抗體偶聯(lián)藥物(ADCs)是在腫瘤治療中增長(zhǎng)最快的領(lǐng)域之一，抗體偶聯(lián)藥物包括三部分：重組單克隆抗體(mAbs)、共價(jià)連接的細(xì)胞毒素(作為彈頭/Warhead)，二者通常被連接體(linker)連接起來。單克隆抗體對(duì)腫瘤細(xì)胞有很好的靶向性，但對(duì)消滅腫瘤細(xì)胞作用有限；反過來，細(xì)胞毒素對(duì)消滅腫瘤細(xì)胞有很強(qiáng)的威力，但是靶向性不高，同樣對(duì)正常細(xì)胞也會(huì)殺滅(屬于殺敵一千自損八百類型)。于是科學(xué)家利用二者的優(yōu)點(diǎn)，將它們組合到一起，就得到靶向性好，且又威力巨大的抗體偶聯(lián)藥物。

       抗體偶聯(lián)藥物的設(shè)計(jì)

       一個(gè)成功的ADCs要有理想的靶點(diǎn)、特異性抗體、理想的連接體以及威力強(qiáng)大的“彈頭”這4個(gè)條件。

       理想的的靶點(diǎn)

       靶點(diǎn)的選擇至關(guān)重要，理想的靶點(diǎn)至少要具備以下條件：(1)限制性的在腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)，在正常細(xì)胞中低表達(dá)，如SGN-35針對(duì)的CD30在霍奇金淋巴瘤以及漸變性大細(xì)胞淋巴瘤中高表達(dá)，而在正常細(xì)胞中表達(dá)量有限；(2)靶點(diǎn)應(yīng)該呈現(xiàn)在細(xì)胞表面容易被抗體識(shí)別；(3)它必須是內(nèi)化抗原(internalizing antigen)，與ADC結(jié)合后，能夠使細(xì)胞毒素進(jìn)入細(xì)胞發(fā)揮作用。

       特異性抗體

       最初應(yīng)用的抗體是鼠源性抗體，但是在治療過程中，人體對(duì)該類抗體產(chǎn)生免疫反應(yīng)，而逐漸棄用，發(fā)展人源抗體。目前最常用的抗體為IgG類抗體，尤其是IgG1最為常用?？贵w和靶抗原的高親和力是ADC有效起到靶向殺傷的核心所在， 一般認(rèn)為親和力指數(shù)Kd = 10 nmol·L-1是對(duì)抗體的基本要求。

       理想的連接體(linker)

       理想的linker對(duì)藥物的成敗起著關(guān)鍵性作用，linker的性質(zhì)決定著藥物的藥物動(dòng)力學(xué)性質(zhì)和治療效果。理想的linker是在ADC到達(dá)靶點(diǎn)前是不釋放細(xì)胞毒素的，到達(dá)細(xì)胞后才能將其釋放。Linker的釋藥方式分為斷裂(cleavable)和非斷裂(non-cleavable)模式，非斷裂模式是ADC經(jīng)過溶酶體的消化后，linker仍與細(xì)胞毒素連接的一種形式。斷裂模式有三種類型：首先是酸敏感型(acid-sensitive linkers)，在低pH時(shí)觸發(fā)linker中酸依賴性基團(tuán)的水解，如腙類基團(tuán)；第二種是谷胱甘肽敏感型(glutathione-sensitive linkers)，細(xì)胞內(nèi)的谷胱甘肽濃度比血漿中的高，含有二硫鍵的linker在到達(dá)細(xì)胞內(nèi)后被谷胱甘肽還原斷裂；最后一種是溶酶體蛋白酶敏感型(lysosomal protease-sensitive linkers)，溶酶體中的一些蛋白酶可以識(shí)別并斷裂linker中特定的肽進(jìn)而釋放藥物。

       威力強(qiáng)大的“彈頭”

       作為“彈頭”的細(xì)胞毒素大多為天然產(chǎn)物，主要有以下幾類，Auristatins是ADCs中應(yīng)用最廣的一類毒素，最常用的是monomethyl auristatin E (MMAE)和MMAF，該類毒素受重視，是因?yàn)樗鼈兙哂辛己玫姆€(wěn)定性與水溶性，與linker偶聯(lián)后有良好的適應(yīng)性，同時(shí)在體內(nèi)能發(fā)揮出強(qiáng)大威力，它們的作用于細(xì)胞周期的G2/M期；第二大類是美登素類(Maytansinoids)，最常用的是DM1和DM4，它們的作用位點(diǎn)為細(xì)胞微管蛋白，作用方式與長(zhǎng)春堿類似，但更為高效；此外，還有阿霉素、喜樹堿類似物、tubulysins、calicheamicins等。

       抗體偶聯(lián)藥物歷史

       抗體偶聯(lián)藥物思想來源于Paul Ehrlich在1908年提出的“魔彈”理論，但最初的探索在1960年代才被報(bào)道，在1980年代出現(xiàn)了鼠源性ADCs的臨床試驗(yàn)，真正意義上的ADC直到2000年才獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市，這是惠氏公司的吉妥單抗(gemtuzumab ozogamicin / Mylotarg)，其中抗體為重組人源化抗CD33單抗，與細(xì)胞毒素卡奇霉素偶聯(lián)而成。用于治療急性髓性白血病(AML)，但不幸的是，通過大量的臨床研究，該藥與化學(xué)藥相比，并不能提高患者的生存率，并且有極其嚴(yán)重副作用，于2010年撤市。之后被輝瑞收購，于2017年9月重返市場(chǎng)。吉妥單抗的失敗之處在于linker的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在未達(dá)到靶點(diǎn)時(shí)就易被水解；linker的不穩(wěn)定的部分原因在于其與賴氨酸的偶聯(lián)位置不確定，不能實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)偶聯(lián)，導(dǎo)致藥效有限；CD33有將ADC內(nèi)吞至胞內(nèi)的能力，但是CD33在低濃度的吉妥單抗才起作用；細(xì)胞毒素沒有相應(yīng)的靶點(diǎn)并且威力不夠；作為第一代ADCs，也是ADCs的重大突破，它的成功與失敗的教訓(xùn)，也影響著后來ADCs的發(fā)展。

       gemtuzumab ozogamicin結(jié)構(gòu)

       之后，第二代ADCs登場(chǎng)，Brentuximab vedotin由Seattle Genetics公司研發(fā)，于2011年8月被美國(guó)FDA比準(zhǔn)上市，用于治療復(fù)發(fā)和難治性霍奇金淋巴瘤和系統(tǒng)型間變性大細(xì)胞淋巴瘤，單抗選擇性靶向CD30，細(xì)胞毒素MMAE作用于微管蛋白；trastuzumab emtansine由Roche公司研發(fā)，于2013年被FDA批準(zhǔn)上市，trastuzumab能夠靶向HER2受體，emtansine能夠結(jié)合微管蛋白。作為第二代ADCs，無疑它們是比較成功的，但是它們并不是沒有缺點(diǎn)。它們的問題主要存在于抗體的載藥率(Drug-to-Antibody Ratio / DAR)，一般DAR為3-4比較合適，DAR > 4會(huì)出現(xiàn)較低的耐受性、較高的血漿清除率；未能完全解決定點(diǎn)偶聯(lián)；由于細(xì)胞毒素并沒有非常特異的靶點(diǎn)，所以存在嚴(yán)重的肝**等不良反應(yīng)，導(dǎo)致治療窗口很窄；同時(shí)，ADCs藥物的細(xì)胞穿透能力有限，這也影響了它們的治療效果與毒副作用。

       Brentuximab vedotin

       Trastuzumab emtansine

       所以，解決上述問題就是下一代ADCs發(fā)展的目標(biāo)，首先解決的問題是定點(diǎn)偶聯(lián)，通過定點(diǎn)偶聯(lián)會(huì)得到均一性高質(zhì)量的新一代ADCs，常用的方法有在抗體中引入新的半胱氨酸用于偶聯(lián)、引入非天然氨基酸后通過生物正交反應(yīng)偶聯(lián)和酶催化偶聯(lián)等。通過定點(diǎn)偶聯(lián)，也解決了高DAR的負(fù)面問題，目前已有負(fù)載量為15的IgG分子，正在進(jìn)行I期臨床試驗(yàn)。其次是優(yōu)化linker連接，減少旁觀者效應(yīng)(bystander effect)——是指作為“彈頭”的細(xì)胞毒素不僅殺死了腫瘤細(xì)胞，也殺死了旁邊正常細(xì)胞，有研究稱可還原的二硫鍵有旁觀者效應(yīng)，非還原性二硫鍵則沒有；還有研究表明，極性的linker可以提高ADC的穩(wěn)定性，減少M(fèi)DR的表達(dá)(有研究稱腫瘤細(xì)胞的抗藥性是由于MDR1的過量表達(dá)導(dǎo)致的)。提高ADCs對(duì)腫瘤的滲透性也是影響藥效的重要方面，沒有IgG支架設(shè)計(jì)的ADCs已經(jīng)有報(bào)道出來。

       總結(jié)

       ADCs的發(fā)展得益于單克隆抗體的出現(xiàn)，隨著技術(shù)的發(fā)展與工藝的完善，ADCs的發(fā)展將會(huì)越來越好，會(huì)有更多效果良好的藥物出現(xiàn)。同時(shí)ADCs的出現(xiàn)也給**天然產(chǎn)物的研究帶來轉(zhuǎn)機(jī)，人們希望發(fā)現(xiàn)越來越多的細(xì)胞毒素用于ADCs。將來，會(huì)出現(xiàn)更多形式的單克隆抗體，如納米抗體、DARPins、單鏈可變肽段等。ADCs的發(fā)展將會(huì)對(duì)難治愈、易復(fù)發(fā)疾病帶來治愈的可能，成為治療這些疾病的一線用藥。