抗體藥物偶聯物在乳腺癌治療中的研究進展

黃艷，張獻全,2

（1.重慶醫科大學附屬第二醫院，重慶；2.重慶（中美）海吉亞國際腫瘤醫院，重慶）

0 引言

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，也是全球女性癌癥相關死亡的主要原因。盡管早期檢測手段有所改善，但仍有很大一部分患者會復發并死于轉移性疾病。人表皮生長因子受體2（HER-2）陽性乳腺癌約占全部乳腺癌的20%-25%，該類乳腺癌被認為是最具侵襲性的亞型，在采用抗HER2 靶向治療之前，有很高的復發率。曲妥珠單抗目前作為HER2 陽性乳腺癌的一線治療，能顯著降低該類乳腺癌的復發率及死亡率。然而，當疾病進展發生在曲妥珠單抗治療期間或之后不久，抗體藥物偶聯物(ADCs) 是當前推薦的選擇。

1 抗體藥物偶聯物的分子特征

抗體藥物偶聯物(ADCs)是一種新型的抗癌治療方法，它通過抗體與癌細胞表面分子的抗原特異性結合，向癌細胞靶向傳遞有效的細胞毒性物質。充分發揮了單克隆抗體的高選擇性和細胞毒藥物高效的抗腫瘤活性，達到了高效低毒的抗腫瘤效果。ADCs 是由重組單克隆抗體、細胞毒藥物(稱為藥物載荷或彈頭)、化學連接鍵三部分共價結合的[1]。這三個因素都會影響ADCs 的活性，因此，每一個組成部分的選擇都非常關鍵。

1.1 抗體的選擇

抗體的選擇是設計ADCs 藥物的第一步。抗體通常與細胞表面抗原結合后，被內化至細胞內，通過溶酶體作用并釋放細胞毒藥物發揮藥效。理想情況下，細胞表面蛋白作為ADCs 的良好靶點，在腫瘤細胞或腫瘤細胞亞群中大量特異性的表達，在正常組織中表達有限或不表達[2]。因此，臨床試驗常常通過檢測靶向抗原的表達水平來選擇相應的治療人群。目前用于臨床試驗的抗體包括IgG1、IgG2 和 IgG4 三種亞型，其中IgG1 是ADCs 最常用的IgG亞型[1]。抗體優化的關鍵因素是抗體的精確結構和分析表征，很大程度上依賴于現代液相色譜和質譜技術。藥物-抗體比(DAR)是指結合到單一抗體上的藥物分子的平均數量，是影響ADCs 療效和毒性的重要因素。大多數ADCs 的DAR 在3 到4 之間，即3到4 個藥物分子平均負載于一個抗體上[3]。當DAR 過低時，未結合的抗體一般不參與抗腫瘤活性，通常與ADCs 競爭抗原結合。當DAR 大于4 時，ADCs 大量聚集可導致藥物活性降低、肝毒性增加[3]。因此，DAR 必須具有最佳的藥代動力學、藥效學和安全性[4]。

1.2 細胞毒藥物

細胞毒藥物是ADCs 發揮抗腫瘤作用的關鍵。通過ADCs 傳遞的細胞毒藥物分子的數量取決于以下3 個方面：1）供抗體結合的靶細胞表面抗原數量；2）靶細胞表面抗原抗體復合物的內化率；3）細胞內抗原抗體復合物釋放有效細胞毒藥物的含量[5]。由于進入靶細胞的分子數量有限，因此細胞毒藥物必須具有高活性才能達到抗腫瘤的作用。目前，細胞毒藥物根據作用機制可分為兩類：1）微管蛋白抑制劑auristatins 和美登素衍生物 (maytansine)。前者包括auristatin E(MMAE) 和auristatin F(MMAF) 以及其他類似物，主要通過抑制微管蛋白聚合從而導致細胞凋亡[6]。后者包括DM1 和DM4，其作用機制與長春花生物堿類似，在根瘤菌素結合位點與微管蛋白結合，抑制微管組裝，從而導致腫瘤細胞凋亡[1]；2）作用于DNA 的細胞毒素，包括pyrrolobenzodiazepine(PBD)、喜樹堿類似物、多卡霉素（duocarmycin）等。PBD 作為天然抗腫瘤抗生素，在和DNA 小溝結合以后與N2 位置形成共價鍵，常作為rovalpituzumabtesirine (Rova-T) 的組成部分用于小細胞肺癌的治療[7]。喜樹堿類似物，結構為7-乙基-10-羥基喜樹堿，是一種伊立替康代謝物，通過抑制DNA 拓撲異構酶I 而發揮作用，主要用于sacituzumab govitecan 的合成[8]。多卡霉素是前藥，是一種以DNA 小溝為靶點的烷基化劑，具有良好的臨床前抗癌活性[9]。在臨床前試驗中，其他種類的細胞毒素包括刺孢霉素（calicheamicin）、tubulysin、阿霉素（doxorubicin）等[10]。

1.3 偶聯鏈

偶聯鏈是連接抗體與細胞毒藥物的橋梁。理想的偶聯鏈應在循環中保持穩定，以避免脫靶毒性，并能在ADCs 內化到靶細胞后有效地釋放毒素。它們還應具有足夠的親水性，以防止ADCs 聚集導致肝毒性和免疫原性。因此，偶聯鏈的結構和化學性質以及連接策略對成功構建臨床有效的ADCs 至關重要。偶聯鏈分為可分裂和不可分裂。

可裂解的偶聯鏈包含化學鍵，可以通過溶酶體酶、酸性或還原條件在靶細胞中選擇性地裂解。含有纈氨酸-瓜氨酸 (vc) 的二肽連接鍵是目前應用最廣泛的偶聯鏈之一，可經組織蛋白酶(cathepsin B)催化水解而分裂[11]。例如Rova-T 被內化進入細胞后，溶酶體內高表達的組織蛋白酶便選擇性水解偶聯鏈，隨后與馬來酰胺基團作用而將其裂解，從而釋放出PBD 發揮作用。腙連接鍵 (hydrazone)是一類pH 敏感性偶聯鏈，在血液循環中相對穩定，進入細胞內酸性環境下可發生裂解，比如溶酶體或核內體。比如sacituzumab govitecan 即采用了腙連接鍵將7-乙基-10-羥基喜樹堿與抗體連接，進入溶酶體后發生裂解而釋放出細胞毒素[12]。二硫鍵是另一類應用廣泛的偶聯鏈，常用于anetumab ravtansine和lorvotuzumab mertansine 的合成。由于腫瘤細胞內含有高濃度的谷胱甘肽，因此二硫鍵在血清中相對穩定，而進入細胞內可迅速裂解，釋放細胞毒藥物[13]。通常在二硫鍵的α 碳原子上添加一兩個甲基，可以進一步增強其在血清中的穩定性[14]。不可裂解的偶聯鏈在血液循環和細胞質中具有高穩定性，比如lupartumab amadotin 中的烷基肼連接鍵和T-DM1 中的硫脒鍵。該類ADCs釋放細胞毒素完全依賴于抗體的完全降解[12]。賴氨酸酰胺偶聯和半胱氨酸偶聯是細胞毒藥物與抗體偶聯最廣泛應用的化學偶聯策略。

2 抗體藥物偶聯物在HER2 陽性乳腺癌中的進展

人表皮生長因子受體2 (HER2) 是HER 受體家族的成員，在多種癌癥中過表達，包括膀胱癌、乳腺癌、宮頸癌、直腸癌、子宮內膜癌、食道癌、肝癌、肺癌、卵巢癌等[15]。完整的HER2 蛋白由三個功能區域組成：可以與HER2 家族成員結合的細胞外端(ECD)、親脂性跨膜段和具有酪氨酸激酶活性的細胞內端。既往研究顯示，20%-25%的乳腺癌患者存在HER2 基因擴增和過表達。目前HER2 過表達被認為是乳腺癌的獨立預后因素，其表達水平被作為評價腫瘤生物學行為的獨立指標，因此，HER2 也被認為是治療HER2 陽性乳腺癌的重要治療靶點。

2.1 T-DM1

T-DM1 是迄今為止唯一批準用于晚期HER2 陽性乳腺癌的ADCs。III 期臨床試驗TH3RESA[16]比較了T-DM1 與醫生選擇的治療方案的療效。結果顯示，T-DM1 治療組無進展生存期（PFS）是6.2 個月，和醫生選擇組的3.3 個月相比延長了3 個月，具有統計學意義。最近發表了一項III 期臨床試驗的結果[17]，在新輔助化療或抗HER2 治療后存在殘余病變的HER2 陽性乳腺癌患者中，將T-DM1 或曲妥珠單抗進行了比較。試驗結果顯示，T-DM1組3 年無疾病進展的患者占88.3%，曲妥珠單抗組則為77.0%。同時T-DM1 組10.5% 的患者發生遠處轉移，曲妥珠單抗組則為15.9%。由于T-DM1 的良好療效，其在新輔助治療后的應用將在2019 年得到批準。

2.2 SYD985（Trastuzumab Duocarmazine）

SYD985 通過一種可分裂的偶聯鏈將曲妥珠單抗和合成的多卡霉素類似物連接。一旦被靶細胞攝取后釋放細胞毒藥物，導致不可逆的DNA 損傷和細胞死亡。臨床前試驗表明，在曲妥珠單抗敏感的BT474 小鼠異種移植模型中，SYD985 的抗腫瘤活性呈劑量依賴性[18]。1 mg/kg SYD985 的抗腫瘤活性相當于5 mg/kg 曲妥珠單抗，同時5 mg/kg 的SYD985 與同劑量曲妥珠單抗相比明顯減緩了腫瘤的生長。在HER2 陽性乳腺癌細胞系(SK-BR-3) 和曲妥珠單抗耐藥乳腺癌細胞系(UACC-893)中，SYD985 和T-DM1表現出相似的療效[19]。但在HER2 低表達細胞系MDA-MB-175-VII 和ZR-75-1 中，SYD985 仍保留其活性，而T-DM1 的活性較低[19]。一項隨機、開放的多中心的臨床試驗(NCT03262935)正在進行，本試驗將SYD985 與醫生推薦方案治療局部晚期或遠處轉移的HER2 陽性乳腺癌的療效進行比較，試驗結果將在未來兩年內發布。

2.3 DS-8201a (Trastuzumab Deruxtecan)

DS-8201 是一種結合曲妥珠單抗、肽基連接劑和拓撲異構酶I抑制劑的分子。最近，一項I 期劑量遞增的研究（NCT02564900）結果公布[20]，以評估DS-8201a 在既往接受過T-DM1 治療后進展的HER2 陽性乳腺癌中的安全性、耐受性。試驗給藥劑量為5.4 mg/kg 或6.4 mg/kg，每3 周一次，結果表明，常見的3 級或以上的不良事件包括貧血19 例（17%），中性粒細胞減少16 例（14%），白細胞減少10 例(9%)和血小板減少9 例(8%)。試驗表明DS-8201具有可控的安全性。目前，一項隨機、開放、多中心的III 期臨床試驗(NCT03529110)正在進行，該研究納入了500 名既往接受過曲妥珠單抗或紫杉醇類藥物化療的HER2 陽性、不可切除和/ 或轉移性乳腺癌患者，試驗組使用DS-8201 治療，對照組為TDM1。研究的主要終點為PFS，次要終點為總生存期（OS）、ORR。

2.4 XMT-1522（Mersana Therapeutics）

XMT-1522 是建立在新型IgG1 抗HER2 單克隆抗體(HT-19) 基礎上的一種ADC，該單克隆抗體與一種auristatin 類似物（Dolaflexin）偶聯，Dolaflexin 通過抑制細胞分裂過程中的微管蛋白聚合而導致G2/M 期阻滯和細胞凋亡。目前正在進行1b 期劑量增加和擴大試驗 (NCT02952729)，研究對象為進行標準治療后進展的晚期HER2 陽性乳腺癌、胃癌和非小細胞肺癌患者。XMT-1522 每3 周靜脈給藥一次。截止2018 年2 月，19 個病人已完成6 個劑量水平（每3 周2-21.3 mg/m2）的劑量限制毒性評估，由于沒有出現劑量限制性毒性，因此繼續增加劑量。最常見的治療相關性不良反應主要表現為肝酶升高、疲勞、惡心、嘔吐、頭痛和厭食。劑量為16 或21.3 mg/m2時，ORR 為17%，DCR 為83%。但在劑量小于16 mg/m2的患者中，DCR 為25%(3/12)，未觀察到相應的不良反應。1b 期臨床試驗的最終結果也將在明年公布。

2.5 RC48 (Hertuzumab-vc-MMAE)

RC48 是一種新型靶向HER2 的抗體-藥物偶聯物，可選擇性地將抗癌藥物MMAE 遞送到過表達HER2 的腫瘤細胞中。目前正在進行一項關于HER2 陽性乳腺癌患者的劑量遞增、隨機開放、單中心I 期臨床試驗（NCT02881138）。該試驗對23 名患者進行劑量遞增研究（MTD），目前接受了5 個劑量組(劑量水平為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mg/kg)的治療，給藥間隔為兩周一次。結果顯示，最高給藥劑量為2.0 mg/kg 時尚未出現劑量限制性毒性反應。最常見的副作用包括轉氨酶升高(50%)，中性粒細胞減少(33.3%)和麻木(23.3%)。發生3 級不良事件的有4 例(13%)，包括：中性粒細胞減少癥(10%)和白細胞減少癥(6.7%)。另外，一項隨機、多中心、雙臂、開放的II 期臨床試驗(NCT03500380) 正在中國的試驗中心招募，試驗組給予RC48 (2.0 mg/kg，Q2W)，對照組為卡培他濱聯合拉帕替尼（Q3W，直至疾病進展），比較兩組對既往接受過曲妥珠單抗治療的晚期HER2 陽性乳腺癌患者的療效及安全性。

2.6 MEDI4276

MEDI4276 是一類HER2 雙特異性抗體ADC，靶向HER2上兩個不同的表位，通過特異性地偶聯強效微管蛋白酶抑制劑AZ13599185 而誘導細胞凋亡[21]。在體外試驗中[22]，MEDI4276對HER2 過表達細胞系（SKBR-3）的作用至少是T-DM1 的10倍，同時對T-DM1 耐藥的HER2 陽性細胞系（JIMT-1）也具有一定的療效。在HER2 低表達細胞系(MCF7-GTU 和ZR-75-1)中，MEDI4276 表現出了明顯的抗腫瘤活性，而T-DM1 則沒有作用。在一項1/2 期劑量遞增和劑量擴展試驗中(NCT02576548)，MEDI4276 被用于治療晚期HER2 陽性乳腺癌或胃癌患者。截至2017 年11 月，43 名患者使用不同劑量組(每3 周給予0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.75 或0.9 mg/kg)進行治療。測定MTD 為0.9 mg/kg。結果報告了88%的患者出現了與藥物相關的不良反應，其中12%的患者出現≥3 級的不良反應。由于該藥毒性反應較大，在未來臨床中的應用需進一步研究。

3 抗體偶聯物在其他靶點中的進展

目前，大多數ADCs 以HER2 為靶點，但也有其他受體如HER3、鋅轉運體LIV1、酪氨酸激酶樣孤兒受體2 (ROR2) 和滋養層細胞表面（Trop-2）作為研究的靶點。

3.1 Sacituzumab Govitecan

Sacituzumab govitecan 是通過將抗Trop-2 抗體和細胞毒素SN-38（7- 乙基-10- 羥基喜樹堿）偶聯而發揮抗腫瘤活性。Trop-2 是一種跨膜蛋白，其胞外結構域在多種腫瘤細胞中過表達，特別是三陰性乳腺癌（TNBC）細胞中，是ADCs 的理想靶點。一項單臂、多中心的II 期臨床試驗對Sacituzumab govitecan 治療復發/難治性轉移性TNBC 患者的療效及安全性進行了評估[23]。結果顯示，Sacituzumab govitecan 治療的ORR 為30%，其中2 名為完全緩解、19 名為部分緩解，中位PFS 為6 個月，中位OS 為16.6 個月。經免疫組織化學檢測，88% 的患者Trop-2 表達呈中度至強陽性。≥3 級不良反應包括中性粒細胞減少(39%)、白細胞減少(16%)、貧血(14%) 和腹瀉(13%)，發熱性中性粒細胞減少的發生率為7%。試驗結果表明Sacituzumab govitecan 對轉移性三陰性乳腺癌的療效及耐受性良好。目前，一項多中心、隨機開放的III 期臨床試驗（NCT02574455）正在進行。研究對象為難治性/轉移性TNBC 患者或至少接受2 次化療后復發的患者。試驗組選擇sacituzumab govitecan 治療，對照組方案則為醫生選擇的化療藥物(卡培他濱、艾日布林、吉西他濱和長春瑞濱)。主要研究終點為PFS，次要研究終點為OS、ORR 等指標。

3.2 SGN-LIV1A（Ladiratuzumab Vedotin）

SGN-LIV1A 是由靶向LIV1 的單克隆抗體及微管抑制劑MMAE 組成的ADC。LIV1 是一種具有鋅轉運蛋白和金屬蛋白酶活性的跨膜蛋白，90%以上的乳腺腫瘤中高表達，但在正常組織中表達有限[24]。目前正在進行一項開放、劑量遞增的I 期臨床研究（NCT01969643），以評估SGN-LIV1A 在轉移性乳腺癌患者中的安全性和耐受性。該研究的干預措施為SGN-LIV1A 單獨使用或與曲妥珠單抗聯合使用。主要研究終點為不良事件發生率，次要研究終點為SGN-LIV1A 及其代謝產物的血藥濃度、ORR 等指標。目前，該藥正在多項臨床研究，將在未來兩年公布研究結果。

3.3 Glembatumumab vedotin

糖蛋白NMB (gpNMB) 是一種新型的跨膜蛋白，在40% 至60% 的乳腺癌中過表達，其主要位于腫瘤細胞膜上，是ADCs的潛在靶點[25]。Glembatumumab vedotin 是由單克隆抗體glembatumumab 與auristatin 類似物(vedotin) 連接而成的ADC。在小鼠模型中進行的臨床前研究表明，抗腫瘤療效與GPNMB 的表達密切相關。一項I/II 期臨床研究共納入42 名既往至少使用過兩種化療方案[26]，包括紫杉烷、蒽環類和卡培他濱的晚期/轉移性乳腺癌。試驗結果表明，所有患者的PFS 為9.1 周， 其中TNBC為17.9 周，gpNMB 陽性腫瘤患者為18 周。因此，glembatumumab vedotin 具有可接受的安全性，還需進一步研究證實其療效。最近一項II 期臨床試驗比較了glembatumumabvedotin 與卡培他濱治療gpNMB 陽性的進展期TNBC 的療效，試驗結果表明與卡培他濱相比，glembatumumabvedotin 沒有明顯的優勢[27]。因此，glembatumumab vedotin 不再進行大量的研究。

4 小結與展望

ADC 藥物結合了單克隆抗體的靶向性和細胞毒藥物的毒性，是化療和靶向治療后的重大改變。T-DM1 在乳腺癌治療中的初步成功加速了這一領域的發展，目前有60 多個新的ADC 藥物正在開發中。盡管如此，目前ADC 藥物的發展仍面臨巨大的困難及挑戰——藥物結構的復雜性、給藥的靶向性、毒副反應等問題，導致臨床試驗結果并不理想。特別是當低于預期的療效與高于預期的毒性相平衡時，也是一個值得關注的問題。這給我們設計新一代ADC 藥物留下了發展的空間。總之，ADC 藥物為改善乳腺癌患者預后提供了新機會，未來，通過不斷優化藥物分子的設計及靶點的選擇，為乳腺癌的治療提供更優的方案。