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靶向藥研發(fā)團(tuán)寵:ADC藥物的進(jìn)階之路

日期:2022-01-20 16:51:21

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2021年8月,Nature Reviews Drug Discovery期刊發(fā)表了關(guān)于抗體偶聯(lián)藥物(Antibody-Drug Conjugates,ADCs)領(lǐng)域的評(píng)論文章,預(yù)計(jì)到2026年,已上市 ADC藥物全球銷售額將超過(guò)164 億美元。在全球范圍,ADC領(lǐng)域巨額交易風(fēng)起云涌。據(jù)醫(yī)藥魔方數(shù)據(jù)顯示,從2019年到2021年8月已披露交易總額超過(guò)326億美元。
 

 

近年來(lái)ADC藥物研發(fā)熱情高漲的底層邏輯,在于它展現(xiàn)出比其他腫瘤療法更好的療效。ADC藥物的優(yōu)勢(shì)就在于,結(jié)合了單抗對(duì)腫瘤細(xì)胞的靶向性&細(xì)胞毒藥物的強(qiáng)大腫瘤殺傷能力等優(yōu)點(diǎn),既可降低小分子細(xì)胞毒素的毒副作用,又可提高藥物療效,具有巨大治療優(yōu)勢(shì)。
 

ADC技術(shù)的發(fā)展歷程可大致分為4個(gè)階段:

第一代屬不成熟的早期嘗試;

第二代屬于采用化學(xué)偶聯(lián)技術(shù),產(chǎn)品是不同DAR值組分的混合物,加之偶聯(lián)不穩(wěn)定,安全窗窄,成藥挑戰(zhàn)較高;

第三代為定點(diǎn)定量偶聯(lián)技術(shù),采用低DAR值、高毒素的路線,均一性好,但實(shí)際臨床表現(xiàn)仍在探索;

最先進(jìn)的第四代ADC技術(shù)為高DAR值、中低毒素的技術(shù)路線,在穩(wěn)定性、均一性方面均大幅提升。

 

 

第一代ADC藥物—Mylotarg

 

像所有新技術(shù)發(fā)展的路徑一樣,大多數(shù)的第一代的產(chǎn)品因?yàn)橛泻芏嗳毕莩闪伺诨?。吉妥單?/span>(Gemtuzumab ozogamicin)是由比利時(shí)聯(lián)合化工集團(tuán)和輝瑞研發(fā)的是一種First-in-Class人源化單克隆抗體和抗體偶聯(lián)藥物(ADC)(圖一),是一種CD33抑制劑和DNA抑制劑,其中抗體為重組人源化抗CD33單抗,細(xì)胞毒素為卡奇霉素。該藥于2000年05月17日獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市,商品名為Mylotarg,用于治療急性髓細(xì)胞樣白血病。但不幸的是,在批準(zhǔn)后的多項(xiàng)研究中,Mylotarg與化療相結(jié)合并未表現(xiàn)出比單獨(dú)化療更高的生存率和更高的致死毒性率,于2010年撤市。

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第一代ADC藥物失敗的原因主要包括這兩方面:

一方面是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,以至于不能實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)偶聯(lián),導(dǎo)致藥效有限;

另一方面是血液中藥物濃度低于治療有效濃度,而靶點(diǎn)抗原低表達(dá)又導(dǎo)致藥物遞送量少,細(xì)胞內(nèi)藥物不足以殺死細(xì)胞。

 

 

 

第二代ADC藥物—Adcetris與Kadcyla

 

維布妥昔單抗(Brentuximab vedotin)是由Millennium Pharmaceuticals Inc和Seattle Genetics Inc研發(fā)的是一種First-in-Class嵌合單克隆抗體和抗體偶聯(lián)藥物(ADC),是一種CD30調(diào)節(jié)劑和微管蛋白聚合抑制劑。該藥于2011年8月獲得FDA批準(zhǔn)上市,商品名為Adcetris,用于治療蕈樣真菌病,原發(fā)性皮膚間變性大細(xì)胞淋巴瘤,霍奇金病,間變大細(xì)胞淋巴瘤和皮膚T細(xì)胞淋巴瘤。其中單抗選擇性靶向CD30,細(xì)胞毒素MMAE作用于微管蛋白。

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恩美曲妥珠單抗(Ado-trastuzumab emtansine)是由基因泰克研發(fā)的是一種First-in-Class抗體偶聯(lián)藥物(ADC)和人源化單克隆抗體,是一種抗HER2,微管蛋白抑制劑和微管蛋白聚合抑制劑。該藥于2013年2月獲得FDA批準(zhǔn)上市,商品名為Kadcyla,用于治療之前接受過(guò)曲妥珠單抗和紫杉類化療失敗的HER2陽(yáng)性乳腺癌患者。Kadcyla,是一個(gè)靶向HER2 抗體藥物偶聯(lián)物 (ADC),含人源化抗HER2 IgG1曲妥珠單抗(Trastuzumab)和微管抑制劑DM1(美登素衍生物),兩者通過(guò)穩(wěn)定硫醚連接物(MCC)共價(jià)連接。

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第二代ADC藥物的研發(fā)中,mAb技術(shù)得到改進(jìn),單克隆抗體被仔細(xì)選擇,提高了腫瘤細(xì)胞靶向性,并減少與健康細(xì)胞交叉反應(yīng)。與第一代ADC相比,第二代ADC具有更好的CMC特性。從2011-2017間FDA批準(zhǔn)的三種二代ADC藥物來(lái)看(Adcetris、Kadcyla、ozogamicin),第二代ADC藥物顯示出良好的臨床療效和安全性。但是它們并不是沒有缺點(diǎn)。它們的問(wèn)題主要存在于抗體的載藥率(Drug-to-Antibody Ratio/ DAR),第二代ADC藥物的DAR為8,但是一般DAR為3-4比較合適,DAR > 4會(huì)出現(xiàn)較低的耐受性與內(nèi)療效、較高的血漿清除率;由于細(xì)胞毒素并沒有非常特異的靶點(diǎn),所以存在嚴(yán)重的肝毒性等不良反應(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。

 

第三代ADC藥物- Polivy

 

自2018年Lumoxiti(阿斯利康)獲批后,第三代ADC藥物(以Polivy為代表)密集獲批,ADC藥物邁入了爆發(fā)期。僅2019年一年就有Polivy、Padcev、Enhertu三個(gè)ADC藥物獲批上市。隨后至今,Trodelvy、Blenrep和Zynlonta相繼密集獲批。

 

維博妥珠(Polatuzumab vedotin)是由基因泰克和Seattle Genetics研發(fā)的是一種First-in-Class抗體偶聯(lián)藥物(ADC)和人源化單克隆抗體,是一種抗CD79B和微管蛋白聚合抑制劑。該藥于2019年6月獲得FDA批準(zhǔn)上市,商品名為Polivy,用于治療彌漫性大B-細(xì)胞淋巴瘤和B-細(xì)胞淋巴瘤。

Polivy由三個(gè)部分組成:抗體(Antibody,抗CD79b的抗體);連接物(Linker,可裂解的蛋白酶連接肽);細(xì)胞毒素(MMAE,一甲基澳瑞他汀E)。

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第三代ADC藥物綜合了一代二代失敗的因素,利用小分子藥物與單克隆抗體的位點(diǎn)特異性結(jié)合,產(chǎn)生DARs為2或4的ADC,這種ADC藥物毒性降低,無(wú)未結(jié)合的單克隆抗體,穩(wěn)定性和藥代動(dòng)力學(xué)大大提高,偶聯(lián)脫落速度更低,藥物活性高,低抗原水平下的細(xì)胞活性高。

 

第四代ADC藥物-Trodelvy

 

正如開篇所提及到的,第四代ADC技術(shù)為高DAR值、中低毒素的技術(shù)路線,在穩(wěn)定性、均一性方面均大幅提升。其特點(diǎn)之一是啟用了喜樹堿類拓?fù)洚悩?gòu)酶I抑制劑作為低毒性的毒素。

第四代ADC藥物以戈沙妥組單抗(Sacituzumab govitecan)為代表,戈沙妥組單抗是由Immunomedics Inc研發(fā)的是一種First-in-Class抗體偶聯(lián)藥物(ADC)和人源化單克隆抗體,是一種TOP1抑制劑和抗Trop-2。該藥于2020年4月獲得FDA批準(zhǔn)上市,商品名為Trodelvy,用于治療三陰性乳腺腫瘤和移行細(xì)胞癌。Trodelvy由靶向TROP-2抗原的人源化IgG1抗體與化療藥物伊立替康(一種拓?fù)洚悩?gòu)酶I抑制劑)的代謝活性產(chǎn)物SN-38偶聯(lián)而成。

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值得一提的是,Trodelvy作為一款靶向Trop-2的新型、首創(chuàng)的抗體偶聯(lián)藥物(ADC),曾被FDA授予加速批準(zhǔn)權(quán),優(yōu)先審評(píng)權(quán),突破性療法資格認(rèn)定和FDA藥物評(píng)審快速通道。FDA完全批準(zhǔn)Trodelvy是基于一項(xiàng)全球多中心III期臨床試驗(yàn)——ASCENT,在該項(xiàng)試驗(yàn)中,Trodelvy將疾病進(jìn)展和死亡風(fēng)險(xiǎn)降低57%,中位無(wú)進(jìn)展生存期由化療的1.7個(gè)月提升至4.8個(gè)月;死亡風(fēng)險(xiǎn)降低49%,總生存期由6.9個(gè)月提升至11.8個(gè)月。

 

結(jié) 語(yǔ)

 

在過(guò)去的十年中,ADCs已經(jīng)通過(guò)選擇更好的細(xì)胞毒性藥物、生物偶聯(lián)方法、更好的靶向抗原和優(yōu)化的抗體工程得到了改進(jìn)。然而,它仍存在一些局限性(如有限的實(shí)體瘤滲透性和毒性)以及耐藥機(jī)制的出現(xiàn)。為了克服這些局限性,人們研究了新的抗體形式、新的傳遞系統(tǒng)、非內(nèi)化抗原靶點(diǎn)、新的細(xì)胞毒性藥物和位點(diǎn)特異性生物偶聯(lián)方法來(lái)促進(jìn)ADC的發(fā)展。雖然許多創(chuàng)新尚未在臨床方案中得到驗(yàn)證,但這一領(lǐng)域的研究為我們提供了許多令人鼓舞的結(jié)果。相信ADC未來(lái)的十年將會(huì)迎來(lái)更加輝煌的前景。

 
 
華美生物跨膜蛋白系列產(chǎn)品助力新藥開發(fā)

 

跨膜蛋白是目前最主要的藥物靶點(diǎn),占現(xiàn)階段己知藥物靶點(diǎn)的 60%以上,以跨膜蛋白為靶點(diǎn)的創(chuàng)新藥研發(fā)一直是醫(yī)藥領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由于跨膜蛋白具有疏水親脂的跨膜域,必須借助細(xì)胞膜的磷脂雙分子層這一特殊環(huán)境來(lái)維持正確結(jié)構(gòu)、保持生物活性,同時(shí)跨膜次數(shù)越多其具有的疏水親脂跨膜區(qū)越多,在宿主細(xì)胞中表達(dá)水平越低、制備難度越大,因此體外制備有活性的跨膜蛋白是目前公認(rèn)的技術(shù)難題。
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具有全長(zhǎng)完整結(jié)構(gòu)的多次跨膜蛋白在藥物研發(fā)中具有重要意義。為助力跨膜蛋白靶點(diǎn)藥物的開發(fā),華美生物繼2015年開發(fā)出表達(dá)跨膜蛋白的無(wú)細(xì)胞表達(dá)平臺(tái)后,又開發(fā)出基于哺乳細(xì)胞的病毒樣顆粒(VLPs)等多個(gè)技術(shù)平臺(tái),已成功制備200余種跨膜蛋白,包含CCR8、CD20、Claudin-18.2等多個(gè)熱門靶點(diǎn)。
 
華美CUSABIO所表達(dá)的跨膜蛋白產(chǎn)品具有全長(zhǎng)、穩(wěn)定、天然構(gòu)象、活性高等特點(diǎn),并經(jīng)過(guò)功能性ELISA/SPR/FACS等多種蛋白應(yīng)用分析技術(shù)驗(yàn)證,可覆蓋多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景,強(qiáng)勢(shì)助力新藥開發(fā)。
 
 
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