在肺癌、胃癌以及胰腺癌等多癌种也有过度表达；其高表达与肿瘤患者生存期缩短及不良预后密切相关，因此以Trop2为靶点的抗肿瘤药物研究同样具有重要意义[37]。以Trop2为靶点的ADC药物为HER2阴性乳腺癌和TNBC患者带来新的治疗选择与希望。

另外一方面，部分靶向HER2阳性的ADC药物在进行Ⅰ期试验时，患者接受ADC药物后可能发生较高比例的眼部和肺部毒性，如干眼症、视物模糊、非感染性肺炎或间质性肺病等。为充分保障患者的权益及用药安全，对于研究中患者可能发生的眼部和肺部毒性需提供预防和治疗，建议早发现，早干预。按常见不良反应评价标准对≤2级的眼部和肺部不良事件可由研究者判断予以暂停用药，待不良事件恢复至≤1级时予以原剂量或减量恢复用药；若发生3级眼部毒性，需暂停治疗，根据恢复情况，决定继续暂停或永久停药；若发生≥3级肺部毒性，建议永久停药。

尽管许多靶向乳腺癌的ADC药物的临床试验结果令人鼓舞，而且很可能被批准用于临床应用，但是这些ADC药物也只能向肿瘤细胞中传递少量有效毒性物质。因此，ADC药物仍然有很大的提升空间。改善靶向性并降低脱靶效应的毒性是未来工作的方向。