前言

抗體偶聯(lián)藥物（ADC）是一種強大的抗癌治療方法，通過靶向特異性抗原的單克隆抗體與小分子細胞毒性藥物通過連接子鏈接而成。ADC利用抗體對其靶抗原的特異性，結(jié)合細胞毒性藥物的效力，選擇性地殺死表達靶抗原的腫瘤細胞。兼具傳統(tǒng)小分子化療的強大殺傷效應及抗體藥物的腫瘤靶向性。

在ADC的開發(fā)中，選擇在惡性細胞上高表達但在正常組織和免疫細胞上低表達的靶抗原被認為是實現(xiàn)選擇性和效力的關鍵，同時最大限度地減少靶向腫瘤外毒性。除此之外，選擇用于ADC的抗原需要考慮與靶抗原的表達模式和生物學特征相關的幾個因素。

靶抗原選擇的因素

在ADC中使用高效細胞毒性有效載荷需要合理的靶抗原選擇，目的是最大限度地提高腫瘤選擇性和抗腫瘤效力，同時最大限度地降低靶向腫瘤外劑量限制毒性。因此，在試圖平衡安全性和有效性等因素的同時，盡可能地向癌細胞遞送有效載荷對ADC設計至關重要。

根據(jù)目前公認的原則，有效ADC的理想靶抗原應在腫瘤細胞表面以足夠的密度和均勻性表達，在正常細胞上以最小的表達量表達，以限制靶向腫瘤外毒性并優(yōu)化治療指數(shù)。除了特異性和過表達外，最佳的靶抗原還需要是細胞外的，以便抗體結(jié)合抗原表位。此外，ADC療效通常取決于有效的靶向介導內(nèi)化，腫瘤抗原與ADC結(jié)合后的內(nèi)化率和內(nèi)化溶酶體運輸動力學可能直接影響有效載荷釋放和癌細胞殺傷。

了解抗原靶點主要指向循環(huán)或溶酶體靶向途徑也是至關重要的�？乖�-ADC復合物再循環(huán)到質(zhì)膜被認為會影響ADC向溶酶體的有效遞送，并可能阻礙有效載荷向胞質(zhì)的釋放，從而損害ADC的效力。最后，影響ADC有效性的另一個因素是從細胞表面去除抗原的速率，通常由腫瘤細胞產(chǎn)生的蛋白酶介導，這一過程被稱為抗原脫落。

靶標表達水平

達到ADC活性的抗原表達閾值水平根據(jù)幾個參數(shù)而顯著變化，其中許多參數(shù)尚未完全闡明。已知表達水平取決于特定靶點、識別的抗原表位和癌癥適應癥，這對于靶向?qū)嶓w瘤的ADC尤其明顯。例如，評估Kadcyla對HER2陽性轉(zhuǎn)移性乳腺癌療效的臨床經(jīng)驗表明，與HER2低表達亞組相比，高表達亞組的生存率更好。

然而，Enhertu對HER2低表達乳腺癌患者的突出療效表明，沒有廣泛適用的靶抗原表達閾值來確保ADC的療效。在體外和體內(nèi)實驗中，一些HER2陰性細胞系可能仍然保持活躍的HER2信號傳導，并且對抗HER2療法敏感。這表明，由于表面表達的HER2水平較低，導致的較低水平的促腫瘤信號傳導仍可能支持腫瘤生長。其它的靶點也不盡相同，例如選擇僅高表達FRα靶抗原的患者組似乎與治療益處相關。而在腎細胞癌臨床研究中的ADC靶點CD70，僅觀察到抗原表達水平與CD70靶向ADC敏感性之間的有限相關性。

總的來說，針對ADC治療幾種癌癥類型的臨床前研究和臨床評估表明，不存在將抗原表達水平與ADC活性相關聯(lián)的總體范式。因此，需要根據(jù)經(jīng)驗確定每種腫瘤類型和ADC的抗原表達的理想Cut-off值。

脫靶毒性

ADC治療在臨床上觀察到的毒性最常見是由于脫靶效應，而ADC的靶向-靶外腫瘤毒性可能受到靶抗原選擇的影響。

為了減輕毒性，還必須考慮靶抗原的生理作用及其發(fā)揮這一作用的機制。因此，新ADC靶標的臨床前毒性研究不僅需要研究靶標在腫瘤和正常組織之間的差異表達，還需要研究靶標的生理功能，以確定潛在的毒性。例如，CD44抗體bivatuzumab與DM-1的ADC用于治療鱗狀細胞癌的I期試驗報告了致命的皮膚毒性，這可能歸因于健康角質(zhì)形成細胞表達CD44。

然而，盡管正常細胞表達靶抗原是一個值得考慮的重要因素，但它并不一定會阻礙ADC的開發(fā)和最終成功。例如，盡管TROP-2在一些正常組織中高水平表達，但Trodelvy已成功開發(fā)并獲得FDA的批準，用于治療轉(zhuǎn)移性三陰性乳腺癌。這表明，對于抗TROP-2 ADC，與惡性組織相比，正常組織中抗原的表達差異可能足以避免嚴重的毒性。此外，也有人認為，TROP-2在正常細胞上的細胞內(nèi)而非細胞表面表達，或在抗體或ADC無法接近的導管或腺上皮管腔側(cè)等部位的表達，可能起到重要作用。

抗原脫落

當選擇ADC靶點時，抗原的脫落率可能是一個重要的考慮因素。在基于抗體的治療方法中，抗原脫落是指去除細胞表面表達的靶抗原，這一過程通常由蛋白酶介導，作為功能調(diào)節(jié)的一種手段。早期對免疫毒素的研究表明，抗原脫落的增加可能會減少可用于靶向和腫瘤結(jié)合的ADC的量，從而損害ADC的有效性。然而，其他使用數(shù)學和實驗模型的研究表明，高抗原脫落率可能增加還是降低ADC的有效性取決于幾個因素，包括ADC內(nèi)吞率、ADC再循環(huán)率和通過腫瘤微環(huán)境的外滲率。例如，對于抗間皮素和抗CD25免疫毒素的相同模型表明，脫落率的增加會增加前者的效力，但會降低后者的效力。

血液腫瘤的ADC靶點

對于血液腫瘤，免疫譜系特異性生物標志物如CD19、CD20、CD22、CD33、BCMA和CD79在惡性血液細胞上以高水平廣泛而均勻地表達，因此已被廣泛探索為ADC發(fā)展的候選靶點。此外，批準的ADC的靶抗原在結(jié)合后都很容易發(fā)生內(nèi)化，這也是有助于ADC療效的一個重要特征。

CD33

CD33是一種67kda跨膜糖蛋白受體，是唾液酸結(jié)合免疫球蛋白樣凝集素（SIGLEC）家族成員，通常在正常髓系細胞上表達，由于其在AML細胞上優(yōu)先過表達，是Gemtuzumab ozogamicin的靶點。CD33的胞內(nèi)免疫受體酪氨酸基抑制基序（ITIM）調(diào)節(jié)CD33的內(nèi)吞作用，可通過網(wǎng)格蛋白介導的內(nèi)吞作用（CME）激活內(nèi)吞作用。關于內(nèi)吞效率，AML細胞中CD33的表達水平與其內(nèi)吞率之間沒有相關性。CD33是一種緩慢內(nèi)化的抗原，此外，CD33交聯(lián)并不能改善內(nèi)吞作用。對GO無響應的AML患者可能與CD33受體內(nèi)吞的功能低下有關。

CD22

CD22是一種140 kDa的跨膜糖蛋白，與CD33一樣，它也是Siglec家族的成員，并與該家族共享多種結(jié)構(gòu)特征。關鍵的區(qū)別在于CD22比CD33大得多，因為它有多個Ig結(jié)構(gòu)域和ITIM/ITIM樣基序。CD22的表達僅限于B細胞，CD22在各種B細胞惡性腫瘤（包括ALL）的大多數(shù)母細胞中表達水平升高。

CD22通過CME進行內(nèi)吞作用。類天然配體通過CD22的結(jié)構(gòu)性快速內(nèi)吞在細胞內(nèi)積聚。這些配體在溶酶體中被分類降解，而CD22則循環(huán)回到細胞表面。此外，CD22配體誘導的內(nèi)吞激活細胞內(nèi)池，補充或增加細胞表面CD22的表達水平。因此，CD22對ADC具有良好的內(nèi)吞特性。

CD19

CD19被認為是一種泛B細胞標志物，也是成熟B細胞表面多分子復合物的主要信號傳導成分。CD19的表達在大多數(shù)B細胞惡性腫瘤中高度保守，此外CD19具有快速內(nèi)化動力學，不會脫落到循環(huán)中，使其成為理想的ADC靶抗原。

CD79b

CD79b僅在未成熟和成熟的B細胞中表達，在惡性腫瘤≥80%的B細胞中過表達。CD79a和CD79b是兩種非共價結(jié)合的跨膜蛋白，介導信號傳導和內(nèi)吞作用。對于后者，CD79a-CD79b異二聚體是控制BCR內(nèi)吞的支架。BCR內(nèi)吞作用主要由CME完成，并由AP-2介導。有趣的是，CD79a直接與AP-2的μ亞單位相互作用，進而激活CD79b并導致整個BCR復合物的內(nèi)吞。

此外，對于ADC來說，CD79a可以作為單體內(nèi)化，但CD79b卻不能。如果CD79b的近端膜酪氨酸（Y195）發(fā)生突變，AP-2與CD79a的結(jié)合就會被阻斷，內(nèi)吞也被阻斷。在18%的活化B細胞樣DLBCL標本中，Y195發(fā)生突變。總之，有證據(jù)表明CD79b其內(nèi)吞活性依賴于整個BCR復合體的內(nèi)化，而不是作為單體的內(nèi)化。

BCMA

BCMA或CD269，也稱為TNFR超家族成員17，轉(zhuǎn)導誘導B細胞存活和增殖的信號。BCMA的分子量僅為20.2 kDa，其配體結(jié)合的胞外區(qū)域具有“臂椅”構(gòu)象，由六個CRD組成。除了多發(fā)性骨髓瘤外，BCMA還表達于許多血液系統(tǒng)惡性腫瘤，如霍奇金淋巴瘤和非霍奇金淋巴瘤。

然而，關于BCMA所利用的精確內(nèi)吞途徑的知之甚少。與內(nèi)吞作用有關，唾液酸化是一種調(diào)節(jié)功能，它可能誘導BCMA利用CME發(fā)生內(nèi)吞作用。

CD30

CD30是一種120kda跨膜糖蛋白，屬于腫瘤壞死因子受體（TNFR）超家族。其細胞外部分由六個擴展構(gòu)象的富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域（CRD）組成。CD30在活化的T細胞和B細胞以及各種淋巴腫瘤（包括霍奇金淋巴瘤和ALCL）上表達。

CD30不具有內(nèi)吞作用，相反，它因蛋白水解裂解而脫落，CD30的脫落由基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）介導。脫落是CD30生物學的一個特征，高濃度的循環(huán)可溶性CD30可以作為監(jiān)測腫瘤進展的血清標志物。對于ADC的療效，升高的CD30循環(huán)水平似乎會隔離注射的ADC，從而減少能夠定位于CD30陽性腫瘤部位的ADC的數(shù)量。因此，缺乏內(nèi)吞作用的結(jié)果表明CD30不是理想的ADC靶點。

實體瘤的ADC靶點

設計用于治療實體瘤的ADC針對一系列抗原，這些抗原通常包括可能與促腫瘤途徑有關的腫瘤相關膜蛋白或受體。迄今為止，F(xiàn)DA批準用于治療實體瘤的ADC靶向包括HER2、TROP2、Nectin-4、FRα和TF。

HER2

HER2是一種185kda跨膜糖蛋白，屬于EGFR家族。HER2/neu基因的擴增是已知的人類惡性腫瘤和轉(zhuǎn)移的驅(qū)動因素。由于HER2在癌癥中的作用，幾十年來一直被作為治療靶點。HER2也一直是ADCs的靶點，T-DM1和T-DXT都被批準用于HER2陽性轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者。

HER2的內(nèi)吞存在多種機制，首先是CME，共免疫沉淀清楚的顯示HER2直接與AP-2結(jié)合，此外，dynasore能完全阻斷SKBR3細胞的HER2內(nèi)吞作用。另外，有研究證明HER2可以利用小窩介導的內(nèi)吞途徑和CLIC/GEEC的內(nèi)吞途徑。

TROP-2

Trop2是一種46kDa的單體糖蛋白，具有選擇性過表達、結(jié)構(gòu)性內(nèi)吞作用和導向溶酶體等特性，使其成為ADC的一個非常有吸引力的靶點。Trop2的內(nèi)化機制與CME有關。

此外，Trop2與多種配體結(jié)合，如claudin-1、claudin-7、cyclinD1和IGF1，然而，這些配體都沒有證明在與Trop2結(jié)合或相互作用時被內(nèi)化。因此，與正常細胞相比，Trop2在腫瘤細胞中發(fā)生的內(nèi)吞作用更為強烈，這些都表明Trop2是ADC的一個很好的靶點。

Nectin-4

Nectin-4是一種66 kDa 的I型跨膜蛋白，其主要作用是促進細胞間的接觸。Nectin-4作為ADC靶點很有吸引力，因為研究表明，它在幾種腫瘤類型中過表達，但在正常成人組織中幾乎不存在。

目前，沒有發(fā)現(xiàn)天然配體或mAb/ADC與nectin-4的復合物內(nèi)吞的信息，但是可以借鑒nectin-4結(jié)合病原體內(nèi)吞的研究。Nectin-4也是麻疹病毒的受體，研究表明，麻疹病毒通過巨胞飲作用進入MCF7、HTB-20乳腺癌和DLD-1結(jié)直腸癌細胞。病毒進入需要PAK1，相反，dynamin抑制劑Dynasore對病毒進入沒有影響。此外，表達顯性負性小窩蛋白的細胞并不能消除病毒的內(nèi)吞作用。基于這些間接研究，nectin-4表現(xiàn)出病毒受體所需的強大的內(nèi)吞活。

TF

TF（組織因子），也稱為凝血活酶因子III或CD142，是一種具有促凝血活性的跨膜糖蛋白，具有與蛋白水解酶因子VIIa（FVIIa）復合誘導細胞內(nèi)信號傳導的能力。TF被認為通過調(diào)節(jié)細胞生存、增殖、轉(zhuǎn)移和血管生成的FVIIa依賴性細胞內(nèi)信號通路促進癌癥進展。由于缺氧誘導的信號傳導，它在各種實體瘤和腫瘤血管系統(tǒng)中上調(diào)。

這種抗原的內(nèi)化特性是開發(fā)TF靶向ADC的理想選擇。此外，已報道的TF-FVIIa介導的表面TF表達誘導的機制，其中TF-FVIIa復合物的形成導致TF從高爾基體釋放，然后運輸?shù)侥�，導致細胞表面TF表達增強。如果這種作用可以由抗TF ADC誘導，那么這可以允許重復靶向表達TF的惡性細胞。

FRα

FRα（葉酸受體α）是一種膜結(jié)合代謝葉酸受體，參與葉酸的細胞內(nèi)運輸。一旦與葉酸結(jié)合，受體-配體復合物通過非經(jīng)典的脂筏內(nèi)吞機制內(nèi)化。FRα在卵巢癌、乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌、間皮瘤和肺癌中高表達，而在正常細胞中幾乎不表達，使得該受體非常適合ADC靶向。

此外，F(xiàn)Rα被認為通過與葉酸結(jié)合來輔助促腫瘤信號傳導，誘導下游效應，如STAT3的激活、FRα的細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運以作為促生長途徑的轉(zhuǎn)錄因子，以及葉酸的細胞內(nèi)運輸用于DNA生物合成。

小結(jié)

對于ADC選擇針對實體瘤和血液瘤的靶抗原，可能需要考慮幾個因素：包括（1）抗原在腫瘤和健康組織中的表達程度；（2）抗原在正常細胞和腫瘤細胞中的生理功能；（3）抗原的內(nèi)吞特性和內(nèi)吞機制；（4）抗原是否、在何處以及如何脫落，脫落對ADC有效性的潛在影響；（5）抗原循環(huán)及其對ADC作用機制的影響。

深入了解靶抗原的這些屬性，并且仔細考量抗原的選擇可能如何影響ADC性能的其他方面，將有助于我們設計用于治療實體瘤和血液瘤臨床安全、有效的最佳ADC。

參考文獻：

1.Target Antigen Attributes and TheirContributions to Clinically Approved Antibody-Drug Conjugates (ADCs) inHaematopoietic and Solid Cancers. Cancers (Basel).2023 Mar; 15(6): 1845.

2. Impact of EndocytosisMechanisms for the Receptors Targeted by the Currently Approved Antibody-DrugConjugates (ADCs)—A Necessity for Future ADC Research and Development. Pharmaceuticals(Basel). 2021 Jul; 14(7): 674.

       原文標題 : ADC設計中的靶抗原選擇