抗體偶聯(lián)藥物(ADC)的作用機(jī)制、研發(fā)進(jìn)展及相關(guān)動物模型的介紹
瀏覽次數(shù):1076 發(fā)布日期:2024-9-12
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9月5日,科倫博泰注射用SKB571的IND申請獲得NMPA受理。SKB571是一款創(chuàng)新雙抗ADC,主要針對肺癌、消化道腫瘤等多種實(shí)體瘤。
早在100多年前免疫學(xué)之父保羅·埃爾利希提出化療藥物精準(zhǔn)化的設(shè)想,并形象地稱之為“魔法子彈”。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,上世紀(jì)80年代,美國學(xué)者重拾這一理念,提出了“抗癌精準(zhǔn)導(dǎo)彈”理論,并最終成功研制出抗體偶聯(lián)藥,即ADC。自2000年第一個(gè)ADC在美國上市以來,目前全球已有15款A(yù)DC產(chǎn)品上市。
那講了這么多,究竟什么是ADC藥物呢?下面就由小編帶大家看看吧!
ADC藥物概述
ADC藥物全稱為抗體偶聯(lián)藥物(antibody-drug conjugate, ADC),是基于抗體的大分子復(fù)合物,主要由三種主要成分組成:負(fù)責(zé)選擇性識別腫瘤細(xì)胞表面抗原的抗體(Antibody),負(fù)責(zé)殺死腫瘤細(xì)胞的藥物有效載荷細(xì)胞毒性藥物(Payload)以及有效連接抗體和有效載荷的連接子(Linker)。
圖1. ADC藥物的結(jié)構(gòu)和特性[1]
ADC藥物作用機(jī)制
在過去的十年中,抗體-藥物偶聯(lián)物(ADC)已成為治療多種實(shí)體和血液系統(tǒng)惡性腫瘤的治療方式。ADC協(xié)同發(fā)揮了“特異”靶向作用和“高效”殺傷癌細(xì)胞的效果。這類藥物就像一枚精確制導(dǎo)的“生物導(dǎo)彈”,能夠準(zhǔn)確摧毀癌細(xì)胞,提高治療窗口期,減少脫靶副作用。
主要作用機(jī)制:
1.ADC類藥物經(jīng)靜脈注射進(jìn)入血液循環(huán);
2.ADC類藥物的抗體與腫瘤細(xì)胞的表面特異抗原結(jié)合;
3.ADC-抗原復(fù)合物通過Clathrin或Caveolin蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入腫瘤細(xì)胞,形成初級內(nèi)體(early endosome),之后成熟為次級內(nèi)體(late endosome);
4.溶酶體(Lysosome)與次級內(nèi)體融合并釋放活性細(xì)胞毒素(對于具有可裂解linkers的ADC,其裂解(如水解、蛋白酶裂解或還原性裂解)發(fā)生在初級內(nèi)體或次級內(nèi)體中);
5.細(xì)胞毒素干擾關(guān)鍵的細(xì)胞機(jī)制(如:DNA或微管組裝),導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。
6.當(dāng)釋放的細(xì)胞毒素具有滲透性或跨膜性時(shí),還可能誘發(fā)旁觀者效應(yīng),增強(qiáng)ADC藥物的療效。 此外,這些藥物的旁觀者效應(yīng)還可能改變腫瘤微環(huán)境,從而進(jìn)一步增強(qiáng) ADC藥物的殺傷效果。
圖2. ADC的主要作用機(jī)制[2]
其他作用機(jī)制:
除上述主要作用機(jī)制外,ADC還能通過抗體依賴性細(xì)胞毒性(ADCC)、抗體依賴性細(xì)胞吞噬作用(ADCP)和/或補(bǔ)體依賴性細(xì)胞毒性(CDC)來激活免疫系統(tǒng),達(dá)到抑制腫瘤的效果。一些ADC的抗體Fab段可與病毒感染細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞的抗原表位結(jié)合,而 FC段則與殺傷細(xì)胞(NK 細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等)表面的 FCR 結(jié)合,從而介導(dǎo)直接殺傷效應(yīng)。
此外,ADC中的抗體成分可以特異性地與癌細(xì)胞的表位抗原結(jié)合,抑制抗原受體的下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。例如,T-DM1的曲妥珠單抗可與癌細(xì)胞的HER2受體結(jié)合,阻斷HER2與HER1、HER3 或HER4形成異二聚體,從而抑制細(xì)胞生存和增殖的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路(如 PI3K或MAPK),誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
圖3. ADC的其他作用機(jī)制[2]
ADC藥物聯(lián)合治療策略
在癌癥治療領(lǐng)域,人們普遍認(rèn)為結(jié)合多種作用機(jī)制的治療藥物,可以提高緩解腫瘤發(fā)展和治愈的可能性,特別是在面對腫瘤異質(zhì)性的復(fù)雜性時(shí),主要就是將 ADC 與不同的治療策略相結(jié)合,以解決腫瘤的耐藥性和/或增強(qiáng) ADC 療法的效果。
1.ADC 聯(lián)合化療
臨床前和臨床研究已證明,將不同形式的化療與ADC相結(jié)合是克服耐藥性和取得良好治療結(jié)果的一種廣為接受的策略。
作用機(jī)制:化療和ADC具有協(xié)同作用,針對細(xì)胞周期的不同階段或調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞表面抗原的表達(dá)。
2.ADC聯(lián)合放射治療
放療與ADC的聯(lián)合治療包括外放射治療與ADC和放射性核素抗體偶聯(lián)物 (Radionuclide antibody conjugates,RAC)的聯(lián)合治療。
作用機(jī)制:放療與ADC聯(lián)合應(yīng)用的協(xié)同機(jī)制包括放療調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞表面抗原的表達(dá)、ADC增加腫瘤細(xì)胞的放射敏感性,以及其他潛在機(jī)制,如影響腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment, TME)、血管通透性等。
3. ADC 聯(lián)合內(nèi)分泌治療
內(nèi)分泌治療是激素敏感性癌癥(例如乳腺癌和前列腺癌)的一種廣泛使用的治療方法,它通過阻斷激素合成或干擾刺激腫瘤細(xì)胞生長的激素起作用。
作用機(jī)制:ADC和內(nèi)分泌治療藥物均可誘導(dǎo)細(xì)胞效應(yīng),共同阻礙腫瘤細(xì)胞存活和增殖。
4. ADC聯(lián)合分子靶向癌癥治療
靶向治療,包括單克隆抗體、酪氨酸激酶抑制劑(TKI)和抗血管生成藥物。
作用機(jī)制:分子靶向藥物(包括抗體)與ADC的協(xié)同作用涉及通過靶向腫瘤血管改善腫瘤內(nèi)藥物輸送、調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞表面抗原的表達(dá)、克服腫瘤內(nèi)異質(zhì)性和腫瘤耐藥性、合成致死等多種機(jī)制。
5. ADC 聯(lián)合免疫療法
越來越多的證據(jù)表明,ADCs會增加免疫治療藥物的療效,將免疫療法與ADC相結(jié)合是當(dāng)前臨床實(shí)踐的趨勢。
作用機(jī)制:潛在機(jī)制多種多樣,包括 Fc介導(dǎo)的效應(yīng)功能、啟動免疫原性細(xì)胞死亡(immunogenic cell death,ICD)、DC成熟、增強(qiáng) T 細(xì)胞浸潤、強(qiáng)化免疫記憶以及表達(dá)免疫調(diào)節(jié)蛋白,如PD-L1 和MHC。多項(xiàng)研究表明,ADC 在免疫功能正常的動物模型中的作用比在免疫缺陷模型中更強(qiáng),具有顯著的免疫調(diào)節(jié)能力。
ADC藥物研發(fā)進(jìn)展
自2000年美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)首個(gè)ADC藥物Mylotarg成功上市以來,20多年里全球已經(jīng)有15款A(yù)DC藥物獲FDA批準(zhǔn)上市(如下表),用于治療血液惡性腫瘤和實(shí)體瘤。此外,超過400種ADC藥物正處于不同的研發(fā)階段。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至2024年8月10號統(tǒng)計(jì)(數(shù)據(jù)來源于藥渡)
表1. ADC上市藥物
為助力抗癌癥藥物開發(fā),優(yōu)化癌癥治療方案,南模生物針對ADC藥物開發(fā)了一系列臨床前研究動物模型,包括各類癌種的CDX/PDX模型;同時(shí)也針對ADC藥物聯(lián)合免疫治療的臨床前研究開發(fā)了一系列藥物靶點(diǎn)人源化的同系移植瘤模型(這類模型具有健全的免疫系統(tǒng),已成為ADC藥物聯(lián)合腫瘤免疫治療評價(jià)的絕佳模型),部分信息見下表。
表2. 部分ADC靶點(diǎn)人源化細(xì)胞系
表3. 部分ADC靶點(diǎn)人源化小鼠
腫瘤形成能力和人HER2表達(dá)(MC38-hHER2)
圖4. A、B:在C57BL/6背景小鼠上接種南模生物自主研發(fā)的MC38-hHER2細(xì)胞系,檢驗(yàn)成瘤情況。C、D:流式檢測MC38-hHER2人源化細(xì)系中人源HER2的表達(dá)。
ADC聯(lián)合免疫治療案例
靶向NECTIN4 ADC藥物藥效評價(jià)模型
在C57BL/6背景的hPD-1小鼠上接種南模生物自主研發(fā)的MC38-hNectin4細(xì)胞系,構(gòu)建同系移植瘤模型,用于靶向NECTIN4 ADC藥物的藥效評價(jià)。
圖5.流式檢測MC38-hNectin4人源化細(xì)系中人源 NECTIN4的表達(dá)
圖6. 靶向NECTIN4的ADC藥物抑制MC38-hNectin4同系腫瘤細(xì)胞進(jìn)展的體內(nèi)藥效 (宿主小鼠為C57BL/6背景的hPD-1小鼠)。a.每組小鼠的相對腫瘤體積變化曲線,b.體重。
南模生物深耕基因編輯領(lǐng)域,提供全方位模式生物服務(wù),包括基因修飾成品模型供應(yīng)、個(gè)性化模型定制、飼養(yǎng)繁育、表型分析、藥效評價(jià)等,滿足不同實(shí)驗(yàn)室需求。若您有相關(guān)需求,歡迎撥打400-728-0660熱線或于南模生物微信公眾號在線咨詢,我們的專業(yè)團(tuán)隊(duì)將竭誠為您服務(wù)!
參考文獻(xiàn):
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Fu Z, Li S, Han S, Shi C, Zhang Y. Antibody drug conjugate: the "biological missile" for targeted cancer therapy. Signal Transduct Target Ther. 2022;7(1):93. Published 2022 Mar 22. doi:10.1038/s41392-022-00947-7
- Wei Q, Li P, Yang T, et al. The promise and challenges of combination therapies with antibody-drug conjugates in solid tumors. J Hematol Oncol. 2024;17(1):1. Published 2024 Jan 4. doi:10.1186/s13045-023-01509-2
關(guān) 于 我 們
上海南方模式生物科技股份有限公司(Shanghai Model Organisms Center, Inc.,簡稱"南模生物"),成立于2000年9月,是一家上交所科創(chuàng)板上市高科技生物公司(股票代碼:688265),始終以編輯基因、解碼生命為己任,專注于模式生物領(lǐng)域,打造了以基因修飾動物模型研發(fā)為核心,涵蓋多物種模型構(gòu)建、飼養(yǎng)繁育、表型分析、藥物臨床前評價(jià)等多個(gè)技術(shù)平臺,致力于為全球高校、科研院所、制藥企業(yè)等客戶提供全方位、一體化的基因修飾動物模型產(chǎn)品解決方案。