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在過去的三十年里，癌癥患者的治療格局發(fā)生了翻天覆地的變化。最初，化療具有顯著的臨床益處，然而，化療藥物的使用涉及到非特異性藥物的潛在益處和全身毒性之間的不斷權衡。單抗和靶向治療的出現(xiàn)，如利妥昔單抗和曲妥珠單抗，徹底改變了臨床腫瘤學的治療手段。最近，免疫檢查點抑制劑（ICIS）和雙特異性抗體被批準用于癌癥患者的治療。

最初由Ehrlich描述的抗體-藥物結合物（ADC）是另一種很有前途的治療方案，它將有毒藥物直接輸送到腫瘤細胞中，通過定向抗體選擇性地與腫瘤細胞結合，提供高效而安全的效果，為靶抗原上的特定表位提供特殊的親和力和特異性。ADC的概念最初是在20世紀70年代提出的，但直到20世紀90年代才開發(fā)出第一批ADC并在臨床試驗中進行了測試，ADC這種治療方法可以更精確地靶向癌細胞，目前有幾個ADC已獲批準并用于臨床實踐。

1.ADC結構

ADC的成分是人源化單抗，與腫瘤特異性或相關抗原結合，并通過分子可切割或不可切割連接體結合具有抗腫瘤活性的細胞毒性藥物。

圖1 ADC結構示意圖

T靶抗原選擇與抗體

ADC定位腫瘤細胞的導向信號是腫瘤細胞表面表達的靶抗原。靶抗原必須只在腫瘤細胞中表達或主要在腫瘤細胞中表達，在正常組織中表達極少或可忽略，以將非靶標損傷降至最低。僅在腫瘤細胞表面表達的抗原是ADC的極好靶點。隨著許多特定的ADC已經獲得批準，另一些正在開發(fā)中，血液系統(tǒng)惡性腫瘤表達的譜系特異性抗原已被徹底調查為理想的候選。然而，這一概念不適用于實體瘤，實體瘤中表達的抗原主要是“腫瘤相關的”而不是“腫瘤特異性的”，這意味著在腫瘤細胞和正常細胞上都有表達。

該抗體由兩個抗原結合片段（Fabs）和一個恒定片段（Fc）組成，抗原識別由Fabs介導，抗體與效應性免疫細胞的相互作用由Fc介導。整合的抗體應該對腫瘤的靶抗原具有高度的特異性，一個理想的抗體分子應該與目標抗原具有高的結合親和力，以及有效的內化和最小的免疫原性，并且應具有較長的血漿半衰期。免疫球蛋白是血清中免疫球蛋白的主要成分，因此目前用于ADC藥物的抗體主要是免疫球蛋白抗體，包括四種亞型，即IgG1、IgG2、IgG3和IgG4，IgG1亞型是最常用的抗體療法?？贵w介導的免疫效應功能包括激活補體復合體、激活免疫細胞、誘導抗體依賴性細胞毒（ADCC）和補體依賴性細胞毒（CDC），以及激活抗體依賴性細胞介導性吞噬（ADCP）。

細胞毒性的有效載荷

細胞毒性有效載荷是ADC的主要效應成分。目前，ADC的主要細胞毒性有效載荷包括有效的微管蛋白抑制劑（auristatin類似物和maytansine類似物）、DNA損傷化合物（duocarmazine，calicheamicins，和pyrrolobenzodiazepines）、RNA聚合酶II抑制劑（amanitin）和拓撲異構酶I抑制劑（deruxtecan，govitecan）。研究表明除了其效力之外，有效載荷的分子和物理化學特性對ADC的有效性也是及其重要的。

連接體

連接子將抗體連接到細胞毒性有效載荷，并有助于ADC的穩(wěn)定。這些連接體可以是不可切割的，需要更多的處理才能釋放有效載荷；可以是可切割的，此時它們與腫瘤特異性因素有關，如溶酶體酶或pH變化。研究表明，可切割接頭具有更有效地釋放細胞毒有效載荷的優(yōu)勢。然而，不可切割的連接子可以更具特異性地釋放其化療有效載荷，但抗體需要在可能影響有效載荷的溶酶體中完全降解。不可切割接頭與較高的血漿穩(wěn)定性和相對較長的半衰期有關。ADC可以通過一個重要的指標，即藥物抗體比率（DAR）進行分類。DAR代表附著在每個抗體上的細胞毒部分的數(shù)量，DAR高的ADC可能更有效，但其具有更快的藥物清除速度，并有可能增加毒性，然而DAR較低的ADC可能活性較低，但治療指數(shù)較高。

2. 特定ADCs在實體T腫瘤中的作用機制

表1 T-DM1、T-DXd、SG和EV被FDA批準的關鍵試驗

Trastuzumab Emtansine（曲妥珠單抗，T-DM1）

T-DM1是第一個根據(jù)EMILIA試驗結果批準用于轉移性乳腺癌（MBC）的ADC。T-DM1通過多種方法發(fā)揮作用，包括選擇性地將DM1輸送到HER2陽性的腫瘤細胞，曲妥珠單抗介導的HER2信號抑制，HER2胞外區(qū)脫落的預防和ADCC的誘導。

首先，T-DM1選擇性地與HER-2受體陽性細胞的IV亞區(qū)結合。結合后，ADC-受體復合體通過內吞作用內化到內吞體內。內吞囊泡要么發(fā)育加入溶酶體，要么被回收以ADC-受體復合體返回到質膜。T-DM1的抗體成分經歷溶酶體分解，釋放賴氨酸-MCC-DM1。MCC-DM1從溶酶體釋放后，有效地附著在微管蛋白上，阻止微管聚合，導致細胞周期停滯。

研究表明，T-DM1保留了曲妥珠單抗的作用機制，包括抑制HER2胞外結構域脫落，阻斷HER2信號通路，刺激先天和獲得性抗腫瘤免疫。其工作原理是減少下游磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）-AKT-哺乳動物雷帕霉素靶標（MTOR）和RAS-絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）-信號通路的配體無關激活。曲妥珠單抗的Fc結構域被自然殺傷細胞上的同源Fc受體識別，導致ADCC和由曲妥珠單抗標記的HER2陽性腫瘤細胞的破壞或吞噬。曲妥珠單抗與其他一些不太確定的作用模式有關，包括DNA修復抑制、細胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子p27Kip1的增加和血管生成的抑制。

Trastuzumab Deruxtecan（德曲妥珠單抗，T-DXd）

T-DXd是一種新一代的ADC，由人源化的抗HER2抗體通過四肽可切割連接子連接到強效拓撲異構酶I抑制劑（DXd）上，已被批準用于轉移性乳腺癌（MBC）患者。T-DXd可有效地靶向HER2低的腫瘤，以及其強大的細胞毒性有效載荷能夠靶向鄰近細胞。T-Dxd不僅在二線環(huán)境中取代了標準化療，并導致已經接受T-DM1治療的患者的無進展生存期（PFS）和總生存期（OS）的改善，而且在低HER2腫瘤患者中也表現(xiàn)出了活性。此外，T-DXd還被批準用于治療轉移性HER2陽性胃或胃食道交界部腺癌患者，這些患者之前接受了基于曲妥珠單抗的治療方案，以及根據(jù)DISTISTY-GUG01和DISTISTY-LUNG01第二階段試驗的結果治療過HER2突變的轉移性非小細胞肺癌（NSCLC）。

Sacituzumab Govitecan（戈沙妥珠單抗，SG）

作為伊立替康的活性代謝物，SN-38在化學上與人源化的單抗RS7 IgG1 Trop-2抗體相連，組成了SG。這是第一個根據(jù)IMMU-132-01和ASCENT試驗結果批準用于三陰性乳腺癌（TNBC）的ADC，還被批準用于免疫檢查點抑制劑（ICIs）進展后轉移性尿路上皮癌（mUC）的治療，以及最近在內分泌治療和至少兩個化療路線的進展后用于HR+/HER2-MBC的治療。SG與癌細胞上的Trop-2結合后被內化，使SN-38能夠在細胞內傳遞。

Enfortumab Vedotin（恩諾單抗，EV）

EV是一種由人IgG1抗脊髓灰質炎病毒受體-4抗體與甲基澳瑞他汀E（MMAE）偶聯(lián)而成的ADC，被批準為ICIs進展后mUC患者的單一療法。脊髓灰質炎病毒受體-4是一種最佳的治療靶點，因其在多種惡性腫瘤中過度表達，但在尿路上皮癌和乳腺癌中尤其常見。當EV附著到脊髓灰質炎病毒受體-4上并內化時，微管破壞物質MMAE在細胞內釋放，導致腫瘤細胞發(fā)生凋亡。EV抗腫瘤的作用還可以通過其他機制來調節(jié)，例如抑制直接結合、ADCC和補體依賴性細胞毒性的信號轉導。

3. 抗ADC機制的研究進展

由于ADC的結構復雜，其作用機制由多個步驟組成，從抗原表達和識別開始，通過內化和降解到細胞毒藥物釋放和細胞凋亡調節(jié)，可在任何水平發(fā)生耐藥。

表2 抗藥性的機制和抗藥性的克服

圖2 抗病機制與抗藥性的克服

抗原相關耐藥性

由于ADC通過靶向特定的抗原發(fā)揮作用，其耐藥機制之一與單抗識別這些抗原有關，腫瘤抗原表達的異質性也可能影響ADC的療效。

一種在ADC中尚未被臨床證實的潛在耐藥機制是抗原外結構域截短形式的積累。事實上，這一理論之前在曲妥珠單抗中得到了證實，表達全長受體的腫瘤對曲妥珠單抗表現(xiàn)出高反應，而截斷的P95 HER2表現(xiàn)出耐藥性。對ADC的敏感性也可以通過配體的存在來調節(jié)，如Heregulin，也稱為神經調節(jié)蛋白或NRG，一種屬于表皮生長因子（EGF）家族的蛋白質，通過促進HER2與HER3和HER4的異源二聚化來損害T-DM1的功效。

有效載荷抗性

除了抗原抗性外，腫瘤細胞還可能產生有效載荷抗性。有效載荷通過半胱氨酸（Cys）或賴氨酸（Lys）殘基與抗體結合，關于有效載荷，DAR在ADC效能中起主要作用。然而，沒有明確的數(shù)字說明最佳DAR。除有效載荷類型之外，共軛位置和平均DAR的位置也很重要。其他因素也可能影響這些值，如偶聯(lián)位點和藥物負載。

內化和流動路徑

一旦ADC與靶抗原結合，就可以通過內吞作用內化到癌細胞中。胞吞作用有多種途徑，包括ADC最常用的胞絲介導的胞吞作用（CME）、小泡介導的胞吞作用以及不依賴于胞絲-小泡蛋白的胞吞作用。每一種內吞途徑都受一組不同的蛋白質調控，如接頭蛋白（AP2）、動力蛋白、肌蛋白酶和磷脂酰肌醇二磷酸（PIP2），每一種蛋白在各種細胞過程中都起著特定的作用。

溶酶體功能

在與靶分子結合并通過受體介導的內吞作用內化后，ADC到達溶酶體，在那里化學或酶的裂解誘導細胞毒性物質的釋放。ADC耐藥的另一種機制與細胞毒性藥物從溶酶體腔內轉運到細胞質有關。這種機制在不可切割連接體中特別有趣，因為其可能需要一種特殊的轉運體才能被運送到細胞質中。

藥物泵

ATP-結合轉運蛋白（ABC）的過表達在化療耐藥中起主要作用，許多癌癥類型的轉運蛋白表達與化療反應降低之間存在相關性。這些外排泵增強了藥物從細胞中擠出，并可能導致多藥耐藥（MDR）表型腫瘤的出現(xiàn)。

細胞周期

研究發(fā)現(xiàn)，活躍周期的白血病細胞比靜息狀態(tài)的白血病細胞對化療更敏感。因此，細胞周期影響腫瘤反應。另一種被提出的抵抗T-DM1的機制與細胞周期蛋白B的水平有關，周期蛋白B是一種參與G2-M轉換的細胞周期蛋白。Sabbaghi等人設計了一個T-DM1耐藥的實驗，比較了親本細胞和耐藥細胞的細胞和分子效應。兩組有相似的HER2表達、結合和細胞內攝取。然而，研究人員檢測到周期蛋白B1在敏感細胞中積累，而不是在耐藥細胞中積累。此外，細胞周期蛋白B1水平的沉默導致耐藥細胞的部分增敏。這證明細胞周期蛋白B1水平表明T-DM1在細胞凋亡中的有效性。

信號通路激活

信號通路的激活可能是腫瘤細胞對ADC產生耐藥的機制之一?？杀患せ畹男盘柾分皇荘I3K/AKT/mTOR通路，參與細胞的生存、生長和代謝。該通路激活可能導致對ADC的敏感性降低，細胞毒性有效載荷的有效性降低，并延長細胞存活時間。此外，Wnt/β-Catenin通路的激活也可以促進對ADC的抵抗。Wu等人描述了WNT3在曲妥珠單抗耐藥中的作用，WNT3的過表達導致這些細胞中β-連環(huán)蛋白的表達增加，生長速度和侵襲力增加，以及曲妥珠單抗耐藥性增加。這些仍是ADC的潛在耐藥機制，但尚未得到證實。

細胞凋亡調控失調

最后，細胞凋亡調節(jié)的任何變化都可以改變對ADC的敏感性。大多數(shù)數(shù)據(jù)來自血液系統(tǒng)惡性腫瘤，BCL-2和BCL-XL的過度表達與吉珠單抗、奧佐格米星或布妥昔單抗維多丁相關。

總結

盡管ADC技術取得了重大進步，但仍然面臨重大挑戰(zhàn)。如前所述，對ADC的耐藥性可通過多種機制產生，其中一些機制尚不完全清楚。因此，無論是通過新的ADC設計還是通過聯(lián)合治療，克服ADC耐藥性的策略的開發(fā)都是一個復雜而持續(xù)的研究領域。

一個問題是腫瘤的異質性和ADC對低抗原表達的腫瘤細胞的低效。Golfier等人研究了雷星-阿奈妥單抗的療效，雷星-阿奈妥單抗是一種靶向蛋白間皮素的ADC，在治療具有不同靶向表達的腫瘤方面的效果。研究發(fā)現(xiàn)，雷星-阿奈妥單抗在體外和體內都顯示出強大的抗腫瘤活性，通過旁觀者效應選擇性地靶向和殺死表達間硫蛋白的腫瘤細胞，旁觀者效應涉及將藥物轉移到不表達目標蛋白的鄰近細胞。

Li等人進行的另一項研究調查了有效載荷釋放量對ADC效力的影響。隨著有效載荷釋放率的提高，人們注意到了更大的效力和更強的旁觀者效應，這表明了一種可能有助于繞過耐藥并提高ADC療效的策略。這種所謂的旁觀者效應不僅取決于細胞毒連接物中的電荷，還取決于細胞毒有效載荷的作用機制和鄰近細胞的接近程度，使其成為一個相當復雜的現(xiàn)象。要充分優(yōu)化這種方法，還需要進一步的研究。旁觀者效應是已報道的利用T-DXd克服對T-DM1耐藥性的機制之一。

另一個有希望的低抗原表達的解決方案是使用新的雙特異性或雙抗原單抗。這一點已經在HER2上得到了證明。一種新設計的雙降壓ADC顯示出獨特的特征，并顯示出對T-DM1耐藥和低HER2低腫瘤的益處，這種優(yōu)勢是通過瞄準HER2的兩個不同表位，從而誘導HER2受體簇，加強內化，并將內部販運從循環(huán)轉向降解來確保的。

此外，最近公布了研究澤尼達妥單抗（ZW49）的I期試驗的初步結果，ZW49是一種針對實體腫瘤中兩個不重疊的HER2表位的雙特異性抗體。這是首次進行人體試驗，并發(fā)現(xiàn)ZW49的安全性可控，應答率約為31%，疾病控制率約為70%。這些數(shù)字令人鼓舞，最終可能推動進一步的臨床發(fā)展。

最后，克服耐藥性的另一種方法是聯(lián)合治療。將ICIs添加到ADC可能上調CD8+效應T細胞到腫瘤部位并改善應答，這一點在不同的試驗中進行了調查。目前正在進行幾個不同組合的Ib期試驗。事實上，聯(lián)合治療不僅限于免疫治療，因為TKI+TDM1或T-DXd的聯(lián)合治療也在幾個I、II和III期試驗中進行可能的協(xié)同效應評估。

另一種不同的組合策略依賴于靶向Hereglin或NRG1，這是一種激活HER3受體的配體，已知參與了抗HER2治療的耐藥性的形成。研究了曲妥珠單抗、T-DM1和派妥珠單抗聯(lián)合治療HER2陽性的療效。研究人員發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合治療抑制了NRG1/HER3信號通路，最終導致更多的腫瘤抑制和延長的腫瘤消退。Schwarz等人進一步討論發(fā)現(xiàn)耐藥細胞系HER3和NRG1表達增加。用PAN-HER治療誘導ERBB受體下調，并最終導致T-DM1耐藥細胞系的腫瘤退化。此外，在表達NRG1的細胞中使用HER3中和抗體，這些細胞對T-DM1具有抵抗力，使它們重新敏感。

目前，ADC是一類重要的癌癥治療藥物，目前有幾種FDA批準的ADC可用于各種癌癥的治療。盡管癌癥治療有了很大的進步，但先天和后天的耐藥性仍然是成功治療的主要障礙。

文獻來源：Mechanisms of Resistance to Antibody-Drug Conjugates