2024年4月23日，中国工程院院士、中国医学科学院肿瘤医院徐兵河教授团队在国际权威期刊Drug Resistance Updates（影响因子：24.3）在线发表题为“Spotlight on ideal target antigens and resistance in antibody-drug conjugates:Strategies for competitive advancement”的文章。该文章深入探讨了抗体偶联药物（ADCs）在肿瘤治疗中的前景，从抗原靶点的竞争和耐药性问题出发，全面总结了该领域的最新研究进展。

 

 

抗体偶联药物（antibody drug conjugate，ADCs）利用抗体的靶向性将细胞毒素递送至肿瘤细胞内部，释放高效荷载药物并驱动有效治疗。随着肿瘤精准治疗的不断发展，ADCs已经成为癌症治疗领域的重要突破之一。相比于传统小分子药物，ADCs在提高靶向性、降低毒副作用等方面具有明显优势。因此，ADCs正处于快速发展阶段，技术迭代快，靶点多样化，企业竞争激烈，政策支持力度大，且市场潜力巨大。本文全面综述了ADCs的结构组成（抗体、连接子、偶联方式、有效载荷等）及发展历程，抗原靶点竞争研发现状（HER家族、TROP2、CD家族等），泛癌种ADCs的研究进展（包括肺癌、乳腺癌、结直肠肿瘤以及血液淋巴肿瘤等），以及联合治疗（ADCs联合化疗、靶向或免疫治疗等）的现况及展望。

 

 

然而，部分难治性癌症患者在接受ADCs治疗后仍会发生疾病进展，ADCs的临床应用仍不乏挑战（耐药问题）。由于ADCs结构及其作用机制的复杂性，其任一组分发生异常或在周期性治疗压力下都会导致耐药性的产生。因此，基于对耐药机制的深入理解，开发新型ADCs以及探索联合治疗策略，或许对于进一步提高ADCs在抗肿瘤治疗领域中的临床疗效尤为重要。下面重点介绍ADCs治疗中出现的耐药性问题及其对策。

 

 

在ADCs的研发中，选择在肿瘤细胞上高表达但在正常组织和免疫细胞上低表达的靶点抗原被认为是实现药物高选择靶向性和疗效的关键。同时，靶点抗原也决定了将细胞毒性有效载荷传递到肿瘤细胞中的机制（包含细胞内摄取效率），以此最大限度地减少靶向肿瘤外毒性。因此，靶点抗原的选择在ADCs的研发、疗效、毒性及耐药方面发挥重要作用。

 

靶点抗原在许多实体肿瘤中的表达是高度异质性的，甚至是动态的。以HER2为例，不少学者们发现肿瘤细胞靶点抗原表达下调或抗原表达丢失等是导致ADCs无法识别和结合靶细胞的主要因素。临床前及临床研究中均发现，恩美曲妥珠单抗（T-DM1）的活性高低与肿瘤细胞膜上HER2表达及其核易位显著相关。在非实体瘤的研究中，学者们也发现，CD30、CD33的下调与brentuximab vedotin和gemtuzumab ozogamicin（GO）耐药相关。

 

然而，现实情况并非只有理想主义，仅仅是抗原靶点的特异性高表达仍不能确保ADCs的高效性。有趣的是，部分研究也指出，CD33的表达情况与GO治疗反应之间的联系存在一定的争议。CD33的高表达可能会降低ADCs的有效性，这可能是由于药物暴露的减少。血液中的高CD33负荷消耗了GO，从而限制了其在骨髓的渗透及有效的细胞毒性作用。此外，由于CD33存在多种同工型的剪接变体，CD33表达亚型的复杂性造成了药物的靶向和功能效用受限。例如，GO主要识别CD33的胞外V区，在GO对诱导表达CD33变体的人类急性淋巴细胞白血病细胞系的细胞毒性研究中显示，GO因无法结合CD33?E2变体（缺少V区结构）发挥细胞毒性作用，因而降低了药物的治疗功效。类似情况还包括CD19、CD21等。

 

 

已知，ADCs通过抗体与靶点抗原的结合发挥高特异性靶向能力，并依靠有效载荷的顺利释放发挥强效杀伤作用。因此，有效载荷复合物介于抗原靶点介导的内吞作用、溶酶体切割过程的异常以及复合体外排增加都可能导致ADCs的获得性耐药。

 

内吞流动途径存在缺陷会使得ADC药物无法进入细胞，而溶酶体功能受损或溶酶体蛋白水解活性降低，会导致ADC药物无法被有效降解。以TDM1为例，小窝蛋白1（CAV1）介导的T-DM1内吞作用，导致药物正常内化途径的缺陷和细胞表面传递效率的降低，溶酶体共定位显著降低，最终限制了药物到达溶酶体。同时，研究发现，溶质载体家族46成员3（SLC46A3）作为一种溶酶体转运体，其表达缺失是TDM1产生耐药性的机制之一。此外，肿瘤细胞内溶酶体pH值的增加会限制溶酶体酶的内在蛋白酶活性，损害内吞T-DM1的蛋白水解作用。

 

药物转运蛋白是一种位于细胞膜上的转运体是体内重要的功能性膜蛋白，在药物吸收、分布、代谢及排泄的动力学过程中发挥重要作用。既往研究发现，其过度表达可以导致细胞毒性药物外排（胞内泵出胞外），增加多药耐药性。在ADCs耐药的细胞模型中，蛋白质组学发现耐药细胞系中药物转运体ABCC1（ATP-binding cassette subfamily C1）的诱导增加，翻译后修饰的蛋白表达【如，泛素化酶（HUTD1，USP4，STUB1等），激酶（Src，ATM等）和磷酸酶（PTPN23，PTPN11等）】也发生了变化。因此，膜蛋白的内吞作用、分选和运输过程可能参与了ADCs耐药的形成。由ATP结合盒转运蛋白介导的ADCs有效载荷外排增加是一种可能的耐药机制。此外，某些负载ABC转运蛋白底物为有效载荷的ADCs，也需要特别关注以防受到这种耐药机制的影响。

 

肿瘤对有效载荷自身敏感性的降低也会引发ADC抗性的产生。例如，德曲妥珠单抗（T-DXd）耐药细胞模型对拓扑异构酶抑制剂-拓扑替康的敏感性降低。已知，戈沙妥珠单抗（SG）具有抗体和药物有效载荷的双重分子靶标。基因组学发现，TROP2的完全缺失可能是SG原发性耐药性的一个重要预测因子。而同一患者的不同转移性病变中出现以编码TROP2（抗体靶标）和TOP1（有效载荷靶标）的基因相互排斥的体细胞突变为特征的SG获得性耐药。重建实验（reconstitution experiments）进一步验证了TROP2 TACSTD2 T256R可以通过质膜定位缺陷和减少hRS7与细胞表面结合而赋予SG抗性。因此，肿瘤细胞对有效载荷的敏感性降低可能是ADCs获得性耐药的原因。而更换负载不同有效载荷的ADC药物或许可以改善耐药现象。

 

 

肿瘤耐药过程受多种因素影响，是一个涉及多基因、多个信号通路的复杂过程。与许多其他癌症化疗药物一样，肿瘤细胞持续暴露于ADCs会产生选择性压力，进而导致基因组发生获得性耐药性突变。而某些分子特征的改变可以诱发代偿途径，包括以细胞凋亡为主的多种细胞死亡方式相关的信号通路的异常，最终导致肿瘤细胞对ADCs的抵抗性增加。

 

肿瘤细胞可以通过调控细胞周期进程【细胞周期蛋白B1（Cyclin B1）缺陷、Polo-like激酶1（PLK1）的上调、信号转导及转录激活蛋白3（STAT3）激活等】干扰凋亡信号通路，从而降低ADCs的疗效。更为多见的是，T-DM1及GO均有研究显示会引起PTEN的丢失和编码PI3K催化亚基（PIK3CA）基因的激活突变导致PI3K/AKT通路的结构性激活，产生耐药。此外，研究发现T-DM1的长期暴露可以激活Hippo信号通路的中心介质-YES相关蛋白1（YAP1），增加肿瘤细胞酪氨酸激酶样孤儿素受体1（ROR1）的膜表达，诱导肿瘤干细胞（CSCs）富集，从而导致对TDM1的潜在抗性。Hippo信号通路由一组保守的激酶构成，是一条抑制细胞生长的信号通路。因此，同时靶向ROR1和YAP1可能会抑制肿瘤细胞中CSCs自我更新的功效并抑制肿瘤进展。通过这种方式，或许可以克服T-DM1介导的治疗耐药并改善临床结局。类似挖掘耐药靶点的研究也发现，TDM1耐药的HER2阳性肿瘤细胞的染色体18p11.32区域扩增（YES1基因）会导致YES（SFK家族的一员）过表达。通过应用达沙替尼抑制YES，可致敏耐药细胞。由此，提示ADCs联合治疗策略在临床中的潜在应用。

 

微管（Microtubule，MT）是细胞骨架的重要组成部分。靶向微管的药物（MTAs）包如紫杉醇、长春新碱等已经广泛应用于临床实践。同时，其也是ADC的有效载荷的选择之一，如MMAE等。研究发现，多线MTA治疗后的患者应用MMAE-ADCs可能会干扰治疗效果。多项研究发现，哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）抑制剂或许也可以通过增强溶酶体加工来逆转ADCs耐药。mTOR是一种非典型丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，为磷脂酰肌醇激酶相关激酶（phosphatidy-linositol kinase-related kinase，PIKK）蛋白质家族成员。在白血病的研究中，mTORC1/2激酶抑制剂（PP242）通过增加溶酶体区室来增强GO的细胞毒性，并通过抑制GO诱导的Chk1激活和G2/M周期阻滞来促进细胞周期进程。此外，在HER2阳性乳腺癌的体外和体内实验中，依维莫司联合T-DM1也表现出较强的抗肿瘤作用。这种效应可能与T-DM1的mTOR依赖性溶酶体加工有关。因此，这一组合可能是抗肿瘤治疗的一种有吸引力的新治疗策略。

 

综上，抗原靶点的表达情况、有效载荷复合物内化和转运过程以及肿瘤细胞死亡相关信号途径与ADCs靶向治疗的耐药显著相关。未来在优化治疗策略时，应对抗原异质性、寻找干扰多条信号通路的靶点基因/蛋白，以及设计和开发新型双特异性ADCs药物或探索联合疗法或许可以有效解决现阶段ADCs的耐药性。此外，通过联合治疗或许可以降低药物的使用剂量减轻毒副作用，并克服ADCs耐药。

 

 

文章的第一作者为中国医学科学院肿瘤医院姜明霞，通讯作者是李俏和徐兵河。

 

徐兵河

中国工程院院士，中国医学科学院学部委员

肿瘤内科专家，北京协和医学院长聘教授

现任国家新药（抗肿瘤）临床研究中心（GCP）主任，中国抗癌协会乳腺癌专业委员会和药物临床研究专业委员会名誉主任委员，北京乳腺病学会和北京肿瘤学会理事长。

 

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.drup.2024.101086