ADC概论：第三代ADC

前言

目前在临床开发或临床应用中的许多ADC，都是基于一种完全内化的IgG形式，以极高过表达的抗原为靶点，并使用随机生物结合技术与微管蛋白聚合抑制剂偶联。已知可裂解连接体在胞浆循环过程中不稳定，而这种疏水性连接体具有较高的聚集倾向。然而，基于完整IgG的ADC在富含基质的肿瘤中可能会有肿瘤渗透的问题，并且被新生Fc受体（FcRn）回收，可能导致内皮和肝脏中的不利分布，从而导致不良反应。

此外，在内化后，ADCs的有效性是基于细胞内转运到达溶酶体，在那里连接体被降解使药物受控释放。然而，这种策略有几个限制因素：首先，ADCs的内化能力与表面Ag的高表达密切相关（例如，CD30和HER2），这解释了为什么这些使用传统微管蛋白聚合抑制剂（auristatins和maytansinoids）的ADC在抗原表达低的细胞上没有表现出细胞毒性活性。已经有更强大的药物，例如，吡咯苯并二氮卓（PBD）二聚体开发出来以克服这些局限性，但是相应的ADC的治疗指数有限，尤其是在实体瘤中。其次，包括Kadcyla?在内的ADC通过多种机制诱导肿瘤耐药。

事实上，包括单抗的内化、转运或再循环有关的干扰、抗原的脱落以及ADC的溶酶体降解缺陷都会导致药物释放的减少，从而影响ADCs的疗效。因此，需要开发与生物结合、载体形式、连接体或毒性药物相关的新技术，以拓宽ADC的应用领域。

位点特异性的ADC

尽管ADC取得了越来越大的成功，但直到2019年，市场上每一个批准的ADC都是以异质混合物的形式存在的，单抗上的细胞毒性药物数量不同且分布在不同的地方，导致了生产过程中的分析问题。事实上，DAR是不受控制的，这种复杂的混合物会显著影响ADC的药代动力学和药效。

裸抗体可能是一种竞争性抑制剂，弱DAR偶联物的疗效较差，而具有高DAR的抗体在血浆中会被迅速消除，从而损害了ADC的治疗窗口。为了拓宽ADCs的治疗指数，自2008年以来，区域特异性生物结合方法得到广泛发展。这些位点特异性方法可分为三类：（i）天然或非天然氨基酸的生物偶联，（ii）使用酶的生物偶联或（iii）基于连接物的生物偶联。

第一种方法是通过抗体工程引入特定的氨基酸。Junutula和他在Genentech的同事是先驱者，他们通过在靶向卵巢癌抗原MUC16的单克隆抗体的265位氨基酸与Adcetris?连接子进行定点生物偶联，开发出一种ADC。为此，他们在单克隆抗体的氨基酸序列中引入了两种半胱氨酸，选择了这两种半胱氨酸来保持IgG折叠和与抗原结合。

将得到的TDC（ADC－硫单抗）与使用传统随机生物结合方法生成的ADC进行比较。

两种ADC在小鼠异种移植模型中均有效，但TDC在大鼠和食蟹猴体内的耐受性高于ADC，并且在体内表现出较低的全身毒性。受此策略的启发，Seattle Genetics和Spirogen开发了一种类似的技术，称为MAIA，通过在mAb关键区域的239位引入丝氨酸半胱氨酸突变，实现PBD二聚体的生物偶联。

第二种可能性是使用酶介导的区域特异性生物结合技术。谷氨酰胺转胺酶催化天然单抗的谷氨酰胺侧链与含有伯胺的分子之间形成酰胺键。基于此，Innate Pharma已经开发了一种使用谷氨酰胺转胺酶构建ADC的三步方法，如下图所示。

最后，区域特异性ADC也可以从天然单抗中产生。

在这一策略中，由创新的二溴甲基酰胺（DBM）或二噻吩基马来酰亚胺（DSPh）组成的异质双功能连接体可以通过区域特异性生物偶联产生更均匀和更稳定的ADC，DAR为4。

其它ADC形式

尽管其疗效显著，但大多数针对实体肿瘤的ADC并没有超过2期临床试验的进展，这表明，为了进入市场，还需要优化其他参数。ADC的有效性受到其大小（150 kDa）的限制，与肿瘤的穿透和吸收不良有关。除了IgG的大小，现在人们认为IgG的Fc部分对于ADC的疗效来说是不必要的，甚至是不需要的，事实上，由FcRn诱导的ADC半衰期较长增加了对健康组织的暴露，而FcγR与内皮细胞和免疫系统发生交叉反应，这两种现象与靶外毒性有关。

较小的结合形式已被探索以弥补这些缺点，特别是肽、单域抗体片段（sdAb或VHH）、单链抗体（scFv）、抗原结合片段（Fab）或使用CHε4结构域二聚化的小免疫蛋白（SIP）。作为该策略的一部分，最近，auristatin衍生物与抗HER2单链抗体（源自曲妥珠单抗）的位点特异性偶联产生了两种新的单链抗体药物偶联物（SDCs）。

与天然单链抗体相比，这两种SDC保持了对HER2的亲和力，并且能够在体外有效地杀死SK－BR－3her2阳性细胞（EC50分别为0．68nm和0．32nm），对HER2阴性MCF－7细胞无影响。

尽管DAR为1的SDC不如相应的DAR为4的ADC强大，但这项工作代表了设计具有更高DAR的更有效的小型结合物的第一步，为进一步的体内或甚至临床研究开辟了道路，以评估其对实体瘤的潜力。