重點內(nèi)容搶先看：近年來，抗體偶連藥物（ADC）迅猛發(fā)展，截止至2023年8月，全球共有15款A(yù)DCs藥物上市，超過1200條藥物在研信息。今年6月，nature biotechnology發(fā)表了題為“ADCs’ revival”簡訊，報導(dǎo)ADC在新藥研發(fā)中的“破竹之勢”。隨著ADC藥物在臨床應(yīng)用的深入，有些藥物因表現(xiàn)出一定的毒副作用導(dǎo)致臨床應(yīng)用劑量減少或停止用藥。還有一些ADC藥物在上市申請過程中，因風(fēng)險/獲益比過大或?qū)Χ拘缘膿?dān)憂而終止開發(fā)。本文總結(jié)了導(dǎo)致ADC藥物毒性的機(jī)制，并嘗試探討提高ADC耐受性的策略。已上市ADCs藥物匯總見下表。
前言
在過去3年中，F(xiàn)DA審批的ADCs藥物數(shù)量增加了2倍。在藥物上市階段，盡管一些ADCs已經(jīng)證明了足夠的有效性和安全性，但在臨床應(yīng)用過程中，幾乎所有ADCs都表現(xiàn)出一定的毒性。對臨床數(shù)據(jù)分析表明，劑量限制性毒性（DLT）因為相同的有效載荷，表現(xiàn)出相似的毒性。DLT通常與不表達(dá)靶向抗原的細(xì)胞和組織（即脫靶毒性）有關(guān)，并將ADC的劑量限制在最佳抗癌劑量水平以下。在本文中，回顧了導(dǎo)致ADC毒性的機(jī)制，總結(jié)了常見的ADC治療相關(guān)的不良事件，并討論可以減輕ADC毒性的方法。
ADC毒性作用機(jī)制
據(jù)估計，ADC藥物進(jìn)入人體后，只有約0.1%的藥物量被傳遞到靶向病變細(xì)胞群，絕大多數(shù)藥物在非靶向健康細(xì)胞內(nèi)分解“離位”，由此可能導(dǎo)致不必要的毒性。未到達(dá)靶病變或靶組織的ADC毒性可分為“靶上（on-target）”或“脫靶（off-target）”，即靶點介導(dǎo)的毒性通過ADC與健康細(xì)胞上的抗原蛋白結(jié)合。ADC的每個組成部分，包括抗體、連接子和有效載荷，都可能影響ADC誘導(dǎo)的毒性的程度。ADC的毒性作用機(jī)制見圖1。
圖1 ADC毒性作用機(jī)制（完整的ADC進(jìn)入正常細(xì)胞可能通過非特異性內(nèi)吞作用，或通過與靶抗原或Fc/C型凝集素受體結(jié)合而內(nèi)化。細(xì)胞外液中的ADC分子解離的有效載荷或其他靶向/非靶向凋亡細(xì)胞釋放的有效載荷可通過細(xì)胞膜被動擴(kuò)散或非特異性內(nèi)吞的方式進(jìn)入正常細(xì)胞。
“Off-Target和Off-Site”毒性：理論上，ADC有望通過偶聯(lián)技術(shù)，促使細(xì)胞毒性有效載荷靶向傳遞到目標(biāo)細(xì)胞來提高治療的選擇性，同時減少有效載荷到非靶向的健康組織的傳遞，從而擴(kuò)大治療指數(shù)。在ADC藥物開發(fā)早期，一直以為藥物的毒性是由于正常組織會表達(dá)一定程度的靶抗原或腫瘤細(xì)胞與健康細(xì)胞中靶抗原的差異表達(dá)決定的。然而，隨著ADC藥物臨床應(yīng)用的深入，劑量限制毒性（DLT）很少由健康組織中的靶點表達(dá)驅(qū)動?；仡橝DC藥物IND申報數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，相同類別的鏈接子/有效載荷組成的ADC有高度相似的毒性特征，DLT和最大耐受劑量（MTD）。例如，含有甲基澳瑞他汀 E（MMAE）的ADC有相似的II期臨床起始劑量（1.8 mg/kg至2.4 mg/kg）。含有MMAE的ADC均表現(xiàn)出相似的DLT（嚴(yán)重的骨髓毒性、膿毒癥和嚴(yán)重的運動神經(jīng)病變）。同樣，在對2010年至2014年發(fā)表的臨床ADC數(shù)據(jù)的回顧中，也發(fā)現(xiàn)與ADC相關(guān)的普遍3/4級毒性與有效載荷類別一致。例如，有效載荷為MMAE的ADC常見不良反應(yīng)有嚴(yán)重貧血、中性粒細(xì)胞減少和周圍神經(jīng)病變。有效載荷為DM1的ADC，通常會觀察到3/4級血小板減少和肝毒性，而MMAF和DM4的ADC均有嚴(yán)重的眼部毒性。類似于上述例子屢見不鮮。
由此可見，ADC “Off-Site毒性”與細(xì)胞毒性有效載荷的脫靶有關(guān)，而脫靶的有效載荷傳遞是ADC耐受性的關(guān)鍵驅(qū)動因素，并最終決定患者的推薦劑量。當(dāng)然，在臨床評估和使用ADC時，靶點介導(dǎo)的毒性并不是主要問題。嚴(yán)重的靶點介導(dǎo)毒性的藥物可能在臨床前開發(fā)的早期階段被快速識別，并最終終止開發(fā)。
ADC有效載荷的脫靶：ADC給藥后，釋放的有效載荷迅速進(jìn)入體循環(huán)，當(dāng)然，也有部分有效載荷由于連接子的不穩(wěn)定有關(guān)。連接劑主要有兩類：可裂解的和不可裂解的?？闪呀膺B接子旨在利用細(xì)胞內(nèi)或腫瘤細(xì)胞外環(huán)境特有的微環(huán)境，在體循環(huán)中有良好穩(wěn)定性。但在實踐過程中發(fā)現(xiàn)，可裂解的連接子在血漿中可迅速裂解，導(dǎo)致有效載荷在到達(dá)靶組織前過早釋放。親脂性有效載荷通過質(zhì)膜表現(xiàn)出高滲透性，因此，釋放的有效載荷有效地進(jìn)入非靶向細(xì)胞，可能導(dǎo)致細(xì)胞毒性。例如，第一代基于calicheamicin的ADC中使用的腙連接子將吉妥珠單抗與奧佐米星偶聯(lián)，在細(xì)胞溶酶體的酸性環(huán)境中（即通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞）進(jìn)行釋放。然而，該連接體在血漿中快速水解，在ADC與靶抗原接觸之前導(dǎo)致大量的有效載荷釋放，并減少了傳遞到靶細(xì)胞的完整ADC的比例（作用機(jī)制見圖2）。
圖2 gemtuzumab ozogamicin作用機(jī)制
具有可裂解連接子的ADC可能被認(rèn)為是前藥，并且100%的給藥藥物（即有效載荷）最終通過連接子水解被釋放。在大多數(shù)情況下，可以預(yù)期有效載荷的清除（CL）過程，如腎過濾、膽道排泄等，其中消除途徑和自由有效載荷CL的效率不受有效載荷釋放部位的影響（即在血漿中由于過早水解，或在內(nèi)吞后的靶向或非靶向細(xì)胞內(nèi)）。基本藥代動力學(xué)理論預(yù)測，血漿中釋放的有效載荷的累積暴露量（例如，通過游離有效載荷血漿濃度與時間曲線下的累積面積，AUC）是ADC或有效載荷劑量和有效載荷CL的簡單函數(shù)（即，AUC=劑量/CL）。因此，穩(wěn)定性較差的連接子不太可能影響血漿中有效載荷的AUC。然而，穩(wěn)定性較差的連接子會降低靶位點中有效載荷相對于血漿的暴露比率，因此穩(wěn)定性較差的連接子會降低on-site與off-site ADC細(xì)胞毒性的比率（相對于毒性降低療效）。隨著連接子技術(shù)的發(fā)展，ADC的穩(wěn)定性也逐漸提高（相對于第一代ADC的穩(wěn)定性）。然而，由于肽基連接子的血漿蛋白敏感性、含有二硫鍵或馬來酰亞胺基團(tuán)的連接子可與血漿中的活性硫醇反應(yīng)、烷基氨基甲酸酯對血清血清酯酶敏感，致使有效載荷在體循環(huán)中非選擇性且過早的釋放。
與可裂解連接子相比，不可裂解連接子在血漿中更穩(wěn)定，但需要ADC進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，通過蛋白水解才能解離、代謝。這些代謝物通常由連接在抗體偶聯(lián)氨基酸殘基上的完整連接子有效載荷組成，如曲妥珠單抗-美坦新偶聯(lián)物解離的賴氨酸-SMCC-DM1或belantamab mafodotin解離的半胱氨酸-MC-MMAF。這些代謝物通常帶有電荷，細(xì)胞膜滲透性差。使用非可裂解連接子的ADC表現(xiàn)出較高的耐受性，這可能與釋放的有效載荷脫靶毒性降低有關(guān)，但具有可裂解連接子的ADC通常表現(xiàn)出更好的療效，其中的原因可能是由于旁觀者效應(yīng)（(bystander cell)），即，腫瘤細(xì)胞周圍的細(xì)胞(圖3)，包括異質(zhì)性腫瘤細(xì)胞和上述的轉(zhuǎn)移瘤細(xì)胞，這些附近的癌細(xì)胞可以是Ag+或Ag-的。而旁觀者效應(yīng)就是藥物也能將這些細(xì)胞殺死。
圖3 ADC的旁觀者效應(yīng)示意圖
具有親脂性有效載荷和可裂解連接子的ADC，占目前批準(zhǔn)的ADC 80%以上，是治療與異質(zhì)性抗原表達(dá)或抗原/ADC內(nèi)化速度較慢相關(guān)瘤種的首選。除了增加抗腫瘤效力外，旁觀者效應(yīng)還會加劇ADC的脫靶毒性，因為正常組織中親脂性膜透性，有效載荷的分布增加。
除了釋放的有效載荷通過質(zhì)膜被動擴(kuò)散進(jìn)入非靶向細(xì)胞外，完整ADC的非特異性內(nèi)吞作用也可能有助于有效載荷的off-site傳遞。非特異性的內(nèi)吞作用可能受到ADC疏水性和電荷的影響。由于ADC平臺中使用的大多數(shù)藥物連接子是高度親脂性的，ADC的疏水性通常與藥物載量成正比（即藥物-抗體比，DAR）。Hamblett等人的一項研究中，對幾種含有2、4和8的抗CD30-vc-MMAE ADC進(jìn)行了體內(nèi)藥代動力學(xué)、藥效和毒性評估。與DAR值較低的ADC相比，DAR值較高的ADC具有更快的全身清除率，且耐受性較低、治療指數(shù)較窄。同樣，Sun等人證明，與DAR低于6的ADC相比，DAR為10的甲烷共軛ADC的清除率高5倍，體內(nèi)療效和耐受性降低。與DAR大于5.5（體重減輕7-9%）相比，低DAR ADC（2和3.5）治療的小鼠體重減輕較輕（體重減輕約為4%）。此外，他肝臟中DAR較高的ADC分布顯著升高，可能是由于Kupffer細(xì)胞和肝竇內(nèi)皮細(xì)胞的非特異性攝取有關(guān)。
帶正電荷的分子通常由于離子吸引到帶負(fù)電荷的細(xì)胞膜而增加了電荷介導(dǎo)的內(nèi)吞。多項臨床前研究表明，IgG抗體的血漿清除率和組織分布與其等電點（pI）相關(guān)。例如，有研究表明，與中性或帶負(fù)電荷的抗體相比，帶正電荷的抗體在小鼠肝臟和脾臟中表現(xiàn)出較高的攝取，血漿暴露減少。
脫靶受體介導(dǎo)的ADC攝?。鹤鳛槊庖呦到y(tǒng)的一部分，IgGs通過抗體恒定（Fc）域與免疫細(xì)胞表面表達(dá)Fc的受體相互作用，與不同類型的免疫細(xì)胞進(jìn)行信號傳導(dǎo)。與IgG相互作用的主要Fc受體類型之一是Fcγ受體（FcγR）。與Fc結(jié)構(gòu)域結(jié)合可能導(dǎo)致免疫細(xì)胞中ADC的靶向非依賴性攝取和毒性。據(jù)研究表明，F(xiàn)cγRs可能與赫賽萊（T-DM1）治療相關(guān)的血小板減少癥有關(guān)。血小板減少被認(rèn)為是一種非靶點依賴毒性，因為血小板和血小板形成巨核細(xì)胞（MKs）沒有T-DM1的靶點HER-2的表達(dá)。T-DM1對成熟的MK影響最小，同時被內(nèi)化，在分化來自人骨髓的MK時表現(xiàn)出強(qiáng)大的細(xì)胞毒性。脫靶毒性似乎是通過FcγRIIa介導(dǎo)的，阻斷FcγRIIa結(jié)合可以抑制T-DM1的攝取。間質(zhì)性肺?。↖LD）/肺炎是與抗HER2 ADC治療相關(guān)的普遍危及生命的不良事件之一。然而，ADC誘導(dǎo)的ILD的潛在原因目前尚不清楚。在最近發(fā)表的一項研究中，Kumagai等人證實了曲妥珠單抗在肺泡巨噬細(xì)胞中的分布較多，鑒于肺泡巨噬細(xì)胞表達(dá)過量的FcγR，且肺泡低表達(dá)HER2，F(xiàn)c介導(dǎo)的非特異性攝取可能有助于ADC誘導(dǎo)的ILD。對去除FcγR結(jié)合的ADC研究可能有助于確定FcγR在ADC誘導(dǎo)的ILD中的作用。
除FcγRs外，甘露糖受體（MR）結(jié)合和受體介導(dǎo)的內(nèi)化也是介導(dǎo)ADC脫靶肝毒性的潛在機(jī)制。受體介導(dǎo)的MR攝取是關(guān)鍵清除機(jī)制之一。例如，在人體中，具有高水平甘露糖基化作用的治療性IGg的全身清除速度明顯快于正常的IGg。Kogelbegs等人證實了MR介導(dǎo)的肝竇內(nèi)皮細(xì)胞（SECs）對甘露糖化抗體酶融合蛋白MFECP1的攝取。MR抑制劑甘露聚糖對MFECP1清除有明顯抑制作用。此外，與ADC治療相關(guān)的急性血小板減少癥和竇性梗阻綜合征（SOS）與肝臟SECs的變性和丟失有關(guān)。因此，MR介導(dǎo)的肝SECs攝取可能是ADC靶向非依賴性肝毒性的主要原因。
“Off-Site和On-Target”毒性：盡管有證據(jù)表明，有效載荷介導(dǎo)的脫靶機(jī)制導(dǎo)致大多數(shù)ADC毒性，但ADC與健康組織中表達(dá)的靶抗原的結(jié)合也可能導(dǎo)致顯著的毒性。例如，40%的患者在使用恩諾單抗（enfortumab vedotin）會出現(xiàn)味覺障礙，這是由于ADC靶點（nectin-4）在唾液腺中的表達(dá)導(dǎo)致的，事實上，這種毒性在使用其他已批準(zhǔn)的MMAE-ADC治療的患者中并不常見。如上示例所示，ADC產(chǎn)生的毒性與有效載荷無關(guān)。反之亦然，用不同有效載荷構(gòu)建的ADC表現(xiàn)出相同的毒性，由此也可推斷出該毒性是靶點介導(dǎo)的。
值得關(guān)注的是，應(yīng)用相同的ADC來治療不同的腫瘤可能會導(dǎo)致不同的毒性。例如，嚴(yán)重皮疹是Glembatumumab vedotin (CDX-011)的劑量限制毒性之一，這可能是與靶點gpNMB在皮膚中表達(dá)相關(guān)。在給予相同劑量的CDX-011后，4%的晚期乳腺癌患者出現(xiàn)≥3級皮疹，而晚期骨髓瘤患者出現(xiàn)率高于30%。瘙癢和脫發(fā)在黑色素瘤患者中發(fā)生率也高于乳腺癌患者（分別為63%和65%和21%和25%）。這一現(xiàn)象背后的機(jī)制尚不清楚，但可能與這兩種腫瘤對健康細(xì)胞中g(shù)pNMB表達(dá)有關(guān)。在另一個例子中，LOP628，一種抗KIT-SMCC-DM1的ADC，在一些患者中引起了危及生命的快速過敏反應(yīng)（HSR），導(dǎo)致終止臨床開發(fā)。HSR的主要原因是由于抗KIT單克隆抗體共同參與KIT和FcγRs，引起肥大細(xì)胞脫顆粒。由于這種特殊的情況提出了一種獨特的機(jī)制，即靶點介導(dǎo)的毒性不涉及對抗原表達(dá)細(xì)胞的相關(guān)毒性，而是通過共刺激信號通路激活免疫系統(tǒng)來發(fā)揮作用。此外，靶細(xì)胞抗原在健康組織中的表達(dá)并不總會導(dǎo)致靶細(xì)胞毒性。例如，膜相關(guān)粘蛋白MUC16在人眼表上皮中表達(dá)；然而，在臨床試驗中，使用抗MUC16 MMAE-ADC治療的患者沒有發(fā)生眼部毒性。TROP-2在各種組織中廣泛表達(dá)；然而，sacituzumab-govitecan（戈沙妥珠單抗），一種結(jié)合了抗TROP2 SN-38的ADC，其臨床毒性特征與SN-38有效載荷的臨床毒性特征基本相似，提示其毒性機(jī)制可能由脫靶造成。戈沙妥珠單抗的低靶標(biāo)毒性可能與：（1）與腫瘤相比，非惡性組織中TROP2表達(dá)量有限；（2）由于其表達(dá)不足，無法誘導(dǎo)毒性反應(yīng)；（3）與腫瘤組織相比，正常組織對SN-38有效載荷的敏感性較低。此外，由于戈沙妥珠單抗使用pH敏感連接子，在酸性環(huán)境中釋放有效載荷，相對于腫瘤，在正常組織的細(xì)胞外液中pH較高，這可能也是導(dǎo)致該ADC低靶點介導(dǎo)的毒性原因之一。
ADCs臨床毒性分析
ADC相關(guān)的劑量限制性毒性
中性粒細(xì)胞減少：中性粒細(xì)胞占粒細(xì)胞的40%至70%，是先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分，中性粒細(xì)胞通過造血干細(xì)胞的分化在骨髓中快速產(chǎn)生（大約每天1011個細(xì)胞）。它們的血液循環(huán)半衰期相對較短（大約一天）。與其他壽命較長的骨髓細(xì)胞，包括血小板（8天）和紅細(xì)胞（120天）相比，這些獨特的特征使中性粒細(xì)胞更容易受到抗腫瘤藥物的影響。骨髓中造血細(xì)胞分裂的中斷往往導(dǎo)致中性粒細(xì)胞的減少，并導(dǎo)致對嚴(yán)重感染。嚴(yán)重中性粒細(xì)胞減少是一種常見的劑量限制毒性，與大多數(shù)使用纈氨酸-瓜氨酸可切割連接物子MMAE-ADC相關(guān)，包括brentuximab vedotin（維布妥昔單抗）、polatuzumab vedotin（Polivy®）、enfortumab vedotin（PADCEV）和tisotumab vedotin（Tivdak™）。
ADC相關(guān)的中性粒細(xì)胞減少與累積血漿暴露于釋放的有效載荷相關(guān)。具有細(xì)胞膜通透性的有效載荷很容易分布到骨髓和分化的造血細(xì)胞中。骨髓室細(xì)胞外液中完整ADC的解離也可能導(dǎo)致骨髓毒性，因為分化的中性粒細(xì)胞分泌絲氨酸蛋白酶，可以切割A(yù)DC連接子。除了上述脫靶機(jī)制外，靶點依賴機(jī)制也可能有助于靶向白血病抗原的ADC的中性粒細(xì)胞減少。在最近的一項系統(tǒng)分析中，Haubner等人量化了白血病干細(xì)胞的表達(dá)。其中一些基因，包括CD33、CD123和CLL-1，不僅在白血病干細(xì)胞中有高表達(dá)水平，而且在正常的造血干細(xì)胞/祖細(xì)胞中也有高表達(dá)水平，而CD33、CD123和CLL-1是中性粒細(xì)胞產(chǎn)生的前體。
血小板減少（癥）：血小板減少癥是一種常見的脫靶毒性，與利用穩(wěn)定連接子（SMCC-DM1或mc-MMAF）的ADC以及DNA交聯(lián)有效載荷calichamicin有關(guān)。例如，99%的急性髓系白血病患者和42%的接受吉妥珠單抗奧唑米星治療的急性淋巴細(xì)胞白血病患者發(fā)生≥3級血小板減少。據(jù)報道，14.5%接受trastuzumab emtansine治療的乳腺癌患者和21%接受belantamab mafodotin治療的多發(fā)性骨髓瘤患者出現(xiàn)≥3級血小板減少。
血小板減少癥的確切機(jī)制尚不清楚。通過FcγR介導(dǎo)或微胞吞作用途徑分化巨核細(xì)胞時，ADCs的非特異性攝取可能的原因之一。然而，ADC相關(guān)血小板減少的臨床表現(xiàn)通常發(fā)生在24 h內(nèi)，明顯短于血小板8-10天的壽命。事實上，Guffroy等人表明，以卡奇霉素為基礎(chǔ)的ADC，給予食蟹猴3天后表現(xiàn)出竇上皮細(xì)胞損傷，肝竇內(nèi)血小板明積累，這與血清中血小板減少相吻合。
周圍神經(jīng)病變：周圍神經(jīng)病變的臨床表現(xiàn)包括感覺相關(guān)癥狀，如四肢麻木、刺痛和四肢疼痛，或在較小程度上，運動相關(guān)癥狀，如肌肉無力。周圍神經(jīng)病變是一種常見的毒副作用，與接受微管蛋白抑制化療藥物相關(guān)。類似地，周圍神經(jīng)病變是一種劑量限制脫靶毒性，與ADC利用微管蛋白抑制劑有效載荷連接可分裂的連接物，如vc-MMAE、SPP-DM1和SPDB-DM4相關(guān)。周圍神經(jīng)病變的機(jī)制是體循環(huán)釋放游離有效載荷引起的軸索性周圍神經(jīng)病有關(guān)。盡管外周神經(jīng)元沒有顯著增殖，但功能性微管對蛋白質(zhì)從細(xì)胞體運輸?shù)竭h(yuǎn)端突觸至關(guān)重要。因此，通過微管蛋白抑制有效載荷破壞微管可能導(dǎo)致周圍神經(jīng)病變。
眼毒性：眼毒性是含有SPDB-DM4連接子-有效載荷的ADC關(guān)鍵脫靶劑量限制毒性之一，如cantuzumab ravtansine、mirvetuximab soravtansine、coltuximab ravtansine,或者含有mc-MMAF 的ADC, 如belantamab mafodotin、AGS-16C3F、SGN-75。眼睛對ADC細(xì)胞毒性的易感性可能是由于眼部充足的血液供應(yīng)，快速分裂的上皮細(xì)胞群的存在，以及靶點在眼部的高表達(dá)有關(guān)。在臨床應(yīng)用中，ADC相關(guān)的眼部不良事件的癥狀包括視力模糊、角膜炎、干眼癥和微囊性上皮損傷。與aADC相關(guān)的眼部毒性的機(jī)制目前尚不清楚。也有專家認(rèn)為通過大胞吞作用對完整ADC的非特異性攝取是ADC脫靶眼毒性的機(jī)制。下表總結(jié)了與ADC治療相關(guān)的常見劑量限制毒性。
表1 與有效載荷相關(guān)的劑量限制毒性
減少毒性的策略
含有抑制有絲分裂有效載荷ADC的高損耗率是導(dǎo)致臨床試驗毒副作用的主要原因。往往劑量的升高，在增加毒副作用的同時，療效也有所提高。但升高劑量，危及生命的發(fā)生率增加，臨床開發(fā)受到一定限制。例如，vadastuximab talirine，CD33 PBD-ADC，在AML患者中達(dá)到了70%的完全緩解率；然而，由于發(fā)生了一些與治療相關(guān)的致命事件，vadastuximab talirine的臨床開發(fā)已終止。FDA的一項分析發(fā)現(xiàn)，2013年至2017年間，針對PBD偶聯(lián)的ADC，47%的新藥申請已經(jīng)停止，其原因主要是出于安全考慮。這些結(jié)果表明，由于ADC的毒副作用，使其臨床應(yīng)用的劑量低于有效劑量，從而限制了ADC的臨床開發(fā)。
有效載荷/連接子偶聯(lián)技術(shù)：采用傳統(tǒng)的氨基賴氨酸殘基或巰基半胱氨酸殘基非特異性偶聯(lián)方法導(dǎo)致DAR和疏水性具有較大的異質(zhì)性。載藥范圍從無負(fù)載（DAR = 0）到高負(fù)載ADC（DAR≥6）。高負(fù)載的ADC在血漿中不穩(wěn)定，并在肝臟中表現(xiàn)出較高的非特異性攝取率，導(dǎo)致脫靶毒性增加。隨著技術(shù)迭代，已經(jīng)開發(fā)出來DAR值較為接近的ADC。第一個位點特異性偶聯(lián)策略是由Junutula等人開發(fā)的，通過定點偶聯(lián)將有效載荷連接到抗體CH1結(jié)構(gòu)域Ala114位置的半胱氨酸殘基上。通過基因工程在抗體的特定點插入半胱氨酸殘基，然后將將半胱氨酸的巰基（-SH）和毒素偶聯(lián)，形成位點專一的抗體偶聯(lián)藥物。這種技術(shù)被稱為Thiomab 定點偶聯(lián)。
除了位點特異性偶聯(lián)外，經(jīng)修飾改良的連接子還可以改變ADC的疏水性，降低毒性。連接子聚乙二醇化增加了ADC的親水性，從而提高了PK、耐受性和療效。自裂解連接劑（self-immolative linker）的發(fā)展也提高了ADC的穩(wěn)定性和耐受性。20世紀(jì)80年代初，Carl等人開發(fā)了paraaminobenzyloxycarbonyl（PABC）自裂解連接劑，用于前藥設(shè)計。從那時起，PABC連接子被廣泛應(yīng)用于ADC，特別是MMAE偶聯(lián)的ADC。ADC內(nèi)化到靶細(xì)胞后，被溶酶體酶裂解，vc-PAB-MMAE連接子/有效載荷中的PABC間隔層經(jīng)過級聯(lián)分解反應(yīng)，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)MMAE的釋放。與早期可裂解連接子相比，vc-PABC連接子具有優(yōu)越的等離子體穩(wěn)定性和更好的毒性，如基于卡奇霉素的ADC中使用的pH敏感連接子或基于DM1的ADC中使用的含有二硫鍵連接子，該連接子技術(shù)已經(jīng)取得了成功，在FDA批準(zhǔn)的12個ADC中有4個基于MMAE-ADC使用該連接子。此外，PABC連接子也被用于基于PBD ADC的開發(fā)。最近，Pillow等人開發(fā)了復(fù)雜的自裂解連接劑，使細(xì)胞毒性有效載荷能夠直接偶聯(lián)到工程化半胱氨酸殘基上（圖4）。工程化半胱氨偶聯(lián)可以使得細(xì)胞毒性載荷均勻分布在整個ADC。IgG類抗體含有8個半胱氨酸鍵，可以通過特異性工程獲得DAR值為2-4的ADC類藥物。輝瑞等多家公司都使用該技術(shù)作為ADC藥物偶聯(lián)方式。與傳統(tǒng)ADC相比，這些ADC在臨床前階段顯示出巨大的潛力和耐受性。與傳統(tǒng)的肽-PABC連接子技術(shù)相比，該技術(shù)提高了PBD-ADCs的耐受性。傳統(tǒng)的肽-ADC和自裂解二硫醚-ADC均表現(xiàn)出相似的體內(nèi)效價。但就毒副作用而言，自裂解ADC在大鼠中MTD高達(dá)10 mg/kg，但用5 mg/kg劑量的肽-ADC干預(yù)的動物體重明顯減輕。
圖4 含S-S鍵自裂解連接子的ADC
抗體修飾：由于大多數(shù)ADC的靶點在健康組織中也有一定程度的表達(dá)，ADC結(jié)合在這些組織中傳遞細(xì)胞毒性有效載荷可導(dǎo)致“on-target off-site”毒性。為了減少on-target毒性，多肽偶聯(lián)藥物（PDC）被開發(fā)出來，PDC與ADC有異曲同工之妙，但PDC則在某種程度上克服ADC的一些缺陷。與ADC藥物相比，PDC藥物分子量更小，具有更好的組織穿透性，沒有免疫原性或較低；另外與抗體復(fù)雜的生產(chǎn)工藝相比，PDC更易合成、純化和鑒定，成本也較低。近年來，隨著環(huán)化技術(shù)、噬菌體展示技術(shù)和mRNA展示技術(shù)應(yīng)用于靶向肽的篩選， PDC藥物的開發(fā)迎來了加速發(fā)展。PDC有望成為繼小分子靶向藥、抗體藥物、ADC之后的下一代靶向藥物。PDC與傳統(tǒng)化療藥物和ADC的比較見下表
表2 PDC與傳統(tǒng)化療藥物和ADC的比較
另一種降低on-target毒性的方法是通過開發(fā)雙特異性抗體。這種方法增強(qiáng)了選擇性，因為ADC結(jié)合只在兩種抗原高共表達(dá)的細(xì)胞上觀察到。研究表明，與HER2+/EGFR-或HER2-/EGFR+細(xì)胞相比，抗HER2/EGFR雙特異性抗體對HER2+/EGFR+細(xì)胞的體外結(jié)合選擇性顯著提高。
優(yōu)化給藥方案：gemtuzumab ozogamicin最初于2001年被批準(zhǔn)用于治療CD33陽性AML，劑量為9 mg/m2，至少間隔兩周。然而，在該給藥頻率與劑量水平下觀察到嚴(yán)重毒性反應(yīng)，包括血小板減少（99%）、中性粒細(xì)胞減少（97%）、≥3級高膽紅素血癥（23%）和≥3級丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶或天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶水平升高，但療效沒有顯著改善。因此，gemtuzumab ozogamicin于2010年退出市場。最近，引入了ADC的分級給藥，患者在給藥周期的第1、第4和第7天接受9 mg/m2劑量，超過3次3 mg/m2劑量，毒性反應(yīng)更小。gemtuzumab ozogamicin的PK/PD分析表明，其毒性是由峰值血漿濃度（Cmax）驅(qū)動的，而其療效是由暴露（AUC）驅(qū)動的。
總結(jié)
ADC 藥物設(shè)計的本質(zhì)是利用抗體的高選擇性靶向運輸能力將具有生物學(xué)效應(yīng)的小分子藥物，如細(xì)胞毒小分子藥物高效地遞送至病灶發(fā)揮治療作用，既是一種新型藥物分子，又是一種靶向遞送系統(tǒng)。在這一體系內(nèi)，抗體、鏈接體、小分子以及偶聯(lián)技術(shù)等關(guān)鍵要素都需要作為一個整體來綜合考慮，針對靶點的生物學(xué)特征以及疾病的特性和機(jī)理，選擇合適的組件和技術(shù)對于開發(fā)成功的ADC藥物至關(guān)重要。為了進(jìn)一步發(fā)掘ADC藥物的潛力國內(nèi)外在各個關(guān)鍵要素上都正在進(jìn)行大量的研究為開發(fā)新一代的ADC藥物持續(xù)充實工具庫，并提供源源不斷的新思路。這些新思路包括:選擇靶向腫瘤微環(huán)境的抗體并結(jié)合使用細(xì)胞外釋放機(jī)制的鏈接體藥物，解決靶點相關(guān)的耐藥性;使用分子質(zhì)量較小的抗體片段或者納米抗體開發(fā)ADC，提高腦瘤組織穿透力；選擇親水性更好的鏈接體改善ADC的載藥量和理化性質(zhì): 使用不同作用機(jī)制的小分子藥物，降低毒副作用并拓展ADC藥物的應(yīng)用領(lǐng)域:選擇定點偶聯(lián)技術(shù)改善載藥均一性和藥代動力學(xué)特性等。相信在ADC 領(lǐng)域研究者的共同努力下，克服現(xiàn)有 ADC的缺點和挑戰(zhàn)，下一代的ADC藥物將會給腫瘤的靶向治療帶來新驚喜，使更多的腫瘤患者獲益。另外，作為一種遞送系統(tǒng)相信將來ADC藥物必將用于更加廣泛的領(lǐng)域，如中樞神經(jīng)疾病、遺傳疾病和感染性疾病等領(lǐng)域，作為真正高效的“魔法子彈”去消滅疾病，拯救生命。
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