编译丨郭跃龙
癌症治疗的各种副作用一直是困扰着医生以及研究人员的一大难题。如何让药物在灭杀癌细胞的同时,尽量减少对健康细胞的损伤,一直是研究关注的焦点。抗体偶联药物(Antibody-drug conjugates,ADC)从设计之初就希望能够将治疗药物直接送达癌细胞,而不影响健康的细胞。抗体偶联药物最早于20世纪60年代的动物模型中就被提出过,然而直到五十余年的研究后,随着生物技术和药物工程的进步,以Seattle Genetics的Brentuximab vedotin和罗氏的Trastuzumab emtansine为首的二代ADC获得FDA批准,抗体偶联药物这一概念才开始引起广泛关注。至今,已有十余种抗体偶联药物获得FDA批准。
今天,我们借着一篇发表在Nature子刊 precision oncology上的一篇名为Antibody-drug conjugates in lung cancer: dawn of a new era的综述文章,为大家简单讲讲抗体偶联药物。
抗体偶联药物是近年来增长速度最快的肿瘤药物类别之一。ADC结合了细胞毒性和靶向治疗的优势,能够将高效的细胞毒性药物精准地递送到癌细胞。ADC的作用机制很复杂,涉及抗体与肿瘤细胞上特异性表达的靶抗原结合、随后被肿瘤细胞内化、连接物的破坏,最后在药物的释放。
虽然这看起来是一个简单的过程,但实际情况要复杂得多。与现代癌症治疗中的其他药物相比,ADC 需要癌细胞的作用才能发挥主要功效。ADC 是精准医学的代表——“生物寻的导弹”,可以专门针对肿瘤细胞,从而增加对特定选定肿瘤细胞特异性的药物输送。
这也对应着抗体偶联药物结构的三个主要部分:抗体、连接物、以及有效成分。
抗体:ADC中的抗体通常是嵌合体或人源的IgG单克隆抗体,它们靶向在肿瘤细胞表面表达量高的蛋白质。设计合适的抗原和抗体是ADC设计中至关重要的一部分。理想情况下,抗体应识别仅在肿瘤部位过量表达的蛋白,以避免将药物错误地投递到健康细胞。
连接物:连接物确保有效成分在血浆中附着在抗体上,但能在肿瘤细胞内有效释放。连接物可以是可裂解的或不可裂解的。可裂解的连接物会在肿瘤相关因子存在的环境下裂解,以精确释放ADC药物的有效成分。不可裂解的连接物则需要被溶酶体或蛋白酶内化,抗体降解,然后才发生裂解,导致药物有效成分的释放。
有效成分(payload):有效成分是ADC的重要组成部分,在被内化到肿瘤细胞后,对其肿瘤细胞施加强烈的细胞毒性。作为药物的有效成分,需要具有纳摩尔(nanomolar)和皮摩尔(picomolar)级别的高效细胞毒性(IC50),并在生理条件下稳定,并具备可与抗体结合的功能基团。
现代ADC有效成分大致可以分为四大类——奥里司他汀(抗微管蛋白)、马坦西类(抗微管蛋白)、卡利切霉素(DNA切割)和坎普托司汀(拓扑异构酶抑制剂)。这些有效成分通常通过诱导细胞凋亡(拓扑异构酶1抑制剂和卡利切霉素)或影响细胞的微管结构(奥里司他汀和马坦西类),从而诱导G2/M阻滞和通过抑制微管聚合诱导细胞凋亡。
在肺癌中,ADC药物的设计目前主要针对以下标靶蛋白:
HER2:人表皮生长因子受体2(HER2)是由erb-b2受体酪氨酸激酶2(ERBB2)基因编码的跨膜蛋白,属于ErbB或表皮生长因子受体(EGFR)家族。HER2已经是乳腺癌和胃癌中的一个确立靶点,而在肺癌治疗中,HER2也被作为潜在的ADC靶点进行研究。
HER3:人表皮生长因子受体3(HER3)ErbB/HER 蛋白激酶家族成员。虽然 HER3 本身不是癌蛋白,且缺乏酪氨酸激酶活性,但 HER3 与其他 RTK 形成异二聚体,通过PI3K/AKT/mTOR 信号通路以及 MEK/MAPK、Jak/Stat、Src 激酶信号传导,导致细胞增殖并最终促进癌细胞存活、增殖和进展。
Trop2:滋养层细胞表面抗原 (Trop2) 是一种跨膜糖蛋白,转导钙信号,介导细胞迁移,在许多上皮细胞肿瘤中表达。在肺癌中,在高达 64% 的腺癌(adenocarcinoma)和75% 的鳞状细胞癌(squamous cell carcinoma)中观察到Trop2 过度表达。
其他靶点:包括MET、NECTIN4、组织因子(TF)、CEACAM5、mesothelin和LIV1。文中用一张表格整理了正在进行的肺癌ADC药物的临床试验。

ADC作为一种癌症治疗药物,在有效性方面展现出巨大潜力,但也面临着如何减轻副作用和避免抗药性的挑战。随着科学的进步和不断研究,我们有理由相信这些挑战会被逐渐克服,ADC将为癌症治疗提供更多的可能性。
参考文献:
DOI: 10.1038/s41698-022-00338-9 NPJ Precision Oncology
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