ADC到底是什么（二十七）双抗ADC

双抗ADC是一个活跃的前沿，今天讨论一下双抗ADC是否比传统单抗ADC更有效在肿瘤富集毒素。双抗分两大类，一类是可与不同细胞的两个不同抗原结合、起到连接器作用，如几个上市的CD3连接器和连接IX与X因子的emicizumab。另一类是结合同一细胞表面同一抗原的两个不同表位或两个不同抗原，如HER2双表位抗体zanidatamab和EGFRxcMET 双抗 amivantamab。双抗与单抗有不同的药理效应，所以做成ADC后活性、安全性与单抗ADC也会有所不同。但今天我们主要讨论药物分布的区分，双抗ADC主要还是想利用抗体-抗原结合热力学获得更大组织分配优势、进一步提高肿瘤毒素富集。

抗原驱动的抗体药物分布类似找工作，不同地区因为工业性质不同吸引不同人才，长三角富集了生命科学人才、深圳湾富集了IT人才。双抗、单抗的分布区别则类似两口子一起找工作与单身汉自己找工作。单身汉哪个地方有工作都可以去，但夫妻同时找工作就需要同一个城市兼有两类分别要找的工作、否则其中一个人就要失业（二体问题，two-body problem），翻译到药物设计就是双抗变成单抗、没有达到设计目的。但如果同一个城市确实有这两类工作、夫妻两人也都满足招工要求，两人留在这个城市的机会就大于单身职工。不仅并不十分满意自己工作一方（低亲和力）需要委曲求全，工作十分匹配的一方（高亲和力）也因为另一方工作的原因不会有点风吹草动就掀桌子不干了。这就是所谓的avidity效应，双抗ADC就是想达到这个设计目的。

如果双抗的两个抗原不在同一细胞上那双抗分布情况会更复杂，类似两人各有自己非常满意的工作、但这两个工作不在一个城市，那么二人只能平分在两地的时间，影响在目标城市的富集。比如HER2xCD3双抗如果只有HER2抗体高亲和力、CD3抗体低亲和力则在HER2阳性肿瘤富集，如果CD3抗体也是高亲和力则有部分被分流到T细胞富集组织。这类双抗不是ADC药物设计的主流。对于异质性肿瘤可能有些细胞表达抗原A、有些表达抗原B，AxB双抗可以把毒素递送到这两类肿瘤细胞中、但与组合疗法比没有优势，不在本文讨论范围内。有些利用转运蛋白如TfR的双抗也不是靠抗原分布影响药物分布，本文也不讨论。

那么靶向同一细胞不同肿瘤抗原的双抗ADC是否比单抗ADC更能在肿瘤富集毒素呢？我们以EGFRxcMET双抗Amivantamab为例分析这个策略，因为这是同时在肿瘤细胞表达的两个肿瘤相关抗原。EGFRxcMET ADC的毒素分布没有详细研究，但放射性同位素89Zr标记EGFRxcMET双抗（[89Zr]ZrDFO-Amivantamab）在小鼠肿瘤模型的分布最近有一个研究，可以外推双抗ADC的毒素富集效应[1]。

这里面有两个重要因素需要考虑，一是放射性过渡金属离子通常需要极性较大配体络合、过膜性较差，从抗体卸载后不一定能离开释放细胞。所以双抗显影剂的金属离子分布不能完全复制有旁观者杀伤效应ADC毒素（现代通用毒素）的组织分布，因为前者从肿瘤组织逃逸很困难。用上面找工作的比喻，显影剂的分布更像是跟踪你工作面试的轨迹、而不是真正工作的轨迹。另一个需要考虑因素是Amivantamab不结合小鼠EGFR个cMET，所以小鼠模型会夸大肿瘤富集（在人体会与健康组织靶点结合而有更严重脱组织毒副作用）。

首选看看这个显影剂在肿瘤和正常组织随时间的分布，显然肿瘤相对于正常组织富集了更多双抗标记药物。但富集程度并不明显，尤其考虑到小鼠正常组织抗原与双抗无亲和力这个因素。

然后看看这个显影剂在不同抗原表达水平肿瘤的富集区别。在EGFR高表达、中表达、低表达的肿瘤89Zr浓度也呈梯度下降，说明存在靶点介导药物分布。虽然这个5x富集虽然不算惊艳但对治疗窗口<1的化疗毒素来说也是个帮助。

与无靶向的IgG-ADC比，双抗ADC的富集能力更强，进一步证明了靶点介导药物分布。

与单抗比，双抗在肿瘤的富集更明显、但差距也就2-3倍。所以即使在背景干净的小鼠模型（健康组织抗原不影响分布），双抗ADC与单抗ADC比在双阳性抗原细胞富集虽然超过单抗ADC，但效应并不十分显著。而且这是过膜较差的ADC本身或离子络合物，自由过膜的毒素富集可能更不显著、因为有毒素逃逸的拉平效应，这离10x ADC的小目标还有一定差距。

另外虽然与某些正常组织比双抗比单抗在肿瘤富集程度更高，但与另一些组织比则有所下降，如果考虑在真正肿瘤患者正常组织抗原表达的影响治疗窗口更难预测。所以尽管双抗ADC比传统ADC显示一定优势、但不是压倒性优势，要有一个比较严格的筛选系统才能挑出那些真正比单抗更能富集毒素的双抗ADC。

[1] Cavaliere, Alessandra, et al. "Development of [89 Zr] ZrDFO-amivantamab bispecific to EGFR and c-MET for PET imaging of triple-negative breast cancer."European journal of nuclear medicine and molecular imaging 48 (2021): 383-394.

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