這是一個非常繁雜而艱難的研究領(lǐng)域，有許多棘手的問題難以解決，如血管漏出綜合征、負(fù)載藥物的化學(xué)特性、以及批量生產(chǎn)的障礙等等。但是，F(xiàn)DA在今年2月批準(zhǔn)了基因泰克公司的T-DM1上市，一個用于治療乳腺癌轉(zhuǎn)移的新ADC，而且是ADC首次用于實體腫瘤治療，這無疑激起了醫(yī)療行業(yè)對ADC領(lǐng)域研究的濃厚興趣。隨著ADC越來越多新的成功故事和特許經(jīng)銷權(quán)，許多大大小小的醫(yī)藥公司都在致力于跳上ADC這個“諾亞方舟”。目前，大約二十幾個靶向于不同腫瘤的ADC已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗，更多的ADC處于臨床前期研發(fā)階段。此外，公司之間在ADC研究的合作項目如雨后春筍般出現(xiàn)。

“概念很簡單而程序巨復(fù)雜，這正是ADC魔力所在。這不是說在抗體上隨便加一個毒素，”位于新罕布夏州的Adimab抗體公司總裁和合作人Tillman Gerngross 說，“讓人震驚的是把其中每一個細(xì)節(jié)都搞明白需要花費多長時間，這超出了常人的想象?！?/span>

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部件先選對

ADC研究者面對的挑戰(zhàn)來源于這幾個移動的部件: 腫瘤細(xì)胞標(biāo)靶、抗體、連接體、負(fù)載物。不僅每一個部件都需要先行優(yōu)化，同時還需要在最終產(chǎn)品中再次評估，因為其中任何部件的一個細(xì)微改變，都會影響最終產(chǎn)品整個的性能。因此，發(fā)展一個ADC肯定不是簡單地即插即用。Spirogen是倫敦一家生物科技公司，它與瑞士ADC醫(yī)療公司合作，應(yīng)用DNA鉸鏈毒素技術(shù)共同開發(fā)ADC藥品。Spirogen公司總裁Chris Martin認(rèn)為，“整個ADC領(lǐng)域尚處于一個主要憑經(jīng)驗來判斷的早期階段，有好幾個相互作用的因素需要考慮解決。”

第一個瓶頸是腫瘤細(xì)胞標(biāo)靶的選擇，所選標(biāo)靶必須在腫瘤細(xì)胞高度表達(dá)。加利福尼亞Ambrx公司的首席技術(shù)總監(jiān)Ho Cho認(rèn)為, 如果所選標(biāo)靶在腫瘤細(xì)胞的表達(dá)沒有達(dá)到一定的數(shù)量, 那么, 無論對ADC如何精雕細(xì)琢, 都不太會成功。而這正是T-DM1成功的其中一個秘訣。一部分乳腺癌患者的癌細(xì)胞高度表達(dá)HER2抗原，每個癌細(xì)胞表面多達(dá)數(shù)百萬個。而如果一個癌細(xì)胞僅僅表達(dá)幾千個表面受體，那就很難將毒素輸送到細(xì)胞內(nèi)。Gerngross說，“有很多癌細(xì)胞標(biāo)靶存在，只是因為數(shù)量太少而難以成功，但對HER2沒有問題。”

一旦合適的標(biāo)靶選定，下一步是尋找合適的抗體。所謂合適的抗體，要既能夠與標(biāo)靶結(jié)合，又不能影響標(biāo)靶的細(xì)胞內(nèi)源化。Cho說，“人們目前才剛開始能夠真正科學(xué)地認(rèn)識和理解這一點，抗體結(jié)合抗原后，有些抗體能夠促進(jìn)抗原的內(nèi)源化，另一些卻削弱了抗原內(nèi)源化?！盚erceptin （Trustuzumab）有很大優(yōu)勢，與HER2結(jié)合后，HER2 進(jìn)入到細(xì)胞漿的溶酶體內(nèi)，負(fù)載藥被順利有效釋放，更重要的是，HER2癌細(xì)胞的生存和增殖恰恰離不開HER2表面抗原的信號傳導(dǎo)功能。

如今，科技平臺的進(jìn)步已經(jīng)使特異性抗體的設(shè)計和生產(chǎn)得到很大發(fā)展，這無疑也為ADC的開發(fā)提供了有力的保障。Adimab公司Gerngross說，“過去，人們發(fā)現(xiàn)了抗體；然后，又認(rèn)識到抗體本身確實做不了太多事；那么，為何不給抗體加點‘湯汁佐料’——載上毒素？雖然我們經(jīng)歷了很多失敗，但那是因為選的抗體太差?！倍?，即使抗體可以很好地內(nèi)源化，負(fù)載了細(xì)胞毒藥物后也不一定能夠具備好的殺傷力。所以，即使擁有了最好的抗體，還必須制備和篩查負(fù)載物，使其結(jié)合后有很好的生物活性。

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被遺忘的連接體

西雅圖的Genetics和麻省沃爾瑟姆的ImmunoGen兩家生物科技公司，是ADC連接體發(fā)展方面的先鋒，均擁有將細(xì)胞毒藥物加載到抗體的核心技術(shù)。Genetics目前和六家大的跨國醫(yī)藥集團(tuán)以及至少另外五家小的醫(yī)藥公司有合作項目；而ImmunoGen已經(jīng)和五家醫(yī)藥公司聯(lián)合開發(fā)，包括加州千橡市的Amgen公司和德國Dreieich的Biotest公司。

舊金山Genetech’s 公司開發(fā)的T-DM1，其抗體是HER2抗體Herceptin；承載的藥物是Immunogen公司的抗有絲分裂毒素DM1，能夠有效抑制微管蛋白形成；而將兩者成功連接的技術(shù)和連接體SMCC都源自Immunogen公司。而西雅圖Genetics公司的Adetris是將Auristatin，一個紡錘體微管毒素，通過一個對氨基苯乙酸二肽間隔工具的連接體，連接到CD30抗體。

連接體具有一系列不同的化學(xué)特性和接觸性質(zhì)，其中的選擇必須取決于腫瘤的生物特性；目前使用的連接體平臺有兩個系列，包括可劈開連接體，如肽、肼和二硫，和非劈開連接體，如硫代酸酯；選擇哪一個技術(shù)平臺，正是基于其能夠?qū)⑺幬镉行?nèi)源化到癌細(xì)胞內(nèi)。T-DM1使用的連接體是ImmunoGen公司的非劈開平臺SMCC，其抗體能夠完全被癌細(xì)胞溶酶體消化，而藥物有效釋放到細(xì)胞內(nèi)。如果ADC不能成功進(jìn)入溶酶體，可以通過精細(xì)的調(diào)節(jié)可劈開平臺的二硫鍵來實現(xiàn)。

抗體和連接體之間的連接是另一個可變因素。目前在臨床上使用的Genetics和ImmunoGen公司開發(fā)的ADC的連接體，其連接技術(shù)是將連接體隨機(jī)地連接到特異抗體的側(cè)鏈氨基酸上，前者是半胱氨酸，后者是賴氨酸。所以嚴(yán)格來講，ADC是一個混合物，每一個藥物粒子都是一個抗體在不同位置攜帶著數(shù)目不同的毒素分子。雖然從技術(shù)上講，ADC可以被純化到在特異位置攜帶毒素，但其可操作性尚有疑問。Ambrx’s公司的周總監(jiān)說，“從小樣分析角度來看，人們可以將ADC純化到一定程度，但是，使其在大規(guī)模工廠生產(chǎn)中得以實現(xiàn)，則是個極端困難的挑戰(zhàn)?！?/span>

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回歸到特異性

產(chǎn)品的一致性是指使用位點標(biāo)記科技而生產(chǎn)出一模一樣的ADC藥物粒子，目前這是ADC研究的熱點。Genentech公司設(shè)計出一個名為Thiomab的抗體，該抗體具有一個特定半胱氨酸殘端用于偶聯(lián)藥物分子。與T-DM1相比，使用Thiomab抗體的T-DM1模擬藥，其臨床前試驗顯示了相同的療效，而耐受性更高。其他公司也在尋求不同的策略，利用抗體自身的結(jié)構(gòu)和序列的優(yōu)勢來提高一致性。比如PolyTherics，位于倫敦的一家生物醫(yī)藥公司，也發(fā)明了一個提高一致性的技術(shù)，他們利用抗體自身的二硫鍵，在半胱氨酸殘端間插入一個橋，通過這個特定的橋把抗體連接到連接體上。

此外，通過在抗體上加一個具有反應(yīng)性的氨基酸側(cè)鏈作為連接點，也可以實現(xiàn)ADC離子的一致性。舊金山的Ambrix和Sutro Biopharm公司、西雅圖的Allozyne公司、加州愛莫利維爾市的RedwoodBiosciences公司，紛紛都在發(fā)展自己的特異連接位點的技術(shù)平臺。通過加入具備特殊功能的肽鏈，這些公司都擁有了能夠精確連接位點和連接毒素數(shù)量的連接技術(shù)。

西雅圖Genetics公司負(fù)責(zé)化學(xué)的副總裁Peter Senter認(rèn)為，選擇性的在特定所需位置連接特定數(shù)目毒素的技術(shù)具有很大優(yōu)勢，“這樣，產(chǎn)品的組成整齊一致、藥代參數(shù)可預(yù)測，而且還可以控制藥物釋放的速度。”在藥物申報方面，ADC產(chǎn)品的一致性也使其審批程序流水化，更有助于管理層的理解；而對目前的ADC產(chǎn)品，研究者尚需闡明其混合物的特性和一致性。

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鑄造運(yùn)載“炸彈”

除了設(shè)計抗體和特定連接技術(shù)，研究者正在拓寬運(yùn)載細(xì)胞毒“炸彈”這塊調(diào)色板。擁有著化學(xué)專家和一系列化合物知識產(chǎn)權(quán)的大公司正尋找機(jī)會把這些財富運(yùn)用到ADC新藥上。輝瑞公司腫瘤研究所首席科學(xué)總監(jiān)Bob說:“我們擁有很多細(xì)胞毒‘炸彈’，這使得我們有機(jī)會通過抗體藥物特異結(jié)合技術(shù)將其投放到合適的腫瘤組織。”Spirogen公司研發(fā)了PBD系列小分子，能夠鉸鏈到瓜氨酸殘基上而阻止DNA修復(fù)，體外試驗表明其強(qiáng)度是微管抑制劑的數(shù)倍，而且，由于PBD鉸鏈的時間長，即使對生長緩慢的腫瘤也有效果。

馬薩諸塞州的Mersana公司則研發(fā)了一種完全不同的“柔性水泥”連接體。這種“柔性水泥”由親水的多聚纖維構(gòu)成，可生物降解，無毒，在生理條件下穩(wěn)定，在細(xì)胞溶酶體的pH環(huán)境中水解。這種纖維具有連接多種小分子化合物的位點，或連接同一小分子化合物的多個位點。通過這項技術(shù)，研究者可以在一個抗體上加載多種細(xì)胞毒素或者多個相同毒素分子，這樣就極大地增強(qiáng)了ADC 的殺傷力。

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跨越腫瘤屏障

除了T-DM1，截至目前顯示出臨床效果的ADC藥物都是靶向在血液腫瘤，部分原因是抗體很難穿透到實體腫瘤內(nèi)，這一點早在1980年代抗體放射同位素研究中就有定論。ImmunoGen 公司的Lambert說，“能夠進(jìn)入到實體腫瘤中抗體的量常常很少，目前發(fā)表的文獻(xiàn)資料表明，終結(jié)在實體腫瘤內(nèi)的所注射的抗體量大約只有萬分之一。”

Wyeth公司是第一個ADC藥物Mylotarg（Gentuzumab Ozogamicin）的原研公司, Mylotarg 在2000年被美國FDA在綠色通道快速審批，由于其對急性髓性白血病并沒有表現(xiàn)出預(yù)期的效果，Mylotarg被公司自動撤出市場。輝瑞公司正是通過對Wyeth公司的收購加入到ADC領(lǐng)域的研究和競爭。在ADC藥物研究上，輝瑞目前將75% 的資源用于攻克實體腫瘤。雖然T-DM1 在目標(biāo)實體腫瘤顯示出了療效，但其是否在其他實體腫瘤有效尚存在疑問。

與其他抗腫瘤療法一樣，如果發(fā)現(xiàn)ADC技術(shù)對腫瘤顯出了療效，下一步需要擔(dān)心的就是腫瘤對ADC藥物的耐受性問題。因為相比目前現(xiàn)有的化療藥物，ADC藥物的毒性較小，所以，ADC藥物聯(lián)合其他小分子或抗體療法和放療，也許有助于減少或延緩腫瘤抵抗的發(fā)生，包括聯(lián)合PI3 激酶抑制劑、mTOR抑制劑，甚至免疫增強(qiáng)劑。同時，抗體有時會錯過其靶向抗原，而腫瘤細(xì)胞自身會剔除ADC的靶標(biāo)抗原，所以對同一種腫瘤，常常需要尋找第二個ADC標(biāo)靶抗原作為后備治療手段。

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下一代產(chǎn)品

輝瑞公司的第二代抗CD22的ADC藥物——Inotuzumab Ozogamicin（Mylotarg）用于治療非何杰金淋巴瘤和急性淋巴細(xì)胞白血病。Inotuzumab Ozogamicin由人源化IgG4抗CD22 抗體通過丁酸連接體共軛連接到氮乙酰-卡里奇霉素-二甲基酰肼。由于使用了新的連接技術(shù)，Mylotarg搖身一變成了一致性很好的ADC藥物。Mylotarg治療急性髓性白血病臨床三期試驗結(jié)果顯示，Mylotarg小劑量多次給藥，毒性小而療效確切。除了從Wyeth公司獲得的知識產(chǎn)權(quán)，輝瑞已經(jīng)研究開發(fā)了自身擁有知識產(chǎn)權(quán)的ADC配件系列，包括抗體、連接體、運(yùn)載的細(xì)胞毒藥物。

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癌癥以外的領(lǐng)域？

圍繞著ADC藥物在腫瘤領(lǐng)域的樂觀前景，一些研究者已經(jīng)開始將ADC發(fā)展到其他治療領(lǐng)域，如免疫性疾病，將治療糖尿病的小分子藥物直接輸送到胰腺的胰島細(xì)胞內(nèi)。

Nature Biotechnology 31:191-193