廖龙飞,杨青青,漆婷婷,陈燕,肖洪涛
610041成都,四川省肿瘤医院·研究所,四川省癌症防治中心,电子科技大学医学院附属肿瘤医院 临床药学部(廖龙飞、漆婷婷、陈燕、肖洪涛);610200成都,国家知识产权局 专利局专利审查协作四川中心(杨青青)
乳腺癌作为恶性肿瘤最常见的一类,其发病率稳居女性肿瘤首位[1]。其中,三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)是一种雌激素受体、孕激素受体和人表皮生长因子受体-2(human epidermal growth factor,HER2)均为阴性的乳腺癌亚型[2],约占总数的15%~20%,其恶性程度高,易出现复发和耐药,其患者总生存期(overall survival,OS)的中位数为9~13个月,远低于非TNBC患者的20个月[3]。
TNBC患者接受传统的内分泌和靶向治疗均效果不佳,临床上药物治疗手段主要依靠化疗。然而,传统的肿瘤化疗药物对肿瘤细胞杀伤力强大但不止作用于肿瘤细胞,也经常误杀正常细胞,导致全身毒副反应大。近年来,随着对TNBC发病机理研究的加深,新型药物应运而生。其中,单克隆抗体(monoclonal antibodies,mAbs)发展势头迅猛,对肿瘤细胞靶向性良好,但对实体瘤的杀伤性较弱。因此,研究者将抗体和细胞毒性药物相结合制备了一种新型抗肿瘤药物:抗体偶联药物(antibody-drug conjugates,ADCs),同时兼具抗体的高选择性与细胞毒性药物的高杀伤性[4-5]。ADCs向肿瘤细胞选择性递送细胞毒性药物,减轻了传统化学疗法的副作用,一举成为乳腺癌治疗领域的焦点。
ADCs包括3部分:mAbs、细胞毒分子(payload/warhead)、连接体(linker)。mAbs是ADCs靶向性的提供者,payload作为“弹头”对肿瘤细胞进行杀伤,而linker作为“桥梁”将两者连接起来[6]。ADCs通过静脉给药避免了胃肠道内降解,其抗体部分将结合到肿瘤细胞表面的对应抗原。大多数肿瘤细胞会将ADCs内吞,形成核内体。核内体与溶酶体两者发生融合,未被排出细胞外的部分ADCs在分解作用下,释放细胞毒性药物到细胞质中,导致肿瘤细胞的凋亡[7-9]。基于上述作用机制,一个合格的ADC需要在“靶点、抗体、连接体以及细胞毒分子”4个方面均满足相应的标准[9]。
有效ADCs的设计取决于肿瘤抗原表达水平、抗原内在化速率和抗体形式,从而选择合适的靶抗原。因此,靶点的发现与选择属于关键性因素,必须满足下列要求:首先,靶抗原需要在肿瘤中维持较高的表达水平,而在健康细胞表达水平较低甚至不表达[10];其次,选择的靶抗原应暴露在肿瘤细胞的表面,易被抗体识别与结合;第三,靶点应该是内化抗原,它将促进 ADCs转运到细胞中,进而增强细胞毒的作用[11]。进一步的研究发现针对TNBC新兴的治疗靶点是研发ADCs的关键。
抗体是ADC的重要组成部分。首先其应具有目标特异性:即抗体将细胞毒性药物靶向递送至肿瘤细胞;第二是靶标结合具有高度亲和力。此外,抗体还应具有低免疫原性,低交叉反应性[8]。随着基因工程技术的发展,人源化mAbs在体外和体内试验中均显示出良好抗肿瘤活性和较低的免疫原性,成为ADC抗体部分的首选。
将抗体与细胞毒性药物共价连接的linker的同一性和稳定性至关重要,能影响ADCs的毒性、药代动力学参数和治疗指数[12]。linker要足够稳定,使药物在到达肿瘤靶部位之前在血液中循环较长的时间内不会过早释放游离药物导致靶细胞外的毒性。同时,一旦ADCs在肿瘤细胞内被内化,linker应尽快裂解以有效释放活性游离药物。linker根据其在肿瘤细胞中是否裂解分为可裂解和不可裂解两类[13]。
其中,不可裂解的linker由稳定的键组成,这些键可以抵抗酸碱水解和蛋白降解作用。进入肿瘤细胞后,ADCs在溶酶体中发生降解,释放出带有linker的细胞毒性药物。因此,对正常细胞伤害较小,不可裂解比可裂解的具有更高的稳定性和安全性[14]。
可裂解linker根据肿瘤细胞的微环境的特性,制定出多种机制裂解策略,其中包括:对酸敏感型[15]、溶酶体蛋白酶敏感型[16]、谷胱甘肽敏感的二硫键[17]。与正常细胞相比,由于肿瘤细胞中酸性较高、溶酶体蛋白酶存在和谷胱甘肽浓度较高,敏感型linker在上述条件下将裂解释放出细胞毒性药物。
细胞毒性药物在从ADCs释放到肿瘤细胞后被激活。ADCs中使用的细胞毒性药物在全身循环和溶酶体中应具有高度稳定性,能够在低浓度下杀伤肿瘤细胞。理想细胞毒性药物应在抗体的环境中具有足够的溶解度、免疫原性低、分子量小和半衰期长[18]。此外,其化学性质还应允许与linker偶联,同时保持抗体的内在化特性并增强其抗肿瘤作用。
奥利斯他汀(auristatin)是一种合成抗肿瘤药,衍生自天然产物多拉司他汀10(dolastatin 10)[19]。这类药物的合成类似物,例如单甲基奥利斯他汀E(monomethyl auristatin E,MMAE)和单甲基奥利斯他汀F(monomethyl auristatin F,MMAF)是一种抗有丝分裂剂,它通过阻断微管蛋白的聚合过程发挥作用,是ADCs中最常用的细胞毒性物。
美登木素生物碱是从美登素中分离出的微管破坏剂。美登木素生物碱的作用方式与长春花生物碱相同,但其细胞毒性几乎是长春花生物碱的100倍[20]。美登素的衍生物DM1和DM4已被用于ADCs设计中。
2.1.1 作用机制 Sacituzumab govitecan(SG)中文名为赛妥珠单抗,又称IMMU-132,是一种新型的ADC,由靶向滋养层细胞表面抗原2(trophoblast cell-surface antigen 2,Trop-2)的人源化抗体组成,该抗体通过可水解的linker与SN-38偶联。Trop-2是一种跨膜糖蛋白,参与细胞内多种信号通路,在多种上皮细胞癌中高表达,而在正常组织中表达较低[21],并且Trop-2高表达是导致乳腺癌预后不良的关键因素[22]。因此,Trop-2也是近年来治疗TNBC的ADCs主要的靶点之一。SN-38是伊立替康的活性代谢产物,效力可达伊立替康的2~3倍,但不溶于水,可抑制拓扑异构酶-I[23]。通过Trop-2 抗体精准地将SN-38带入肿瘤细胞,破坏DNA双链的三维结构,终止肿瘤细胞的复制;另外,它本身也可诱发抗体依赖的细胞毒性反应。总体而言,由于靶向的精准性,其发生严重不良反应风险明显低于伊立替康[24]。
2.1.2 临床试验 一项单臂多中心Ⅰ/Ⅱ期临床试验结果显示,SG用于既往已接受至少2线治疗的转移TNBC患者具有较好的有效性及安全性[25](表1)。在包含108例患者接受10 mg/kgSG的剂量给药,每三周给药一次。客观有效率(objective response rate,ORR)为33.3%(95%CI: 24.6~43.1),中位缓解持续时间(duration of response,DOR)为7.7个月(95%CI:4.9~10.8),是传统的治疗方法的两倍以上。中位无进展生存期(progression-free survival,PFS)为5.5个月(95%CI:4.1~6.3),中位OS为13.0个月(95%CI:11.2~13.7),显示出了良好的疗效。值得注意的是,年龄、既往接受治疗方案的数量和癌症转移等因素对SG的治疗效果均没有显著性的差异。试验中Trop-2高表达的患者的PFS有明显升高的趋势,但样本量较少还需要进一步研究[26-27]。基于以上实验结果,2020年4月,FDA加速批准了SG用于接受过≥2种治疗方案并发生转移的TNBC患者,也是FDA批准首款以Trop-2为靶点的ADC药物[28]。验证性的Ⅲ期研究(NCT02574455)纳入了500多名先前至少接受了两种治疗方案的转移性TNBC患者,并按1∶1比例随机分为SG(剂量为10mg/kg)或化疗组(表1)。与标准化疗相比,SG显著提升了中位PFS(5.6个月vs1.7个月)、中位OS(12.1个月vs6.7个月)和中位ORR为(35%vs5%)。结果验证了无论TROP-2表达水平如何,SG与化疗相比显示出较高的抗肿瘤活性。优异的试验数据将使SG有望在未来获得FDA的完全批准[28]。同时,接受治疗的大多数患者经历了疲劳、恶心、脱发、腹泻和中性粒细胞减少等不良反应,但大多数为1~2级,严重不良事件发生率低。3级或4级不良事件主要为中性粒细胞减少症(42%)、贫血(11%)、低磷血症(9%)、腹泻(8%)以及疲劳和乏力(8%)[29]。
2.2.1 作用机制 Ladiratuzumab vedotin(LV)也称为SGN-LIV1A,其抗体部分靶向结合TNBC细胞的LIV-1靶点,通过可裂解的二肽linker偶联抑制微管形成的药物MMAE是治疗LIV-1阳性的转移性TNBC的新型ADC[30]。LIV-1是一种含锌转运蛋白,在所有亚型的乳腺癌中都高表达,包括TNBC,同时在胰腺癌,前列腺癌和卵巢癌等实体瘤均有表达,而在正常组织中的表达有限,是一种优良的潜在靶点[30]。
2.2.2 临床试验 目前,正在进行LIV1阳性晚期/转移性乳腺癌患者的Ⅰ期研究,患者已接受至少两种先前的疗法(NCT01969643),每三周静脉输注0.5~2.8 mg/kg LV,最大剂量不得超过2.8 mg/kg(表1)。正在进行评估的LV单药治疗试验中,81名表达LIV-1的转移性乳腺癌患者中,63例为转移性TNBC患者,结果显示:ORR为32%,中位PFS为11.3周,中位DOR为13.3周[31]。同时,LIV-1的表达高低与临床获益之间没有直接相关性,这点值得进一步研究。总体上耐受良好,主要不良反应大多数为1或2级,但也出现了3~4级不良反应包括中性粒细胞减少症(25%)和贫血(15%)等。第一阶段的研究结果显示了LV令人惊喜的抗肿瘤活性和耐受性。II/III期纳入HER-2阴性乳腺癌患者的试验也正在进行研究。同时,作为I-SPY试验的一部分(NCT01042379),正在评估LV与阿霉素和环磷酰胺的组合的治疗效果(表1)。
表1 治疗TNBC患者的ADCs临床试验
2.3.1 作用机制 Trastuzumab deruxtecan(TD)又称为T-DXd或DS-8201,针对HER2的人源化抗体,通过可裂解的linker与拓扑异构酶Ⅰ抑制剂extecan的衍生物(DXd)偶联形成的ADC[32]。HER2在15%至20%的乳腺癌中过表达,由于TNBC对HER2的过度表达或扩增是阴性。因此,针对HER2的靶向治疗一直被认为对TNBC无效。然而,TD却在HER2阳性和阴性肿瘤中均表现出明显的抗肿瘤活性,这可能是由于细胞毒性药物的高通透性所致。这一现象引起了研究者的注意,决定开展TD治疗TNBC的临床试验[33]。
2.3.2 临床试验 开放性I期临床试验(NCT0256 4900)进行评估无论HER2处于何种状态,TD在转移性乳腺癌和胃癌中的安全性和耐受性[34](表1)。结果显示低HER2表达的患者中,TD也具有活性。经过前期试验后,选择5.4 mg/kg和6.4 mg/kg作为推荐剂量[35]。纳入的54名患者其中83.3%先前接受过至少5种的癌症治疗,而13%的患者的HER2呈阴性。接受TD治疗的HER2低表达人群的ORR为44.4%。中位DOR为10.4个月,中位PFS为11.1个月,中位OS为29.4个月。值得注意的是,TNBC患者的ORR仅为14.3%,但样本较小,仅有7名患者,因此需要进一步试验。一项多中心的III期临床试验(NCT03734029)正在进行中(表1)。540名已接受一至两种疗法的晚期/转移性TNBC患者将按2∶1随机分配至TD治疗组(每三周5.4 mg/kg)或化疗组,主要终点是PFS,次要端点包括OS和ORR[36]。相关临床试验仍在进行,将获得更多TD疗效的支撑性数据。
U3-1402是通过四肽的linker将DXd与靶向HER3抗体偶联组成的ADC。正在进行的I/II期临床试验(NCT02980341)正在考察其对HER3过表达的转移性乳腺癌患者的治疗效果及安全性问题(表1)。根据最新报告,有21位完成评估的患者接受四个剂量水平的U3-1402治疗,ORR为33%,疾病控制率达到95%。常见的不良反应包括恶心,呕吐和食欲下降。3/4级不良反应包括血小板减少症和肝酶升高[37]。初步数据表明,对于过表达HER3的转移性乳腺癌患者U3-1402表现出抗肿瘤活性良好且其毒性也在可接受范围以内。其他几种治疗TNBC的ADC均处于I/II期临床试验(表1)。其中,CAB-ROR2-ADC使用针对受体酪氨酸激酶样孤儿受体(receptor tyrosine kinase-like orphan receptor 2,ROR2)的抗体,这些抗体在胚胎发生期间在许多组织中表达,但在包括乳腺癌在内的恶性肿瘤上也表达,可能促进疾病进展[38]。其次,AVID100是一种偶联DM1并靶向到EGFR的ADC。过度表达EGFR的TNBC患者大概占总数的20%[39]。这也是一个值得深挖的靶点,然而,针对EGFR过表达的TNBC目前还没有批准的靶向疗法。AVID100的出现有望改变这一现状。前期试验结果显示AVID100对晚期实体瘤患者(包含TNBC)的疗效良好[40]。
研究表明,ADCs与其它药物联用时可以提升疗效、降低不良反应[29, 41]。研究联用策略和效果将会是未来ADCs治疗TNBC的重点、热点和难点。
与其他亚型相比,TNBC具有更强免疫原性和高程序性死亡配体-1表达,适合于采用免疫检查点抑制剂(immune checkpoint inhibitor, ICI)进行治疗。ADCs也可以诱导免疫原性细胞的死亡,创造出有利于ICIs治疗的肿瘤环境。因此,ADCs和ICIs联合治疗具有协同作用,增强抗肿瘤免疫反应。LV与帕博利珠单抗(pembrolizumab)联合治疗局部晚期或转移性TNBC患者的Ib/II期试验(NCT03310957)结果显示,ORR为54%(95%CI,33.4%~73.4%)。值得注意的是,超过90%的患者肿瘤大小均有一定程度的下降[42]。LV也将与阿特朱单抗(atezolizumab)联合治疗作为转移性TNBC患者的二线治疗方案,通过新型癌症免疫治疗开发平台进行评估(NCT03424005)。该平台能够评估多种基于免疫疗法的组合的疗效和安全性,SG与atezolizumab也是其中6组实验之一,以评估与atezolizumab联用的最佳药物组合(表1)。
聚腺苷二磷酸核糖聚合酶抑制剂(poly ADP-ribosepolymerase inhibitor, PARPi)可以阻止癌细胞单链DNA断裂的修复,已批准用于BRCA1/2突变的转移性HER2阴性乳腺癌的患者[43]。而SG通过激活内在的凋亡途径导致癌细胞中的双链DNA断裂。因此,无论BRCA1/2的状态如何,在体外和体内TNBC模型中,SG与PARPi组合均显示出增加的DNA断裂和协同生长抑制作用[44]。基于上述研究,纳入了65名TNBC的患者的SG+talazoparib(一种新型PARPi)的Ib/II期研究(NCT04039230)正在进行中(表1)。
2020年,乳腺癌首次超过肺癌成为全球发病数量最多的肿瘤,需要引起高度重视[1]。TNBC作为乳腺癌中最难治的亚型,一直是关注的焦点。随着研究的不断深入,以新靶点、新药物为核心的技术变革也将给TNBC的治疗注入新的灵魂。以TNBC的分型为基础,ADCs为首的新型药物逐步崭露头角,靶向化和个体化治疗将会成为未来TNBC治疗的新趋势。本文综述了ADCs治疗TNBC的作用机制,对已完成和正在进行的试验进行总结归纳(表1),以阐述现有研究进展和未来发展方向。
尽管ADCs在TNBC治疗中取得了重大突破,但ADCs的研发之路也充满了挑战和风险。由于功效缺乏导致试验终止情况屡见不鲜,其中之一便是glembatumumab vedotin(GV)。GV是一个靶向细胞膜上非转移性黑色素瘤糖蛋白B(glycoprotein non-metastaticmelanoma protein B,GPNMB)和微管破坏剂MMAE结合在一起的ADC。GPNMB是一种Ⅰ型跨膜蛋白,在正常的乳腺组织中很少见,但在乳腺癌中高表达,尤其是更具侵略性的TNBC[45]。尽管取得了不错的早期试验结果,但在II期临床试验中,GV的PFS与卡培他滨相比没有显著性延长(2.9个月vs2.8个月),缺乏明显的治疗优势,因此停止了GV在TNBC的进一步试验[46]。
综上所述,新型ADCs的出现重塑了乳腺癌的治疗格局,但ADCs研发之路道阻且长。充分挖掘现有ADCs在不同类型TNBC治疗中的最佳应用,以及制定最佳药物联用策略成为当前的重中之重。而现有的临床试验也在不断明晰ADCs的定位,为下一代ADCs的研发积累数据,打开了新的思路与方向,为患者带来更多的选择与获益[47-48]。
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