ADC到底是什么?(六)谁在施展魔法?

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ADC本身没有活性(除了抗体介导的免疫杀伤外)、只有毒素被释放出来才有肿瘤杀伤活性,但是到目前为止体内、尤其是患者体内毒素释放的细节还比较模糊。虽然ADC的设计是通过抗原阳性肿瘤细胞内吞后释放毒素,但是蛋白水解酶不仅存在于肿瘤细胞中、甚至肿瘤细胞并非主要来源。ADC链接子主要是通过组织蛋白酶水解,但也可能成为其它蛋白酶底物。所以谁在背后施展魔法并非是一个泾渭分明的问题。

抗体药物虽然有了30年的历史,但是我们对抗体在人体降解过程的了解仍然存在很多空白。同位素标记研究发现小鼠代谢降解抗体效率最高的器官为肝、脾、肾,但因为皮肤、肌肉组织更多所以降解抗体蛋白绝对量最大的器官为肝、皮肤、肌肉,清除约75%的抗体。很多晚期肿瘤患者体重下降严重,有假说认为降解肌肉机制失调与抗体药物降解提高是同一套机制。一般认为网站内皮吞噬系统是主要的降解抗体机制,单核细胞、巨噬细胞为主要细胞类型。因为天然生物学功能就是吞噬降解废弃蛋白和其它生物物质,所以这个系统吞吐量较大、内吞和降解能力都很强,而这些性质也是ADC毒素释放所需要的。

肿瘤微环境里面也有大量肿瘤相关巨噬细胞(TAM),通常已经被肿瘤收编成为肿瘤增长的帮凶。TAM绝对量很大、是微环境中数量最大免疫细胞,在有些病灶甚至超过肿瘤细胞。与肿瘤细胞相互链接成为一个紧密组织不同,TAM可以在微环境中自由活动,因为在成为帮凶之前这些细胞需要在所处组织巡逻以清除废旧蛋白。巨噬细胞根据化学信号寻找肇事份子,所以也有人用巨噬细胞作为化疗药物载体、利用它识别肿瘤等非正常组织能力把药物递送到疾病组织。药物可以在体外装进巨噬细胞,也可以在体内利用巨噬细胞贪吃的本性粘在巨噬细胞上、叫做in vivo hitchhiking。大家可能比较熟知前几年比较火热的红细胞递送药物,巨噬细胞递送只是没有那么高调。

巨噬细胞表达各种Fc受体,可以与IgG抗体Fc区结合并内吞整个抗体。抗体的一个主要杀伤机制抗体介导细胞吞噬(ADCP)就是利用Fc受体结合抗体内吞这个功能,如果可变区已经与肿瘤细胞结合则整个复合物被吞噬。虽然FcR内吞与Fc构象和密度有关(与肿瘤细胞表面抗原结合后改变),单个抗体也是可以被巨噬细胞通过Fc受体内吞的。虽然Fc受体与Fc亲和力不如抗体抗原结合力强,但是因为TAM在微环境中数量巨大、又整天闲逛,所以更容易遇到药物、对抗体药物影响还是很大。PD-1抗体与PD-1短暂结合后会逐渐转移到巨噬细胞表面,成为耐药的一个机制。PD-1也是在免疫细胞表达的受体,而ADC靶向的肿瘤表面受体因为暴露更低所以可能受巨噬细胞影响更大。

既然TAM可以影响单抗的代谢那么ADC也可能通过TAM降解。Seattle Genetics早在2017年发现有些ADC药物虽然靶向的是肿瘤抗原,但在微环境中却主要是通过巨噬细胞介导内吞释放的毒素、靶点介导释放跟不上巨噬细胞的节奏。后来陆续有人研究发现如果清除宿主的巨噬细胞则ADC活性显著下降,如果用单抗阻断ADC与肿瘤细胞结合虽然微环境中ADC水平下降但毒素释放却没受影响、但如果静默抗体的Fc则毒素释放大幅度减慢。TAM能这样显著影响ADC降解不仅与其数量和内吞能力有关,TAM的水解酶水平因为工作需要也很高。有人用ABPP化学标记追踪微环境中活性组织蛋白酶的来源,发现至少在某些肿瘤微环境中90%以上的组织蛋白酶来自巨噬细胞而不是肿瘤细胞。当然这些观测只是在特定实验环境下进行的,但这些数据指向微环境中ADC也不完全只与肿瘤细胞接触。

动物模型毕竟与人体肿瘤有本质区别,遗憾的是ADC在人体肿瘤的代谢和分布数据很少,其中一半的知识可能是来自Enhertu的DAISY二期临床试验。这个试验不仅第一次发现Enhertu在HER2极低表达患者也有相当应答率(最近在DB06试验中得到验证),而且作者做了非常详细的疗效和耐药机制研究。其中有关PK/PD关系研究发现HER2表达与Enhertu在肿瘤的蓄积关系不明显,肿瘤微环境Enhertu水平低也不排除应答可能。作者没有测量毒素DXd的水平、更没有测游离DXd的水平,所以没有严格的PK/PD关联数据。耐药患者的HER2水平通常只有微小下降或没有下降,有几位患者耐药后发现HER2反而上调了。这些数据令人怀疑HER2之外还有神秘力量参与了Enhertu的毒素释放。

抗体是经高度演化、功能繁多的生物分子,毒素经过多年临床前、临床筛选已经淘汰了多数“劣质毒素”。ADC是一类高度复杂的药物,我们对这类药物的理解还在不断加深。这个系列短文如盲人摸象试图从不同侧面勾画ADC的图像,链接所有这些数据点您看到的是一类怎样的抗癌药物?

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YaoYuan

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