摘要： 抗體 - 藥 物偶聯物（ ADC ）是一類快速發展的靶向生物治療藥物，目前將單克隆抗體的選擇性與由細胞毒性藥物組成的有效載荷的效力相結合。多年來，微管靶向和 DNA 嵌入劑一直處于 ADC 開發的前沿。曲妥珠單抗 deruxtecan （ Enhertu? ）和 sacituzumabgovitecan （ Trodelvy? ）這兩種基于拓撲異構酶 1 抑制劑的 ADC 最近獲得批準并取得臨床成功，這表明了將非常規有效載荷與差異化作用機制偶聯的潛力。在 ADC 領域的未來發展中，有效載荷多樣化有望發揮關鍵作用，越來越多的臨床前和臨床階段非常規有效載荷偶聯 ADC 就說明了這一點。這篇綜述全面概述了具有不同作用機制的經過驗證的、被遺忘的和新開發的有效載荷。

【NO.1】介紹

有效載荷（也稱為彈頭）發揮ADC的細胞內細胞毒活性。通過接頭部分與抗體共價結合的細胞毒性試劑的性質非常重要，因為其作用機制將決定所得ADC作為抗癌化合物的效力及其可能的適應癥。第一代ADC與傳統化療藥物（紫杉類、蒽環類藥物）偶聯，由于有效載荷不夠有效，因此缺乏療效，因為施用的總偶聯物中只有一小部分成功地在靶細胞內遞送了有效載荷。腫瘤穿透性、細胞表面的靶標拷貝數以及ADC的內化和降解強烈影響游離有效載荷的細胞內濃度。因此，有效載荷在低濃度下必須具有高效性，抑制濃度為50%（IC50s）在低至亞納摩爾范圍內。其他因素，如分子在血漿中和酸性條件下的穩定性、偶聯位點的可及性或溶解度也至關重要。多年來，有效載荷主要由兩類代表：微管抑制劑，包括美登素類藥物和奧瑞他汀類藥物，以及DNA烷化劑，如卡氏霉素。這些有效載荷導致八個ADC的批準（圖1）。

圖1 FDA批準的抗癌ADC。ADC根據其有效載荷的性質進行識別

【NO.2】成功的有效載荷家族：拓撲異構酶1抑制劑

拓撲異構酶1抑制劑構成了FDA批準的最新抗體-藥物偶聯有效載荷家族，首先由曲妥珠單抗deruxtecan驅動，其次是sacituzumab govitecan（表1，圖2A）。這些基于中等有效載荷的偶聯物的最新開發是通過生產DAR值為8的高負載ADC來實現的。

表1拓撲異構酶1抑制劑抗體-藥物偶聯物的前景

圖2基于拓撲異構酶I抑制劑的ADC的結構

拓撲異構酶位于細胞核內。它們的作用是控制和修復DNA開放、上游轉錄和復制過程中發生的DNA超螺旋和纏結。這些催化酶裂解、修復超螺旋并重新連接DNA鏈。拓撲異構酶分為兩個家族，根據其切割活性進行區分：拓撲異構酶I切割單鏈DNA，而拓撲異構酶II切割雙鏈DNA。拓撲異構酶抑制劑特異性結合到DNA-拓撲異構酶復合物的界面上，從而抑制拓撲異構酶修復機制，導致DNA損傷，從而導致細胞凋亡。然而，最有效的拓撲異構酶抑制劑的效力比maytansines或calicheamicin低100至1000倍，這解釋了在初始ADC設計中最初對這一有效載荷類別缺乏興趣的原因。

該有效載荷類別包括基于喜樹堿和非喜樹堿的化合物。喜樹堿（CPT）是一種天然植物生物堿，由五個化學環組成，水溶性差（圖2B）。監管機構已經批準了幾種生物利用度更高的衍生物，即拓撲替康、伊立替康和貝洛替康。這些藥物已獲批用于多種適應癥，包括卵巢癌、肺癌、宮頸癌和結腸癌。伊立替康的脂質體制劑也被批準用于治療晚期胰腺癌。已經合成了其他幾種CPT衍生物，例如gimatecan，目前正處于II期評估中，用于治療卵巢癌、輸卵管癌或腹膜癌（NCT04846842）。基于CPT的分子最顯著的嚴重不良事件（SAE）包括嚴重的水樣腹瀉、中性粒細胞減少和血小板減少癥。

CPT衍生物最近被用作ADC有效載荷，因為它們具有中等細胞毒性效力，其中IC50低納摩爾范圍內的值。它們的效力介于非常有效的（皮摩爾IC50s）抗微管/DNA靶向劑和傳統（微摩爾IC50s）最初在第一個ADC項目中使用但因缺乏療效原因而失敗的化療藥物（甲氨蝶呤和阿霉素）。迄今為止，兩種CPT衍生物已成功偶聯抗體并獲得批準：DXd和伊立替康的活性代謝物SN-38（表1）。

2.1 Exatecan及其衍生物

DXd是exatecan（也稱為DX8951f）的衍生物，與CPT相比，exatecan是一種活性更高、溶解度更高的化合物，被描述為不是ABCC2或ABCG1底物。在多項臨床試驗中評估了非偶聯exatecan，但其治療窗口較差，伴有劑量限制性中性粒細胞減少和血小板減少癥，以及強烈的胃腸道毒性，無法提高生存率。在第一次嘗試中，exatecan與抗體的生物偶聯導致部分成功，偶聯物顯著聚集。第一三共的科學家通過使用一種名為DXd的exatecan略微修飾的乙醇酸衍生物解決了這個問題。研究發現，這種新化合物保留了exatecan的效力，同時能夠成功地生物偶聯每個抗體多達8個DXd分子，而不會發生明顯的聚集。這種deruxtecan藥物連接子被用于多個專有的ADC項目，例如DS-8201a（Enhertu?），U3-1402和DS-6157a，在DAR8處偶聯，DS-1062a和DS-7300a在較低DAR處偶聯（4）以限制其毒性，這些項目已獲得FDA批準（DS-8201a）或目前正在進行臨床評估（表1，圖2A）。盡管DXd有效載荷的被動膜通透性低于甲磺酸艾沙特康，但發現它的骨髓毒性較小，因此也因其安全性的提高而被選中。

曲妥珠單抗deruxtecan（DS-8201a或Enhertu?）由已批準的HER2靶向抗體曲妥珠單抗組成，通過基于馬來酰亞胺的mc-GGFG-am蛋白酶可切割接頭連接到8DXd有效載荷上（圖2A）。與第一代ADC相比，這種創新的DAR8ADC由于其優化的接頭和有效載荷而顯示出更好的臨床前治療窗口。在兩項大型3期研究（DESTINY-Breast03、NCT03529110、DESTINY-Gastric01、NCT03329690）之后，曲妥珠單抗deruxtecan已于2019年獲得FDA臨床批準用于治療不可切除或轉移性的HER2+乳腺癌（BC），并于2021年被臨床批準用于治療晚期或轉移性HER2+胃癌或胃食管癌，并于2022年晚些時候用于治療不可切除或轉移性的HER2+非小細胞肺癌（DESTINY-Lung02）。重要的是，曲妥珠單抗deruxtecan在曲妥珠單抗emtansine治療后復發的乳腺癌患者中表現出很強的抗腫瘤活性，在胃癌患者中表現出比伊立替康更有效的活性，在非小細胞肺癌（NSCLC）和結直腸癌中表現出持久的抗癌活性。ADC批準的另一項突破體現在其在DESTINY-Breast04試驗中的臨床評估，該試驗導致其于2022年獲批用于治療不可切除或轉移性HER2低水平乳腺癌。其他幾項臨床試驗目前正在進行中，包括DESTINY-breast05和DESTINY-breast09，分別評估Enhertu在HER2+BC新輔助治療后殘留病灶患者中的療效，或與目前HER2+BC的一線標準護理方案進行比較，再次證明了其成功。其他四種含有這種有前途的接頭有效載荷的ADC目前正在進行治療實體瘤的臨床評估，靶向NSCLC、轉移性結直腸癌和乳腺癌中的HER3、NSCLC和三陰性乳腺癌（TNBC）中的TROP2、晚期實體瘤中的B7-H3或胃腸道間質瘤（GIST）中的GPR20（表1）。

最近，exatecan（圖2B）已被臨床前探索為潛在的ADC有效載荷，這要歸功于能夠規避化合物疏水和促聚集特性的親水性可裂解連接子結構的開發。這使得exatecan在升高的DAR值下偶聯，而不會干擾ADC的藥代動力學特性（表1）。與基于deruxtecan的ADC相比，這些ADC在腫瘤異種移植物中表現出很強的抗腫瘤活性，并且由于exatecan的被動細胞通透性與DXd相比有所改善。正在開發兩種使用這種藥物連接子策略的ADC：含有親水性exatecan基接頭的PRO1184和PRO1160分別在DAR8處偶聯到抗FRa和抗CD70抗體，預計將于2023年進入臨床試驗。最近的體內研究還表明，exatecan不需要氟環功能來發揮其抗腫瘤活性，從而拓寬了分子產生可連接衍生物的功能化可能性（表1）。使用該策略開發的最有前途的ADC（mAbE-21a，衍生物11，DAR7.5）在EGFR+模型中表現出顯著的抗腫瘤活性，在0.25mg/kg時完全緩解。

今年公開了一種新型專有的exatecan衍生物AZ'0132，并正在研究作為靶向B7-H4的ADCAZD8205有效載荷（表1，圖2A）。AZD8205目前正在進行治療乳腺癌、卵巢癌和子宮內膜癌以及膽管癌（NCT05123482）的I期/II期研究。

2.2伊立替康

伊立替康已被FDA批準用于治療胃腸道惡性腫瘤、膠質母細胞瘤和宮頸癌等多種實體瘤，是拓撲異構酶1抑制劑SN-38的前藥。SN-38不溶于水，會引起嚴重的毒性，包括強烈的骨髓抑制和高度腹瀉。因此，伊立替康的開發是為了提高生物利用度并獲得可接受的治療指標。IMMU-132（Trodelvy?）是一種抗TROP2抗體，與基于SN-38的藥物連接子偶聯（表1，圖2A）。該ADC已于2020年獲得FDA批準用于治療三陰性轉移性乳腺癌和轉移性尿路上皮癌，目前正在進行臨床試驗，用于治療HR+/HER2-、前列腺癌和子宮內膜癌（NCT03725761和NCT04251416）。目前還開發了基于SN-38的接頭ADC，包括IMMU-130（labetuzumabgovitecan）和IMMU-140，分別靶向CEACAM5和HLA-DR（表1）。Labetuzumabgovitecan在I期（NCT01270698）中表現出可接受的毒性和活性，但是，由于未申報的原因，II期評估已于2020年終止（NCT01915472）。IMMU-140針對HLA-DR，在血液惡性腫瘤和黑色素瘤中均顯示出良好的臨床前活性。SN-38有效載荷也正在針對各種液體腫瘤進行臨床前評估（表1）。據我們所知，盡管臨床前結果良好，但這些ADC均未進入臨床試驗，最近發表的相關論文已超過7年。最近，已經開發出一種A7R-SN-38ADC來治療自身免疫性疾病，以規避類固醇耐藥（表1）。

2.3貝洛替康衍生物

另一種拓撲異構酶1抑制劑KL610023是FDA批準的分子貝洛替康的衍生物，正在作為ADC有效載荷進行研究。這種拓撲異構酶I抑制劑被開發用于產生抗TROP2 ADC（SKB-264），目前正在針對各種實體瘤患者進行I/II期臨床試驗（NCT04152499）（表1，圖2A)。

2.4其他拓撲異構酶1抑制劑

基于喜樹堿的衍生物作為ADC有效載荷的局限性之一是分子內缺乏可連接的化學胺基團。其他CPT衍生物已被合成，可在有效載荷內插入可鏈接功能，而不會改變其抗腫瘤特性（表1）。在這些衍生物中，cAC10（一種與8個AMDCPT分子偶聯的抗CD30抗體）的臨床前研究顯示出非常有希望的結果（圖2B）。最近開發了幾種非喜樹堿衍生物，包括茚異喹啉、二苯并吲啶酮和氟匈啉異喹啉（圖2C）。與CPT衍生物相比，這些分子被證明具有多種優勢，包括更高的細胞毒性、更高的穩定性或延長活性，目前作為小分子處于早期臨床試驗階段。與氟茚萲異喹啉偶聯的LMP-517正在研究中;然而，據我們所知，尚未披露任何數據。

【NO.3】已進入臨床試驗的有效載荷：承諾和失敗

雖然拓撲異構酶1抑制劑深刻改變了ADC有效載荷的前景，但其他幾種藥物已在臨床試驗中進行了評估。表2總結了已在患者中評估的原始有效載荷。主要類別包括拓撲異構酶2抑制劑、RNA聚合酶抑制劑、Bcl-xL抑制劑和免疫興奮劑。此外，糖皮質激素現在正在成為腫瘤學以外適應癥的ADC有效載荷。

表2非常規ADC有效載荷的臨床情況

3.1拓撲異構酶2抑制劑

拓撲異構酶2抑制劑廣泛用于血液系統惡性腫瘤和實體瘤的抗癌治療。它們的作用機制很復雜，不僅可能涉及直接抑制拓撲異構酶2活性，還可能涉及DNA嵌入、ROS誘導和線粒體破壞。它們的毒性特征包括骨髓抑制、胃腸道毒性，在某些情況下還包括高度心臟毒性。

幾十年來，阿霉素一直被用作治療乳腺癌、膀胱癌和甲狀腺癌以及淋巴瘤和多發性骨髓瘤的一線療法。阿霉素也是ADC開發中使用的第一類有效載荷之一，當時常規化療小分子首次偶聯。第一個含有拓撲異構酶2抑制劑（SGN-15、BMS-182248）的ADC由與小鼠BR-96抗體偶聯的阿霉素組成，靶向Le-Y抗原（表2，圖3）。SGN-15是在1980年代與KS1/4-甲氨蝶呤一起開發的KS1/4-甲氨蝶呤（表2），用于治療前列腺癌、乳腺癌和非細胞固定肺癌。其I期臨床試驗證明了可接受的耐受性，但由于接頭的不穩定性和Le-Y靶點在正常組織中的表達，II期導致了脫靶毒性。因此，ADC在耐受劑量下缺乏療效。在已批準的化療療法的偶聯中觀察到的令人失望的結果形成了共識，即ADC有效載荷應該比傳統的化療藥物更有效。這導致了第二代ADC的開發，它與更有效的有效載荷偶聯，例如微管抑制劑和DNA損傷劑。

圖3已達到臨床試驗的抗體-藥物偶聯物的結構及其有效載荷（藍色）根據其作用機制進行分類

盡管這些早期的發展并不令人滿意，但阿霉素后來與靶向CD74的抗體米拉妥珠單抗（IMMU-110）偶聯用于治療多發性骨髓瘤（表2，圖3）。該ADC被引入臨床試驗，但顯示出令人失望的療效，其開發于2013年（NCT01101594年）停止。此外，在臨床前接頭概念驗證研究中，阿霉素被用作ADC有效載荷（表3），與新的可切割接頭（NEBI）或不可切割接頭（SMAC）偶聯。SMAC研究結果表明，由于未觀察到細胞毒性，不可切割的連接子對于基于阿霉素的ADC的開發可能過于嚴格。

鑒于阿霉素作為ADC有效載荷缺乏療效，后來探索了另一種蒽環類藥物PNU-159682，其細胞毒性是阿霉素的100倍。除了比其他拓撲異構酶2抑制劑更有效外，PNU-159682還不是外排泵底物。研究發現，作為外排泵底物的有效載荷是ADC開發的限制因素。2020年，一種基于PNU-159682的新型ADCNBE-002（表2，圖3）進入I/II期臨床試驗（NCT04441099）。有趣的是，NBE-002誘導了長期免疫保護，這表明它可以成功地與免疫檢查點抑制劑（ICI）聯合使用。SOT102（以前稱為SO-N102）是另一種有前途的基于PNU-159682的ADC，靶向CLDN18.2（表2，圖3）。SOT102在低表達腫瘤中表現出較大的治療窗口，并于2022年4月進入I期臨床試驗（EudraCT編號2021–005,873-25）。還報道了PNU-159682的許多臨床前用途，結果表明它能夠繞過MMAE或DM1等常見有效載荷的耐藥機制（表3）。PNU-159682有效載荷也與MMAE一起偶聯，形成雙藥物ADC（表3）。然而，雖然在體外同時觀察到兩種作用機制，但沒有觀察到協同作用。

柔紅霉素和伊達比星偶聯物也在1990年代的臨床前階段被開發出來（表3，圖3）。4）但療效降低。最近在體外評估了一種抗HER2親和體-伊達比星偶聯物，該偶聯物對HER2陽性頭頸部鱗狀細胞癌（HNSCC）細胞具有特異性，而不是對HER2陽性BC細胞具有特異性（表3）。

3.2轉錄抑制劑

轉錄在細胞發育、活性和增殖中起著重要作用，因此可以構成ADC有效載荷的創新和原始靶標。轉錄受直接與DNA結合的RNA聚合酶II（RNApolII）的調節，涉及與RNApolII形成復合物以啟動轉錄（如TFIIH）和介導染色質結構和可及性的共調節因子（如組蛋白脫乙酰酶，HDAC）的轉錄因子。雖然一些HDAC抑制劑已獲得批準，但由于耐受性差，目前尚無獲批的RNApolII抑制劑。

鵝膏菌毒素是源自鵝膏菌的天然高效RNApolII抑制劑。α-鵝膏菌素和β-鵝膏菌素與其他七種大環衍生物一起構成了鵝膏毒素家族。盡管它們被廣泛用作實驗室試劑來探索轉錄機制，但α-鵝膏菌素被證明毒性太大，尤其是對肝臟，無法進一步開發為抗癌劑。然而，這種分子作為潛在的ADC有效載荷具有許多優勢，包括其原始的細胞內靶標、良好的物理化學性質（包括親水性）、對外排泵不敏感以及在靜止癌細胞中產生細胞毒性的能力。相比之下，鵝膏菌素的親水性有望通過旁觀者效應防止鄰細胞殺傷，這可能會限制其對均勻分布靶標的使用。即使在這些情況下，完全缺乏旁觀者效應也可能導致缺乏療效，因為靶點分布因患者而異。

鵝膏菌素衍生物β-鵝膏菌素于1973年首次與白蛋白偶聯，這種ADC前體表現出對巨噬細胞的選擇性殺傷（表3）。該衍生物后來與抗MUC1和抗PSMA抗體偶聯，并在臨床前模型中顯示出很強的選擇性細胞毒性（表3）。其類似物α-鵝膏菌素及其衍生物偶氮-鵝膏菌素也很早就被用作ADC有效載荷（表3）。偶氮-鵝膏菌素-ADC的細胞毒性比未偶聯分子高約500倍。這可以通過分子的親水性來解釋，它降低了細胞膜的通透性，同時它被有效地內化為ADC構建體。截至2021年5月，第一個鵝膏素抗體偶聯物（ATAC）?候選物HDP-101已進入早期臨床試驗（表2，圖3）。HDP-101是一種靶向BCMA的ADC，目前正在多發性骨髓瘤和漿細胞疾病（NCT04879043）患者中進行評估。ATAC最近被定性為免疫激活藥物。研究發現它們可誘導免疫原性細胞死亡（ICD）并與ICI表現出協同作用，這為臨床環境中的組合可能性開辟了新的視野。值得注意的是，許多針對其他靶標（EpCam、HER2、PSMA、CD19）的α-鵝膏菌素ADC在體外和體內均顯示出強大的抗腫瘤活性（表3）。α-鵝膏菌素也與MMAE一起作為雙彈頭偶聯（表3）。該DAR1+1ADC靶向FGFR1，并已證明具有有效的體外細胞毒性。其他高效的RNApolII抑制劑在1990年代偶聯，例如鬼筆環肽和霉菌毒素單端孢霉烯、疣菣素A和roridinA（表3，圖4）。考慮到自90年代以來ADC設計取得了很大進展，以及這些化合物在各種細胞系中的納摩爾細胞毒性，這些分子可能是未來幾年進一步探索的目標。

停止DNA轉錄的另一種策略是抑制轉錄因子（TF）。TF對于RNApolII在起始步驟中附著在DNA上至關重要。TF抑制劑（TFi）已經在水溶性前藥明奈內酯的臨床試驗中證明了其抗腫瘤活性，目前處于II期評估（NCT04896073）。雷公藤內酯是一種源自中藥材“雷神藤”的天然化合物，具有很強的細胞毒性，但也具有疏水性，生物利用度差，毒性高（圖4）。因此，正在努力開發具有更好藥物化學性質的類似物。另一種策略是將該分子偶聯到靶向實體，從而繞過這些問題。雷公藤內酯最近首次與抗CD26抗體偶聯，靶向間皮瘤和淋巴瘤（表3）。這種不可切割的ADC有效地阻止了靶細胞中的mRNA合成，并呈現出有希望的體外和體內抗腫瘤活性。還開發了一種西妥昔單抗-雷公藤內酯ADC用于治療EGFR陽性肺癌（表3）。該ADC對EGFR過表達模型具有選擇性，并且比未偶聯的雷公藤內酯具有更低的毒性。西妥昔單抗-雷公藤內酯有效誘導轉錄抑制，具有強大的體外和體內抗腫瘤活性。靶向HER2的雷公藤內酯ADC也進行了評估，結果相似。然而，對于每種基于雷公脲的ADC，都需要高劑量來觀察異種移植模型中的抗腫瘤活性，并且這些論文中沒有報告最大耐受劑量，從而質疑治療指標的寬度。

HDAC（組蛋白脫乙酰化酶）影響轉錄因子，因此參與包括轉錄在內的各種細胞過程。已發現它們在癌細胞中過度表達或過度激活，并被認為與增殖、遷移和侵襲增加有關。伏立諾他和達西司他是FDA批準的HDAC抑制劑（HDACi）的兩個例子。然而，這些分子存在全身副作用（如血小板減少癥和胃腸道毒性）的強烈風險，以及較差的PK特征。自2018年以來，它們一直在ADC設計中進行研究：ST74612AA1是第一個生物偶聯HDAC抑制劑（表3，圖4）.這種相對無毒的分子是第二代泛HDACi。該分子與西妥昔單抗和曲妥珠單抗偶聯，兩種ADC均比未偶聯的HDACi具有更安全的特性，同時在細胞系來源的異種移植物（CDX）和患者來源的異種移植物（PDX）模型中具有活性。然而，正如使用基于TFi的ADC所觀察到的那樣，異種移植模型以30mg/kg的高劑量處理。2020年，伏立諾他和達西諾他也與西妥昔單抗和曲妥珠單抗偶聯，在體外具有有趣的抗增殖活性（表3，圖4）。

3.3 Bcl-xL抑制劑

Bcl-2家族成員可以是pro（Bad、Bim、PUMA、Bik、Bak、Bax等）。-或抗凋亡蛋白（Bcl-2、Bcl-xL、Bcl-w、Mcl-1等）。在癌細胞中，這些蛋白質之間的平衡通常向存活傾斜，這使得抗凋亡蛋白成為創新ADC有效載荷的有趣和原始靶標。

Bcl-xL和Bcl-2抑制劑根據其化學功能支架分為4大類：N-酰基磺酰胺類（navitoclax、venetoclax）、吲哚類（obatoclax）、棉酚乙酸（AT-101、sabutoclax）和苯并噻唑腙（如WEHI-539）[154,155,156,157,158,159].Bcl-xL的抑制與嚴重的血小板減少癥有關，因此有必要尋找高度特異性的Bcl-2抑制劑，例如維奈托克。目前，維奈托克已獲批用于慢性淋巴細胞白血病和急性髓系白血病患者的亞組。

ABBV-155（mirzotamabclezutoclax）是一種與Bcl-xL抑制劑clezutoclax偶聯的抗B7-H3抗體（表2，圖3）。該創新ADC于2018年進入正在進行的I/II期臨床試驗，用于單藥治療晚期實體瘤，并聯合紫杉醇治療晚期非小細胞肺癌和乳腺癌患者（NCT03595059）。在單藥1期隊列中的前31名患者中，沒有報告劑量限制性毒性，SAE包括貧血、淋巴細胞計數減少、疲勞和腹瀉。在21%的患者中觀察到紫杉醇聯合組的部分反應。

3.4酪氨酸激酶抑制劑

人類激酶組由500多種激酶組成，其中150多種與包括癌癥在內的各種疾病有關。蛋白激酶是催化磷酸化的酶，分為3類：絲氨酸、蘇氨酸或酪氨酸激酶。目前正在臨床試驗中研究的小分子中有超過四分之一是蛋白激酶抑制劑，30多種FDA批準的用于癌癥治療的分子是激酶抑制劑。在癌癥中，多種激酶家族參與細胞周期進程、細胞增殖、運動和血管生成。自2001年首款激酶抑制劑伊馬替尼獲批以來，激酶抑制劑被分為5類：I型和II型具有ATP競爭性，分別針對激酶的活性或非活性形式;III型與ATP變構袋結合；IV型變構到激酶的變構口袋，V型結合了多種結合模式。

雖然蛋白激酶抑制劑被廣泛探索用于癌癥治療，但尚未作為ADC有效載荷被廣泛探索，可能是因為它們的效力低。抗CD19抗體B43已與染料木黃酮（一種大豆中所含的異黃酮植物雌激素）偶聯，發現染料木黃酮通過抑制表皮生長因子受體（EGFR）（一種酪氨酸激酶受體）誘導細胞凋亡和細胞增殖抑制（表2，圖3）。體外和體內（小鼠、大鼠、非人靈長類動物：NHP）的臨床前研究表明，在小鼠模型中，累積劑量為100mg/kg時沒有毒性，并且比標準化療具有更強的抗腫瘤作用。這些有希望的結果導致其在1999年進行了首次用于治療ALL和NHL的人體研究。除了在人類中表現出良好的藥代動力學特征外，還報告了無毒性和有希望的抗腫瘤活性。不幸的是，該化合物的狀況尚未進一步報道（NCT00004858）。另外兩項研究調查了與抗EGFR或靶向上皮膜抗原的抗上皮膜抗原偶聯的染料木黃酮的抗腫瘤活性（表3）。抗EGFR-染料木黃酮ADC在臨床前模型中表現出良好的耐受性，高達140mg/kg，在1mg/kg時具有顯著的抗腫瘤活性。在結腸癌模型中，發現A-染料木黃酮比未結合染料木黃酮更有活性。

最近，其他三種激酶抑制劑已被評估為ADC有效載荷。這些分子包括新淋巴hostin（一種PIKK抑制劑）以及達沙替尼和星形孢菌素這兩種多激酶抑制劑（表3，圖4）.曲妥珠單抗新淋巴膠蛋白表現出選擇性和體外細胞毒性，盡管其效力低于其他通常的基于曲妥珠單抗的ADC。與達沙替尼偶聯的抗CXCR4mAb選擇性地將達沙替尼遞送至靶向T細胞，并表現出很強的免疫抑制作用。最后，將廣泛使用的實驗室試劑和多激酶抑制劑星形孢菌素與西妥昔單抗偶聯用于治療KRAS/BRAS突變的結腸癌細胞。總體而言，發現ADC形式的酪氨酸激酶抑制劑的療效有限，并且該家族在更高級的環境中可能無法成功。

3.5免疫刺激抗體偶聯物

免疫刺激抗體偶聯物代表了一類新的抗體-藥物偶聯物，目前有2種ADC處于臨床試驗中（表2，圖3）（NJH395，BDC-1001）和1SBT6050年，其臨床評估因申辦者的戰略決策而終止（NCT05091528）。STING激動劑和TLR激動劑構成了結合免疫興奮劑的兩大類。

針對適應性免疫系統的免疫檢查點抑制劑的成功極大地加強了利用先天免疫系統刺激的努力。然而，全身給藥STING和TLR激動劑等最有效的藥物與細胞因子釋放綜合征引起的嚴重全身毒性相關，從而將目前的研究限制在腫瘤內注射。因此，它們與蛋白質或單克隆抗體的偶聯似乎是一種有前途的方法，可以利用其強大的抗腫瘤潛力，同時提高耐受性。

目前正在臨床環境中評估幾種含有TLR激動劑的免疫刺激ADC。NJH395將小分子TLR7/8激動劑與抗HER2mAb相結合，是第一個進入臨床評估的藥物（表2，圖3）.一項針對18名非乳腺HER2+惡性腫瘤（NCT03696771）患者的I期臨床試驗顯示，在沒有顯著抗腫瘤活性的情況下，存在嚴重毒性，包括細胞因子釋放綜合征和淋巴細胞耗竭。同樣，BDC-1001是一種免疫刺激偶聯物，包含與TLR7/8激動劑偶聯的抗HER2抗體，目前正在進行I/II期評估，用于作為單一藥物或與納武利尤單抗聯合治療實體HER2+腫瘤患者（NCT04278144，表2，圖3）.其臨床前評估證明了有效和持久的免疫介導的抗腫瘤療效，臨床評估顯示出有希望的結果，包括在測試劑量下無毒性和臨床活性證據。靶向CEACAM5的類似物BDC-2034在低劑量（0.5mg/kg）的體內顯示出抗腫瘤活性，激活先天免疫系統和重編程腫瘤內髓系，從而支持其臨床開發（表3）。上述TLR7/8類似物也與抗PD-L1抗體偶聯，旨在結合免疫檢查點抑制、抗體依賴性細胞吞噬作用（ADCP）和腫瘤內髓系重編程。這種免疫刺激ADC在臨床前模型中的表現優于抗PD-L1抗腫瘤活性。SBT6050是一種帕妥珠單抗-TLR8激動劑偶聯物，目前正在評估作為單一藥物以及與抗PD1抑制劑（NCT04460456）和曲妥珠單抗deruxtecan聯合治療HER2陽性實體癌（NCT05091528）。帕妥珠單抗與曲妥珠單抗不結合相同的HER2表位，研究表明曲妥珠單抗與SBT6050之間存在協同潛力。

據報道，與UC-1V150、CL264或T785TLR7/8激動劑偶聯的其他免疫刺激ADC的臨床前結果令人鼓舞（表3，圖4）。最近發現了一種與TLR7/8激動劑D18偶聯的抗PD-L1，并取得了令人鼓舞的初步結果，包括在B16黑色素瘤模型中具有強大的抗腫瘤活性，這是一種PD1耐藥模型（表3，圖4）。最近，一種更具選擇性的激動劑，即TLR7激動劑已被研究為免疫刺激ADC有效載荷。另一個新興的免疫刺激劑有效載荷系列是STING激動劑。TAK-500是第一個進入臨床試驗的STING激動劑免疫激活ADC，目前正在招募患者（NCT05070247）。這種CCR2定向ADC（TAK-676）正在評估用于治療實體瘤（表2，圖2）。此外，三種STING偶聯的ADC正在臨床前階段開發中：CDR-550、XMT-2056以及最近一種與STING激動劑XMT-1621偶聯的靶向FcγR的免疫刺激ADC（表3）。最先進的XMT-2056（STING激動劑：XMT-1621，圖4）導致小鼠異種移植物中腫瘤以1mg/kg完全緩解，并顯示出與ICI的協同活性，同時在NHP中耐受，沒有臨床癥狀或不良組織病理學發現。這種有前途的ADC將于2022年進入臨床試驗，進行首次人體研究。

【NO.4】臨床前階段的非常規有效載荷

由于腫瘤細胞的合成代謝活性增加，幾種有效載荷候選物已針對蛋白質合成的各個步驟，包括轉錄、剪接和翻譯抑制劑以及蛋白質分解代謝。另一種方法是針對其他在腫瘤細胞中過度活躍的普遍存在的細胞過程。然而，只有精心設計的ADC才能支持這類有效載荷，因為即使ADC在腫瘤中的濃度高于周圍組織中的濃度，但大多數靜脈注射的化合物并不局限于腫瘤。

表3臨床前階段研究的非常規ADC有效載荷情況

圖4臨床前階段偶聯的非常規ADC有效載荷的化學結構

4.1 HSP90抑制劑

HSP90（熱休克蛋白90）是一種主要的伴侶蛋白，已被證明在多種腫瘤中異常表達。幾種HSP90抑制劑，來源于geldanamycin（GA，圖4）backbone的，已在臨床環境中開發和測試。與HSP90結合后，抑制劑會阻止其保護其客戶蛋白免受蛋白酶體降解的能力。迄今為止確定的主要局限性是顯著的劑量限制性毒性和不良的藥代動力學特征。在2000年代初期，人們努力對GA進行化學修飾，以合成適合生物偶聯的馬來酰亞胺可裂解藥物接頭（表3）。所得的曲妥珠單抗-GAADC表明，與曲妥珠單抗治療的小鼠相比，荷瘤小鼠的總存活率增加。鏈球蛋白和17-氨基凝膠霉素用于在DAR4處生成抗CD70和抗CD30可切割ADC，并在臨床前模型中被發現具有活性（表3）。最近，GA在有效載荷領域中卷土重來，通過生成HER2scFvHBD/GAADC，在HER2陽性肺臨床前模型中顯示出抗腫瘤活性（表3）。

4.2剪接抑制劑

轉錄后，前mRNA通過剪接體去除內含子加工成成熟的mRNA。snRNP（小核核糖核蛋白）U1、2、4、5和6構成剪接體的主要snRNP。這些復合物對于成熟mRNA的產生至關重要，并且通常在癌細胞中失調。靶向U2的SF3B1亞基已被證明可以有效抑制剪接。幾種藥物已被證明是有效的剪接抑制劑，包括扁二烯內酯、剪接抑素和泰國抑素。然而，這些具有高細胞毒性的分子50由于化學不穩定性，納摩爾范圍內的s沒有進一步發展。E7107是一種吡二烯內酯類似物，曾在臨床試驗中進行評估（NCT00499499），但由于安全問題，特別是嚴重的眼毒性而停藥。ThailanstatinA-曲妥珠單抗偶聯物在臨床前模型中顯示出高度活性，在某些體內模型中效力高于T-DM1（表3，圖4）。

4.3翻譯抑制劑

鑒于翻譯在健康組織中的普遍重要性，可耐受翻譯抑制劑的開發已被證明具有挑戰性。奧馬西他嗪（以前稱為高型哈靈托寧）是第一個FDA批準的翻譯抑制劑，可干擾蛋白質合成的初始延伸步驟。已經開發出其他幾種翻譯抑制劑用于治療各種癌癥，靶向核糖體、EIF（真核生物翻譯起始因子）或mTOR。迄今為止，只有psymberin被用作潛在的ADC有效載荷（表3，圖4）。Psymberin，也稱為irciniastatinA，是一種從海洋海綿中分離出來的天然碳水化合物。它通過β-葡萄糖醛酸連接子與抗CD30和抗CD70抗體偶聯，在體外與IC一起顯示出選擇性和抗增殖活性50s在亞納摩爾范圍內。

4.4蛋白酶體抑制劑

蛋白酶體抑制劑是一類極其有效的抗癌劑。硼替佐米于2003年被批準用于治療多發性骨髓瘤患者，此后顯著改善了患者的預后。已經開發出其他幾種抑制劑，可降低神經毒性作用和/或允許口服給藥。環氧酮衍生物，如強烈抑制20S蛋白酶體的CarmaphycinB類似物，已與曲妥珠單抗偶聯（表3，圖4）。盡管未偶聯有效載荷的體外細胞毒性令人滿意，但相應的ADC被證明不如相應的基于MMAE的ADC有效。

4.5普羅塔克斯

蛋白水解靶向嵌合分子（PROTACs）是雙功能分子，將E3連接酶與靶蛋白結合在一起，從而使其泛素化并被蛋白酶體降解。PROTAC不是直接抑制其靶蛋白，而是觸發其降解，具有多種潛在的臨床優勢，例如持久作用、催化活性以及因此非常有效的細胞毒性。降解劑抗體偶聯物（DAC）構成了ADC領域一個令人興奮的新興家族。在DAC設計中，PROTAC可以受益于單克隆抗體在細胞內的運輸，以克服其有限的細胞通透性。最近的一篇綜述報道了當前的DACs結構、生物活性和挑戰。BRD4/BET降解劑GNE-987與抗CLL1抗體偶聯，導致小鼠異種移植物的藥代動力學特征恢復和強大的體內活性（表3，圖4）。還在體外評估了與曲妥珠單抗或抗STEAP1抗體偶聯的MZI類似物，證明了選擇性BRD4降解和細胞毒性（表3，圖4）。最近還產生了其他BRD4降解劑-抗體偶聯物，包括VHL或CRBN配體（表3，圖4）.同樣，雌激素受體（ER）、TGFbR2和BRM降解劑正在通過與抗HER2、抗B7-H4和/或抗CD22抗體偶聯作為DAC有效載荷進行研究（表3，圖4）。ORM-5029是最新公開的DAC或抗體新降解劑偶聯物（AnDC?），旨在通過帕妥珠單抗將GSPT1降解劑（Smol006）遞送至表達HER2的細胞。該AnDC?已證明比其他GSPT1降解劑更強的細胞毒性和與DS-8201a相當的抗腫瘤活性。ORM-5029的毒性目前正在調查中，結果將構成關于DAC治療窗口的第一份報告。

4.6其他分子

有效載荷多樣化的努力導致了最近非常規抗體-藥物偶聯物的臨床前開發，這些抗體偶聯物提供了具有獨特作用機制的有效載荷。通過靶向煙酰胺磷酸核糖基轉移酶抑制劑（NAMPT）改變細胞代謝構成了一種新穎的原創ADC技術。FK-866類似物與抗CD30抗體偶聯，隨后的ADC在體外和體內選擇性地耗盡NAD（表3，圖4）。CD30-NAMPTi在異種移植物中表現出有希望的體內抗腫瘤活性，在L540cy模型中以3mg/kg完全緩解。在大鼠中，MTD大于100mg/kg，概述了有利的治療指標。其他NAMPTi也被合成并偶聯到靶向mAb的c-Kit。盡管在體外具有選擇性和有效的細胞毒性（亞納摩爾IC50s），這些不可切割的ADC在體內具有中等活性，在20mg/kg時僅有部分反應。

KSP（驅動蛋白紡錘體蛋白）抑制劑，也稱為Eg5抑制劑，構成了新興的ADC有效載荷家族。Eg5是抗腫瘤治療的一個有前途的靶點，因為它的表達是增殖細胞特異性的，并且在神經系統細胞中不表達。因此，這些有效載荷不應出現通常與微管靶向劑相關的神經系統副作用。KSP抑制在細胞分裂過程中阻止中心體分離，從而導致有絲分裂停滯。具有亞納摩爾效力的KSP抑制劑衍生物與HER2和TWEAKR/Fn14靶向抗體偶聯（表3，圖4）。TWEAKR-KSPiADC允許尿路上皮PDX完全緩解，而小分子KSP抑制劑ispinesib僅延緩該模型中的腫瘤生長。通過非他西布偶聯也產生了ADC，具有可接受的PK譜和良好的體內效力。

【NO.5】結論

抗體-藥物偶聯物已成為治療越來越多的癌癥適應癥的重要組成部分，數百項臨床試驗正在進行中，以探索新的靶點和適應癥。ADC領域取得的驚人進步主要得益于針對特定目標量身定制的設計。由于取得了幾項成就，這已經成為可能，包括（1）探索和驗證越來越多的靶標，（2）專門針對ADC設計正確篩選mAb，重點關注交叉反應性，pH值變化有助于優先腫瘤結合，降低對低納摩爾范圍的親和力以避免粘性并促進內化和FcRn回收，（3）偶聯技術的改進可實現更高的藥物抗體比，和/或恢復裸mAb樣藥代動力學表征和（4）有效載荷的多樣化（如圖5），最近拓撲異構酶1抑制劑取得的突破就是例證。

圖5 ADC有效載荷在微管和DNA嵌入劑之外的目標景觀的示意圖

在未來的發展中，具有原始作用機制的有效載荷的持續多樣化預計將發揮關鍵作用。在晚期疾病中，治愈通常是通過聯合使用具有互補作用機制的藥物來實現的，并且盡可能使用非重復的毒性。雖然目前批準的ADC具有類似于傳統化療藥物的作用機制，但未來的有效載荷可能會針對迄今為止由于過度毒性而難以處理的重要細胞現象。正如先前在與可切割接頭偶聯的auristatins和maytansinoids中觀察到的那樣，topo-1 ADC的旁觀者效應已證明其治療低位或異質性腫瘤的有效性，并且在以后的開發中應該會引起越來越大的興趣。這些新型有效載荷的另一個主要優勢可能取決于它們靶向靜止腫瘤細胞的能力，這些細胞構成了患者腫瘤庫的大部分。此外，在新興的有效載荷家族中，目前與嚴重副作用相關的幾種激酶抑制劑將受益于更大的治療指數。就其本身而言，PROTAC受益于亞化學計量活性，理論上會降低細胞毒性的有效載荷閾值。

有效載荷多樣化還有望向其他尚未從靶向治療中受益的癌癥開放ADC治療庫。Sacituzumab govitecan導致TROP2作為TNBC中的靶點得到驗證，臨床評估中基于SN-38的ADC突出了在ADC領域代表性不佳的癌癥類型（HER3、CEACAM5、B7-H3和GPR20）中新靶點的潛力。有趣的是，針對TNBC的臨床試驗顯示，越來越多的抗體-藥物偶聯物包含原始有效載荷，包括Dxd、PNU-159682和SN-38。

正如我們在本綜述中旨在描述的那樣，已經確定了幾種潛在的有效載荷，其中許多已顯示出有希望的臨床前結果。其中一些化合物已進入臨床試驗，但由于毒性特征不令人滿意而尚未進行。在這方面，應該強調的是，重大技術進步，特別是安全獲得具有高藥物抗體比的ADC的可能性，支持這樣一個事實，即在ADC生產和表征次優的時候探索的許多有效載荷應該用目前可用的技術重新考慮。

集成原始有效載荷的新ADC格式，例如雙有效載荷（表3）、治療診斷和非內化偶聯物，在最近的臨床前研究中顯示出巨大的潛力，并可能構成ADC研究的不斷發展領域。非內化ADC將特別受益于具有很強的旁觀者殺傷作用或針對細胞外或基質靶標的新型有效載荷，例如基于PNU-159682的靶向tenascin-C的ADC，抑制基質金屬蛋白酶細胞外蛋白，或者最近的抑制碳酸酐酶（表3).有趣的是，ADC技術也在非腫瘤適應癥中得到探索。含有糖皮質激素受體調節劑（GRM）的兩種原始ADC（ABBV-3373和ABBV-154）正在臨床評估，用于治療類風濕性關節炎和克羅恩病（表2，NCT03823391、NCT04888585、NCT05068284和NCT04972968）。其他免疫學ADC有效載荷正在臨床前環境中進行研究，并可能構成ADC設計中的一個新興類別。此外，一種A-利福霉素衍生物在臨床前評估中顯示出有希望的結果，已在金黃色葡萄球菌菌血癥患者的1期臨床試驗中進行了研究（NCT03162250）。非細胞毒性有效載荷也正在進入有效載荷領域，例如通過將肝臟X受體（LXR）激動劑與抗CD11b抗體偶聯來治療動脈粥樣硬化，從而靶向脂質代謝（表3）。

盡管符合條件的疾病范圍不斷擴大，但開發這些新型有效載荷的一個關鍵問題將是減輕其副作用。目前批準的ADC表明它們與預期（骨髓抑制、神經毒性）或意外（例如眼部或肺部）毒性相關。因此，獲得令人滿意的治療指數將是未來開發創新型ADC有效載荷的重要特性。

識別微信二維碼，添加抗體圈小編，符合條件者即可加入抗體圈微信群！

請注明：姓名+研究方向！

本公眾號所有轉載文章系出于傳遞更多信息之目的，且明確注明來源和作者，不希望被轉載的媒體或個人可與我們聯系(cbplib@163.com)，我們將立即進行刪除處理。所有文章僅代表作者觀點，不代表本站立場。