ADC藥物解讀（三）| 一文解析ADC藥物研發(fā)難點(diǎn)

2022-07-19

訪問(wèn)量：

ADC藥物結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣化，以及體內(nèi)作用和代謝過(guò)程復(fù)雜性，這些為CMC研究、臨床前研究等帶來(lái)多重挑戰(zhàn)。不同的腫瘤微環(huán)境不同，靶蛋白不同，對(duì)于ADC藥物來(lái)說(shuō)選用何種抗體、小分子毒素、連接子、連接方式等都需要進(jìn)行特異性考慮。泛偶聯(lián)時(shí)代，每一款偶聯(lián)藥物，都應(yīng)該結(jié)合自身特點(diǎn)找準(zhǔn)定位，形成差異化競(jìng)爭(zhēng)策略，走創(chuàng)新化的研發(fā)之路，滿足未被滿足的臨床需求。

? ADC藥物設(shè)計(jì)要素

ADC是由抗體+連接子+小分子毒素三部分構(gòu)成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，這決定了它的制備工藝也會(huì)更為復(fù)雜。在制備和生產(chǎn)過(guò)程中，需要經(jīng)歷多個(gè)合成步驟，溶于多種溶劑，小分子毒素需要在這些過(guò)程中保持化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)穩(wěn)定。ADC藥物的成功通常取決于以下五大要素的設(shè)計(jì)：

靶向抗原

靶向抗原的選擇是ADC藥物設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一環(huán)。需滿足：

1、特異性，腫瘤細(xì)胞高表達(dá)、正常細(xì)胞低表達(dá)或不表達(dá)；

2、靶向抗原需為腫瘤細(xì)胞表面抗原；

3、高效誘導(dǎo)內(nèi)在化過(guò)程（internalization）等。

理論上ADC藥物可在腫瘤細(xì)胞外釋放毒素，不經(jīng)過(guò)細(xì)胞內(nèi)在化，通過(guò)“旁觀者效應(yīng)”對(duì)腫瘤細(xì)胞造成殺傷。但實(shí)際上目前大部分ADC藥物療效的實(shí)現(xiàn)均是以內(nèi)在化后的藥物釋放為基礎(chǔ)。因此，ADC藥物中的抗體和腫瘤細(xì)胞表面抗原結(jié)合后，ADC-抗原復(fù)合物需能有效誘導(dǎo)內(nèi)在化過(guò)程，進(jìn)入腫瘤細(xì)胞內(nèi)，并通過(guò)適當(dāng)?shù)募?xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)和降解過(guò)程，實(shí)現(xiàn)小分子藥物的有效釋放。

細(xì)胞免疫熒光Confocal檢測(cè)ADC內(nèi)在化.png

通過(guò)細(xì)胞免疫熒光Confocal檢測(cè)ADC內(nèi)在化

抗體

ADC藥物中的抗體需要：

1、對(duì)所選抗原具有高度特異性。若缺乏特異性可能會(huì)造成脫靶毒性或被過(guò)早清除；

2、與靶向抗原的高親和力；

3、低免疫原性，從而保證ADC藥物在血液中有較長(zhǎng)循環(huán)時(shí)間以及順利進(jìn)入腫瘤細(xì)胞。

連接子

連接子包括不可裂解（non-cleavable）連接子和可裂解（cleavable）連接子兩種類型。連接子需要考慮穩(wěn)定性和釋放效率的平衡。不可裂解連接子更具穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)，可裂解連接子釋放效率更高。

偶聯(lián)技術(shù)

偶聯(lián)技術(shù)通過(guò)連接子將抗體和小分子毒素連接到一起，涉及化學(xué)反應(yīng)、抗體修飾與改造等相關(guān)技術(shù)。ADC藥物所采用的偶聯(lián)技術(shù)與其最終的藥物抗體比率（Drug to Antibody Ratio；DAR）密切相關(guān)，而DAR的數(shù)值及其分布會(huì)顯著影響ADC藥物性質(zhì)。DAR過(guò)大可能導(dǎo)致ADC藥物聚集，進(jìn)而在循環(huán)系統(tǒng)中被清除；DAR過(guò)小，可能導(dǎo)致ADC藥物無(wú)法達(dá)到最佳治療效果。DAR在2~4之間是ADC藥物的最優(yōu)選。目前，常用的偶聯(lián)技術(shù)可分為隨機(jī)偶聯(lián)和定點(diǎn)偶聯(lián)兩大類。DS-8201采用定點(diǎn)偶聯(lián)技術(shù)，藥物抗體比高達(dá)8，具有更好療效。

小分子毒素

小分子毒素是ADC藥物發(fā)揮殺傷活性的主要成分。在選擇小分子毒素時(shí)需綜合考慮毒性、可修飾性等多個(gè)因素：1，與一般化藥相比，具有更高毒性；2、可修飾性；3、適當(dāng)?shù)挠H疏水平衡；4、高穩(wěn)定性等。

? ADCC&CDC作用

ADC藥物進(jìn)入血液后，其抗體部分識(shí)別并結(jié)合靶細(xì)胞的表面抗原；隨后ADC抗原復(fù)合物由內(nèi)吞通路介導(dǎo)進(jìn)入細(xì)胞。在細(xì)胞內(nèi)，可裂解連接子對(duì)腫瘤細(xì)胞內(nèi)的微環(huán)境敏感，會(huì)受 pH 值影響，或者被蛋白酶及某些化學(xué)物質(zhì)裂解；攜帶不可裂解連接子的 ADC 藥物被溶酶體消化，從而釋放藥物。某些 ADC 藥物的小分子可以穿透細(xì)胞膜進(jìn)一步殺傷周圍的腫瘤細(xì)胞，即旁觀者殺傷效應(yīng)。此外，ADC 還具備 ADCC、CDC等抗體的免疫效應(yīng)。

ADCC（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity）是一種抗體依賴的細(xì)胞毒性作用，是免疫系統(tǒng)對(duì)抗病毒感染及腫瘤疾病的一種重要免疫防御機(jī)制。一般為自然殺傷細(xì)胞（NK）介導(dǎo)（有時(shí)中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞也能介導(dǎo)ADCC作用），抗體Fab端結(jié)合靶細(xì)胞表面抗原，F(xiàn)c端結(jié)合NK細(xì)胞表面的Fc受體CD16，將靶細(xì)胞與NK細(xì)胞拉近距離，并激活NK細(xì)胞釋放顆粒酶和穿孔素等，最終導(dǎo)致靶細(xì)胞被裂解。

CDC（complement dependent cytotoxicity）是一種補(bǔ)體依賴的細(xì)胞毒性作用，由血清中大量存在的一系列補(bǔ)體蛋白 (C1-C9) 介導(dǎo)。C1q 與細(xì)胞表面抗體分子的 Fc 結(jié)構(gòu)域結(jié)合而觸發(fā)CDC反應(yīng)。補(bǔ)體通過(guò)特異性抗體與細(xì)胞膜表面相應(yīng)抗原結(jié)合，激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑，形成的攻膜復(fù)合物裂解靶細(xì)胞的作用。許多抗腫瘤抗體，如針對(duì) CD20、CD52、人白細(xì)胞抗原 (HLA)-II 類、癌胚抗原 (CEA)、糖脂抗原等產(chǎn)生的抗體可誘導(dǎo) CDC反應(yīng)。

ADCC和CDC作用機(jī)制.png

ADCC和CDC作用機(jī)制^[1]

? 雙靶點(diǎn)ADC

研究發(fā)現(xiàn)，雙靶點(diǎn) ADC 比兩種單靶點(diǎn)ADC聯(lián)合給藥具有更好的治療效果。雙靶點(diǎn) ADC 形式在治療難治性乳腺癌和其他腫瘤方面非常具有潛力。比如，由Sutro Biopharma和EMD Serono共同開(kāi)發(fā)的M1231是一款靶向EGFR和MUC1的雙特異性抗體ADC。M1231通過(guò)可裂解的Val-Cit SUTRO鏈接子與Hemiasterlin細(xì)胞毒素相連。Hemiasterlin 是一種三肽，通過(guò)與微管蛋白結(jié)合發(fā)揮其細(xì)胞毒性，從而破壞正常的微管動(dòng)力學(xué)。

再比如，下文中科研人員通過(guò)設(shè)計(jì)帶有疊氮化物和甲基四嗪基團(tuán)的新支鏈連接子作為正交點(diǎn)擊反應(yīng)位點(diǎn)。加上有效載荷模塊（包括作為點(diǎn)擊對(duì)的 DBCO 或 TCO、PEGn、GluValCit 可裂解接接子、PABC 基團(tuán)和毒素分子 MMAE 或 MMAF）。合成了具有雙效載荷的均質(zhì) ADC。GluValCit 連接子系統(tǒng)確保了 ADC 在體內(nèi)的功效，同時(shí)最大限度地降低了動(dòng)物血漿中連接子的過(guò)早降解。選擇 MMAE 和 MMAF 的雙重偶聯(lián)物使 ADC 能夠靶向作用于多種乳腺癌細(xì)胞。

雙靶點(diǎn)ADC分子設(shè)計(jì)和偶聯(lián)策略.jpg

雙靶點(diǎn)ADC分子設(shè)計(jì)和偶聯(lián)策略^[2]

? ADC旁觀者效應(yīng)

ADC 藥物通過(guò)抑制腫瘤DNA復(fù)制或阻滯細(xì)胞周期誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡。ADC藥物進(jìn)入血液循環(huán)后，與腫瘤細(xì)胞表面靶向抗原受體結(jié)合，形成ADC抗原復(fù)合物，被腫瘤細(xì)胞內(nèi)吞，進(jìn)而經(jīng)過(guò)溶酶體降解，細(xì)胞毒素在胞內(nèi)釋放，結(jié)合至DNA小溝或微管蛋白，抑制腫瘤DNA復(fù)制或阻滯細(xì)胞周期，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡。疏水性小分子毒素還可以通過(guò)細(xì)胞膜擴(kuò)散，對(duì)鄰近腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生殺傷活性，稱為旁觀者效應(yīng)。

ADC藥物的旁觀者效應(yīng)示意圖.jpg

ADC藥物的旁觀者效應(yīng)示意圖^[3]

SYD985 和 T-DM1 都是靶向HER2 的ADC藥物，SYD985 因其更強(qiáng)的旁觀者效應(yīng)而在細(xì)胞毒性測(cè)定中更有效。KRCH31 細(xì)胞是 HER2 陽(yáng)性，ARK-4 細(xì)胞是 HER2 陰性，兩種細(xì)胞系進(jìn)行共培養(yǎng)（用染料標(biāo)記），然后進(jìn)一步進(jìn)行 FACS 分析細(xì)胞死亡。數(shù)據(jù)顯示，SYD985會(huì)導(dǎo)致旁觀者細(xì)胞（ARK-4）的殺傷。如下圖所示，當(dāng)使用SYD985處理 KRCH31 細(xì)胞與 ARK-4 共培養(yǎng)時(shí)，KRCH31 的殺傷力沒(méi)有增加，但 KRCH31/ARK-4 的共培養(yǎng)使HER2 低/不表達(dá)的 ARK-4 細(xì)胞的旁觀者效應(yīng)顯著增強(qiáng)。當(dāng)使用 T-DM1處理 KRCH31/ARK-4 共培養(yǎng)物96 時(shí)，檢測(cè)到最低程度的旁觀者細(xì)胞毒性。

體外旁觀者效應(yīng).png

體外旁觀者效應(yīng)^[4]

美迪西生物團(tuán)隊(duì)擁有200多腫瘤癌細(xì)胞系，多種可供選擇的ADC靶蛋白表達(dá)陽(yáng)性和陰性的腫瘤細(xì)胞。此外，美迪西生物團(tuán)隊(duì)擁有豐富的細(xì)胞標(biāo)記經(jīng)驗(yàn)及基于 FACS 的細(xì)胞活力分析能力。

? ADC藥物CMC研究

包括4部分：

1、抗體；

2、載藥-連接子中間體；

3、ADC原料藥；

4、制劑部分。

此外還需要引入一些特殊的質(zhì)量控制指標(biāo)。如藥物與抗體的比率，載藥與抗體的連接位點(diǎn)以及ADC藥物中的藥物負(fù)載分布等。此外，ADC中游離的載藥和抗體需要進(jìn)行量化控制，載藥連接抗體后對(duì)抗體和靶點(diǎn)結(jié)合效力的影響以及ADC在人體血漿中的穩(wěn)定性也需要進(jìn)行研究。

? ADC臨床前研究相關(guān)種屬的選擇

一般情況，整體ADC的毒性研究可在一種動(dòng)物種屬中進(jìn)行研究。同時(shí)需要考慮其中小分子化合物和抗體藥物的雙重屬性。如果小分子化合物為新化合物或者毒性特征不明確，則至少需要在一個(gè)相關(guān)動(dòng)物種屬中對(duì)其毒性進(jìn)行單獨(dú)考察，可以單獨(dú)開(kāi)展試驗(yàn)，也可以在ADC的毒性研究中設(shè)置單獨(dú)給藥組。如果小分子化合物為已上市藥物，無(wú)需對(duì)其毒性進(jìn)行單獨(dú)研究。若抗體部分靶向全新的靶點(diǎn)或者具有特殊安全性擔(dān)憂時(shí)，應(yīng)考慮采用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物或替代分子對(duì)抗體的靶向藥理作用、Fc效應(yīng)，以及靶向釋放小分子化合物所帶來(lái)的潛在毒性反應(yīng)進(jìn)行研究。美迪西可幫助客戶完成：ADC藥物的血漿穩(wěn)定性及體外溶血試驗(yàn)、藥效學(xué)研究、藥代動(dòng)力學(xué)、毒性研究、及安全性評(píng)價(jià)等全套研究。

? 美迪西ADC臨床前研發(fā)解決方案

美迪西在ADC的臨床前一體化研究方案制定中與客戶深入交流，科研骨干將每一個(gè)案例的特點(diǎn)與多年實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累相結(jié)合，謹(jǐn)慎地將優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)果提交到客戶手上。截至目前，美迪西承接的IND申報(bào)類生物藥大項(xiàng)目已經(jīng)100多項(xiàng)；包括單抗、雙抗、多抗、ADC、病毒疫苗和融合蛋白等。截至2022年5月，美迪西已成功助力10個(gè)ADC藥物獲批臨床，并有多個(gè)ADC項(xiàng)目在研。美迪西已完成毒素小分子：DM1，MMAE、Exatecan、Dxd，SN38等。美迪西已完成靶點(diǎn)：Her2、Her3、Trop2、Claudin 18.2、CD33、Muc1、FR等。

亚洲色图国产,国内精品久久久久久久影视简单,激情四射五月天婷婷,中日韩欧美精彩视频,av高清免费,国产91电影在线观看,日本免费三片在线播放

ADC藥物解讀（三）| 一文解析ADC藥物研發(fā)難點(diǎn)

靶向抗原

抗體

連接子

偶聯(lián)技術(shù)

小分子毒素