Her2靶向ADC的新發(fā)展策略和挑戰(zhàn)

前言

人表皮生長因子受體2（Her2）是酪氨酸激酶的跨膜受體，是表皮生長因子受體（EGFR）家族的一員，該家族還包括Her1（EGFR）、Her3和Her4。所有四個成員都是通過配體依賴或獨(dú)立的同源或異源二聚化的活性形式調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和分化。然而，與其他三個成員不同的是，Her2是一個可以與任何其他成員形成二聚體，從而觸發(fā)調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和存活信號通路的受體。

Her2靶向治療地改善了Her2陽性乳腺癌患者和胃癌患者的預(yù)后。目前，已批準(zhǔn)幾種抗Her2靶向藥物用于乳腺癌的治療：trastuzumab和pertuzumab，兩者均為抗Her2人源單克隆抗體，聯(lián)合化療被批準(zhǔn)為轉(zhuǎn)移性乳腺癌的一線治療。抗體偶聯(lián)藥物（ADC）結(jié)合了小分子藥物的強(qiáng)大細(xì)胞毒性和單克隆抗體的選擇性以及良好的藥代動力學(xué)特征，Her2靶向ADC成為治療Her2陽性癌癥非常有前景的方向。

Her2靶向ADC的研究現(xiàn)狀  

截止2021年，有30個靶向Her2的ADC藥物處于臨床階段，其中23個仍在取得良好進(jìn)展，已有三家獲準(zhǔn)上市。T-DM1（Kadcyla）是第一個被FDA批準(zhǔn)用于治療晚期HER2+乳腺癌的Her2靶向ADC藥物，同時也被批準(zhǔn)用于新輔助治療后殘存病灶的早期高?；颊摺?/span>2019年，T-DXd（DS-8201；ENHERTU) 成為第二個獲批的新型Her2靶向ADC藥物，它在治療難治性Her2+轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者中顯示出的抗腫瘤活性。另外，2021年榮昌生物的RC48在中國獲準(zhǔn)上市，用于治療至少接受過2種系統(tǒng)化療的Her2過表達(dá)局部晚期或轉(zhuǎn)移性胃癌患者。

此外，有七個Her2靶向的ADC被宣布終止臨床試驗(yàn)。

這些數(shù)據(jù)顯示，靶向Her2的 ADC的臨床失敗率相對較低（23.3%），表明Her2是ADC非常理想的靶點(diǎn)。

Her2靶向ADC的有效載荷

到目前為止，ADC常見的有效載荷是細(xì)胞毒素，在很長一段時間里，只有少數(shù)幾種細(xì)胞毒素被用作ADC的有效載荷。隨著該領(lǐng)域競爭的日益激烈，超過10種新的細(xì)胞毒素被用作Her2靶向ADC的有效載荷，這些ADC正在臨床前或早期臨床試驗(yàn)中進(jìn)行評估。

靶向微管的有效載荷

微管蛋白抑制劑，尤其是Auristatin和maytansine，在臨床試驗(yàn)中被用作大多數(shù)ADC的有效載荷。這些細(xì)胞毒素在紡錘體形成過程中靶向并抑制動態(tài)微管，然后進(jìn)一步誘導(dǎo)有絲分裂細(xì)胞凋亡。auristatin的典型代表是單甲基auristatin E（MMAE），maytansine的典型代表是DM1，MMAE和DM1是臨床試驗(yàn)中常用的Her2靶向ADC的有效載荷類型。

靶向DNA的有效載荷

DNA靶向劑，如卡奇霉素、杜卡霉素和吡咯苯二氮雜卓（PBD），可以通過共價鍵不可逆地附著在DNA的小凹槽上，從而破壞DNA的空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。與只殺死有絲分裂期腫瘤細(xì)胞的微管蛋白抑制劑不同，DNA靶向劑可以作用于增殖和非增殖細(xì)胞。

杜卡馬嗪是杜卡霉素的衍生物，與曲妥珠單抗偶聯(lián)形成一種名為SYD985的ADC，其在乳腺癌中的抗腫瘤活性已在臨床試驗(yàn)中得到闡明。PBD二聚體對許多腫瘤細(xì)胞具有異常強(qiáng)大的活性，引發(fā)了人們對ADC開發(fā)的熱情。然而，評估ADCT-502和DHES0815A（與PBD偶聯(lián)）在Her2陽性乳腺癌患者中的藥代動力學(xué)、安全性和耐受性的臨床試驗(yàn)因療效差和安全性問題而終止。

靶向DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶1的有效載荷

喜樹堿及其類似物是一種有效的拓?fù)洚悩?gòu)酶1抑制劑，已成為ADC的潛在有效載荷。DS-8201a已經(jīng)獲得FDA的批準(zhǔn)，它將DX-8951f衍生物與曲妥珠單抗偶聯(lián)，DX-8951f是一種喜樹堿類似物，其抗腫瘤活性高于其他喜樹堿衍生物。

此外，sacituzumab和labetuzumab是分別針對TROP2和CEACAM5設(shè)計(jì)的ADC，它們采用SN-38作為有效載荷。SN-38是半合成喜樹堿，是伊立替康的活性代謝產(chǎn)物。盡管SN-38遇到了一些挑戰(zhàn)，例如高疏水性和有限的有效結(jié)合位點(diǎn)，但Trodelvy的獲批意味著SN-38類似物可以滿足ADC有效載荷的標(biāo)準(zhǔn)。

其他新型有效載荷

除了上述三種類型的有效載荷外，在臨床前試驗(yàn)中還研究了幾種新的有效載荷。例如，MT-5111是一種臨床開發(fā)中的新型Her2靶向ADC，它結(jié)合Her2上不同于trastuzumab或pertuzumab的表位，使用核糖體抑制劑志賀毒素作為有效載荷。

BDC-1001、SBT6050和NJH395選擇Toll樣受體（TLR）激動劑作為有效載荷，以刺激強(qiáng)烈的局部抗腫瘤免疫反應(yīng)，正在表達(dá)Her2的實(shí)體瘤患者的I期臨床試驗(yàn)中進(jìn)行評估。MM-302利用了細(xì)胞毒性化療脂質(zhì)體阿霉素，臨床前研究表明其活性優(yōu)于蒽環(huán)類藥物和脂質(zhì)體阿霉素，但在II期試驗(yàn)中未達(dá)到終點(diǎn)。

Her2靶向ADC的連接子

為了成功地連接抗體和有效載荷，ADC的連接子構(gòu)建必須滿足一些關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。首先，連接子必須足夠穩(wěn)定，在血液循環(huán)中不會過早斷裂，這可以有效避免ADC的靶向毒性。其次，一旦ADC被內(nèi)化到靶細(xì)胞中，連接子還允許從抗體分子有效釋放高度細(xì)胞毒性的有效載荷。第三，為了抑制ADC的聚集，還對CMC提出了重大挑戰(zhàn)，必須考慮連接子的疏水性。連接子分為兩類：不可切割型和可切割型。

大多數(shù)ADC連接子采用可切割連接子，可通過環(huán)境（如低pH值）或特定溶酶體酶（如組織蛋白酶B）條件性的切割。含有二肽的連接子依賴于組織蛋白酶B，組織蛋白酶B在多種惡性細(xì)胞中過表達(dá)，其具有羧基肽酶活性，并選擇性識別某些氨基酸序列，以在序列的C端切割二肽連接體，如Phe-Lys、Val-Cit、Glu-Val-Cit和GGFG。

許多Her2靶向ADC采用了酶裂解型可切割連接子，如SYD985：

DS-8201a：

RC48：

另外一些ADC利用不可切割的連接子在有效載荷和抗體之間構(gòu)建比可切割連接子更穩(wěn)定的偶聯(lián)。帶有不可切割連接子的ADC通常具有更復(fù)雜的藥物釋放機(jī)制，依賴于抗體的完全蛋白水解降解，由于滲透性差只具有有限的旁觀者效應(yīng)。這類Her2靶向ADC例如T-DM1：

BAT8001：

和ARX788：

Her2靶向ADC的偶聯(lián)技術(shù)

目前，臨床試驗(yàn)中Her2靶向ADC的主要偶聯(lián)策略是半胱氨酸偶聯(lián)，如RC-48和SYD985，其次是賴氨酸偶聯(lián)。此外，近年來，與抗體上的工程氨基酸或天然氨基酸進(jìn)行位點(diǎn)特異性偶聯(lián)成為一種趨勢，例如ARX788和A166。

賴氨酸偶聯(lián)

常見的偶聯(lián)方法之一是利用抗體的賴氨酸殘基，氨基酸親核NH2基團(tuán)與有效載荷上親電的N-羥基琥珀酰亞胺（NHS）基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)。這種技術(shù)已成功應(yīng)用于批準(zhǔn)的Her靶向ADC，即T-DM1。

然而，典型的IgG1抗體有80到90個賴氨酸殘基，其中約10個可以在強(qiáng)制條件下進(jìn)行修飾。賴氨酸殘基上的偶聯(lián)導(dǎo)致ADC藥物抗體比（DAR）的異質(zhì)性。此外，連接子可能會附著到一些在抗體-抗原相互作用中至關(guān)重要的賴氨酸殘基上，導(dǎo)致親和力降低。

半胱氨酸偶聯(lián)

半胱氨酸偶聯(lián)方法是基于抗體的半胱氨酸殘基與錨定在連接子上的特定硫基之間的反應(yīng)。然而，與賴氨酸不同，野生型抗體中幾乎不存在游離巰基，它們主要通過減少二硫鍵生成。IgG1含有4個鏈間和12個鏈內(nèi)二硫鍵用于ADC構(gòu)建，幸運(yùn)的是，4個鏈間二硫鍵通常對IgG1的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不起關(guān)鍵作用，可以在溫和的條件下選擇性還原，生成2、4、6或8個游離硫基，同時保持12個鏈內(nèi)二硫鍵的完整性。

因此，與基于賴氨酸的偶聯(lián)相比，明確的偶聯(lián)位點(diǎn)和特定的硫基反應(yīng)有助于ADC控制DAR和異質(zhì)性。這種偶聯(lián)方法是ADC構(gòu)建的主要選擇，許多Her2 靶向ADC，如RC48和SYD985等，都使用了這種偶聯(lián)方法。

位點(diǎn)特異性偶聯(lián)

利用帶有工程化活性氨基酸殘基的抗體與連接子有效載荷偶聯(lián)是獲得位點(diǎn)特異性ADC的可行方法。這些ADC的特點(diǎn)是偶聯(lián)均勻，DAR為2或4，表現(xiàn)出比傳統(tǒng)