百年前，德国免疫学之父Paul Ehrlich博士提出通过“Magic Bullet”将毒性药物靶向递送至微生物或肿瘤细胞的概念。随着技术壁垒的不断突破，抗体偶联药物（ADC）迎来了爆发式获批。该类药物通过连接子将特异性靶向单克隆抗体和高活性细胞毒载药相结合，兼顾了靶向药物的特异性和细胞毒药物的高效性。凭借其独特的药物设计及药学特性，ADC在抗肿瘤治疗中展现出强大的活性，同时在提高靶向性、降低毒副作用等方面有明显的优势。尤其是在乳腺癌领域以T-DXd为代表的ADC药物为晚期患者带来显著的生存获益改善，ADC正在改变乳腺癌的临床治疗格局。尽管ADC的临床表现十分亮眼，但仍然会面临治疗耐药的问题，充分了解ADC耐药机制能够为后续治疗策略的制定指明方向，极具临床意义。肿瘤瞭望特邀复旦大学附属肿瘤医院秦文星教授系统性地梳理ADC耐药机制进展及可行的应对策略，以飨读者。

 

 

ADC药物进入血液后，抗体部分与靶细胞表面的抗原结合，经过受体介导的内吞作用被内化，随后通过内体-溶酶体途径释放细胞毒性载药，杀伤肿瘤细胞；同时，具有膜通透性的载药还可以发挥旁观者效应，导致周围抗原表达阴性细胞的死亡。此外，ADC抗肿瘤活性还涉及到抗体Fc区介导的抗体依赖性细胞毒性(ADCC)、抗体依赖性细胞吞噬作用(ADCP)和补体依赖性细胞毒性(CDC)来激活免疫系统，达到抑制肿瘤的效果^[1]。

 

图1.ADC的作用机制

 

 

ADC的作用过程包括多个步骤，任一环节发生异常都会导致耐药的产生，可能的机制包括以下几种：单抗识别的抗原水平的变化；内化和转运途径的缺陷；溶酶体功能受损；药物外排泵将药物排出细胞；细胞毒性药物耐药或靶标突变；细胞周期的作用；信号通路的激活；细胞凋亡失调等^[2]。详情如下图所示。

 

图2.ADC的耐药机制

 

 

在16%-36%的HER2+乳腺肿瘤患者中都可以观察到HER2表达的瘤内异质性。系统治疗可以使大部分敏感细胞死亡，随后残余的耐药细胞增殖导致肿瘤复发。研究发现HER2异质性会影响新辅助治疗效果，该研究采用T-DM1联合帕妥珠单抗新辅助治疗6周期，手术后评估pCR率，结果显示未发现瘤内异质性的患者pCR为55%，而存在瘤内异质性的为0%^[3]。

 

 

抗原与另一个细胞表面受体的二聚化可能介导对ADC的耐药性，NRG-1β(可引发HER2/HER3异二聚化的配体)在HER2扩增的乳腺癌细胞系亚群中可以抑制T-DM1的细胞毒活性。通过添加帕妥珠单抗(阻断HER2/HER3二聚化和下游信号传导的单克隆HER2抗体)可以克服这种耐药性^[4]，TDM-1和帕妥珠单抗显示出协同作用。因此在ADC中可以运用双位点抗体(能同时识别目标抗原两个不同的抗原表位)来克服耐药性。

 

 

HER2+晚期乳腺癌患者，一线治疗通常选用曲妥珠单抗、帕妥珠单抗联合紫杉类药物方案，一线曲帕双靶治疗后会下调HER2表达，可能介导对二线抗HER2 ADC的耐药^[5]。临床前研究显示接受周期性T-DM1治疗产生耐药后，检测到HER2表达降低^[6]，恢复HER2表达可逆转对T-DM1的耐药性。HER2受体胞外段缺失和分子遮蔽可能是HER2表达降低的原因。p95HER2受体存在于约30%的HER2阳性乳腺癌中，是预后不良的标志物，会导致淋巴结转移的风险增加。p95HER2受体是全长p185HER2受体的截短形式，该受体缺乏曲妥珠单抗结合位点，且IHC无法检测到HER2表达，可导致与HER2外部结构域结合的曲妥珠单抗产生耐药性，这是HER2的一种高度致癌形式^[7-8]。同时p95HER2受体保留了激酶活性，胞内激酶结构域可以被TKI抑制剂靶向。分子遮蔽是HER2受体表达下调的另一原因，肿瘤细胞或微环境中的细胞表达膜相关粘蛋白4（MUC4)与HER2相互作用产生的位阻效应，掩盖了HER2上的胞外段的结合位点，使其无法结合HER2，导致曲妥珠/T-DM1耐药，IHC检测表现为HER2表达下降^[8]。

 

 

HER2的特点是其快速再循环，包含HER2的核内体如果向质膜再循环过快，会减少T-DM1到达溶酶体的数量，从而降低T-DM1等ADC的疗效。CAV1(Caveolin-1)是一种富含胆固醇的膜结构域的主要蛋白，胃癌中的一项研究^[9]发现，肿瘤CAV1水平与肿瘤对T-DM1的摄取呈负相关，其介导的内吞作用与T-DM1耐药相关。

 

 

ADC耐药机制可能涉及载药本身^[10]。2021 Cancer Discovery报道的1例使用戈沙妥珠单抗继发耐药的患者，对前后标本进行测序及RNA分析，表明拓扑异构酶1(TOP1)、Trop-2基因的变异是耐药的原因，TOP1突变的患者对TOP1抑制剂payload耐药，TROP2突变的患者对TROP2靶向的ADC药物耐药^[11]。DAISY研究^[12]纳入HER2+、HER2低表达和HER2 0+的患者，T-DXd单药治疗后的探索性分析发现SLX4突变可能与T-DXd耐药有关。载药耐药可以通过使用具有不同作用机制载药的ADC来克服，T-DXd与T-DM1作用靶点相同，载药分别为拓扑异构酶抑制剂和微管抑制剂，因此不会引起交叉耐药。体外研究显示T-DM1具有耐药性的癌细胞仍然对T-DXd敏感^[13]，DESTINY-Breast 01&02研究纳入的均是T-DM1治疗进展后的患者，T-DXd仍能呈现出显著疗效改善。在非霍奇金淋巴瘤的肿瘤模型中观察到将搭载澳瑞他汀E的ADC换为蒽环类载荷的ADC，可使治疗响应提高^[14]。

 

 

ATP结合盒转运蛋白(ABC)过表达在化疗药物耐药中起主要作用，这些外排泵增强了ADC有效载荷从细胞中排出，可导致ADC耐药。T-DM1的耐药性与转运蛋白表达有关，体外研究显示与亲本细胞相比，转运蛋白在T-DM1抗性细胞中表达增加，最高可达20-50倍^[10]。当编码药物外排泵ABCC1的MRP1基因被逆转或siRNA敲低时，细胞表现出对ADC药物新的敏感性。此外使用外排潜力较差的细胞毒药物或与外排泵抑制剂联合使用，有望在一定程度上解决载药外排引起的耐药问题。

 

 

如上所述，ADC的耐药性通过多种机制产生，其中某些机制尚未完全明确，仍需临床进一步探索。如何克服ADC耐药是临床正在面临的一项重大挑战。可行的探索包括联合策略、新型ADC药物的开发、生物标志物预测耐药指导个体化临床决策等等^[15]。

 

 

双重HER2阻断比单药治疗更有效，酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)可结合HER的胞内结构域。TKI和ADC联合可改善受体内化，增加ADC有效载荷的摄取，克服与HER2表达减少相关的耐药性。在一项剂量递增研究中，T-DM1基础上联合奈拉替尼显示出初步临床疗效，19例可评价患者中有12例(63%)达到客观缓解。此外前文提到p95HER2高表达会导致对T-DM1产生耐药，该研究中2例p95HER2高表达患者使用联合方案获得完全缓解^[16]。HER2CLIMB02研究评估了T-DM1联合图卡替尼的疗效，mPFS显著改善长达9.5个月。目前多项ADC联合TKI的临床研究正在进行中。

 

表１.正在进行的TKI+ADC临床研究^[17]

 

 

ADC杀死肿瘤细胞过程中，可以促进树突状细胞（DCs）成熟，成熟树突状细胞迁移到淋巴结中，激活未成熟的T细胞，随后激活的T细胞识别杀伤肿瘤细胞。此外ADC能够通过ADCC、ADCP和CDC效应激活免疫系统。再结合免疫检查点抑制剂(ICIs)自身机制，联合方案可发挥协同作用在克服或预防耐药性中潜力巨大。KATE2^[18]研究中T-DM1联合阿替利珠单抗在PD-L1+亚组mPFS为8.5个月，对照组为4.1个月，呈现出显著的获益趋势，针对HER2+，PD-L1＋人群的III期KATE3研究正在进行。BEGONIA研究[19]队列6和7探索了T-DXd和Dato-DXd联合度伐利尤单抗在TNBC的治疗前景，已取得初步疗效结果：队列6中T-DXd＋度伐利尤单抗确认的ORR为56.9%；队列7中Dato-DXd+度伐利尤单抗组，确认的ORR为79%，mPFS为13.8个月，mDoR为15.5个月。

 

图３.ADC联合免疫治疗的基本原理^[20]

 

 

与增强抗TOP1载药细胞毒性的药物联合使用，使细胞对DNA损伤敏感，如PARP抑制剂，已被证明具有潜在的协同作用。一项体外研究^[21]结果表明，在TNBC中，无论BRCA1/2状态如何，将戈沙妥珠单抗介导的TOP1抑制与PARPi提供的合成致死效应结合在一起有额外的获益。戈沙妥珠单抗与3种不同的PARPi联合使用均会导致协同生长抑制、dsDNA断裂增加和细胞周期S期细胞蓄积。在携带BRCA1/2突变HCC1806 TNBC肿瘤的小鼠中，戈沙妥珠单抗+奥拉帕利或他拉唑帕利治疗可显著改善抗肿瘤作用并延迟至肿瘤进展的时间。在携带BRCA1/2野生型肿瘤（MDA-MB-468或MDA-MB-231）的小鼠中，戈沙妥珠单抗+奥拉帕利产生显著的抗肿瘤作用和生存获益，且联合治疗方案耐受性良好，血液学参数无实质性变化。

 

 

在ADC的耐药机制中CAV1(Caveolin-1)发挥了重要作用，其介导的内吞作用与T-DM1耐药相关。体外研究发现CAV1水平与T-DM1摄取之间存在负相关，联合他汀类药物，抑制CAV1可增强疗效。一项回顾性分析纳入164患者，T-DM1+他汀类药物患者mPFS为14个月，而未使用他汀类药物的mPFS为5.4个月(P=0.1)^[22-23]。

 

 

为提高ADC药物的疗效并克服耐药性，研究人员制定了多种新的药物研发策略。从ADC的三大组成部分抗体、连接子、载药上分别进行强化。一批新型的ADC，例如双特异性抗体ADC、免疫刺激载药ADC、双载药ADC和放射性核素ADC等正在紧锣密鼓的研发中，尤其是双抗ADC目前虽尚无产品获批上市，但临床上已取得初步成果。双抗ADC分为两大类：双靶点ADC(如MUC1/EGFR ADC)和双表位ADC(如HER2/HER2 ADC）。BL-B01D1是全球首个针对EGFR×HER3的双特异性ADC，双靶点抗体同时结合肿瘤细胞上的EGFR和HER3，该药在EGFR突变的非小细胞肺癌中疗效尤为瞩目，ORR为52.5%，疾病控制率（DCR）为87.5%^[24]。HER2双表位ADC药物JSKN003的I期剂量递增研究^[25]评估了该药在晚期/转移性实体瘤患者中的疗效和安全性，在HER2+乳腺癌和HER2-low乳腺癌患者中，ORR分别为100%（5/5）和50.0%（5/10）。KN026是一种新型HER2靶向的双特异性抗体，结合到两个不同的HER2表位，55例可评估受试者中，确认的ORR为76.4%，DCR为100%，mPFS为26.9个月，DoR为26.8个月，mOS尚未达到，但24个月OS率为84.2%^[26]。双抗ADC已展现出强大的治疗潜力，将在ADC耐药后的治疗中发挥重要作用。

 

图４.双抗ADC的概念和设计

 

 

出现获得性耐药时除了改用新的药物或联合治疗外，还可以通过预测性生物标志物预测患者对ADC治疗的敏感程度，比如ctDNA中的HER2基因扩增阴性与疾病的进展有关；MUC4的表达可以作为T-DM1敏感性的独立预测因子；RAB5A（Ras癌基因家族成员）参与调解蛋白介导的内吞作用，新辅助I-SPY2研究和KAMILLA研究发现，RAB5A水平较高的患者有更显著的临床获益；SLC46A3是一种溶酶体药物外排转运体，与耐药性有关，是潜在的选择性标志物^[9]。

 

图４.ADC耐药的预测方法

 

 

当前ADC药物在临床的应用愈加广泛，其独特的作用机制和治疗优势为广大肿瘤患者带来了新的、更佳的治疗选择，但大多数肿瘤（尤其是晚期）患者最终不得不面对这些药物产生耐药的问题。ADC耐药机制涉及ADC自身成分及抗肿瘤作用发挥的整个过程，包括抗原异常、ADC的内化障碍、溶酶体功能受损、载药耐药和药物外排增加等。未来克服ADC耐药性的探索将主要建立在上述机制的基础上；可行的策略包括不断优化ADC的抗体、连接子和载药，开发新型双特异性ADC，探索联合治疗或序贯治疗策略等或许可以有效解决ADC耐药难题。

 

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