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抗體偶聯(lián)藥物（ADC）是由靶向特異性抗原的單克隆抗體與小分子細胞毒性藥物通過接頭連接而成，兼具傳統(tǒng)小分子化療的強大殺傷效應及抗體藥物的腫瘤靶向性。自從第一個ADC（Gemtuzumab－ozogamicin（商品名：Mylotarg））被批準用于治療CD33陽性的急性粒細胞白血病以來，已經(jīng)開發(fā)了幾種用于治療癌癥的ADC。

從選擇合適的抗體到最終產(chǎn)品，ADC的整個開發(fā)過程都是一項艱巨而富有挑戰(zhàn)性的任務。臨床藥理學是藥物開發(fā)的最重要工具之一，利用這一工具有助于找到產(chǎn)品的最佳劑量，從而在患者群體中保持產(chǎn)品的安全性和有效性。與其他小分子或大分子通常僅測量一個部分和／或代謝物以進行藥代動力學分析不同，ADC需要測量多個部分以表征其PK特性。因此，深入理解ADCs的臨床藥理學對于在患者群體中選擇安全有效的劑量至關重要。

ADC的藥代動力學概述

藥代動力學是臨床藥理學和現(xiàn)代藥物開發(fā)過程中不可缺少的一部分。藥代動力學研究的主要目的是獲得有關藥物的吸收、分布容積、清除率、半衰期、多次給藥后的累積、各種疾病狀態(tài)下以及年齡、體重和性別對藥物藥代動力學的影響的信息。這些藥代動力學參數(shù)可用于設計患者的最佳給藥方案。

應該認識到，與小分子和治療蛋白（抗體或融合蛋白）不同，ADC的PK非常復雜，因為ADC由幾個組成部分組成。不僅要考慮單抗的PK，還要考慮細胞毒性分子的PK以及結合的物化性質(zhì)。由于單抗的分子量占到了90％以上，因此ADC的不同組分的PK受其PK的影響很大。總抗（ADC＋mAb）的PK特征提供了ADC穩(wěn)定性和完整性的最佳評估。偶聯(lián)物和偶聯(lián)位點在維持ADCs的穩(wěn)定性和PK中也起著重要作用。下表列出了FDA批準的ADC及其PK的特性。

ADC的藥代動力學特征

一般來說，在給藥后，體內(nèi)涉及四個過程。這些過程是吸收、分布、代謝和清除。

吸收

大多數(shù)抗體通常通過靜脈注射或輸液途徑給予，抗體也可以通過皮下（SC）途徑給予。然而，對于ADC，目前給藥途徑是靜脈注射或輸液。由于對細胞毒性有效載荷的反應和細胞毒性物質(zhì)的局部沉積，SC給藥可能不適用于ADC。

分布

藥物在體內(nèi)的分布可以用分布容積來描述。由于其大小和極性，抗體和ADC的分布通常局限于血管和間質(zhì)間隙。

ADCs的初始分布一般局限于血管，其分布容積一般等于血容量。隨后，ADCs可以分布到間質(zhì)間隙。此外，ADC分布也會受到靶抗原表達和內(nèi)吞的影響。

ADC在同一組織中的分布和積累會產(chǎn)生不良的（毒性）藥理學影響，這是由于ADC的攝取后的細胞毒性藥物或代謝物的釋放。

代謝

ADC體內(nèi)分解／代謝過程包括抗體分解代謝過程和小分子藥物體內(nèi)代謝。ADCs在到達腫瘤細胞前，在細胞內(nèi)（non－cleavable linker）或者循環(huán)系統(tǒng)中（cleavable linker）釋放效應分子，未結合的抗體和抗體片段遵循抗體的代謝途徑通過酶解產(chǎn)生氨基酸，被機體重新利用。

ADC裂解或被分解代謝后可能形成的游離的小分子藥物和／或連有氨基酸殘基的小分子藥物和／或linker的小分子藥物代謝物，會進一步經(jīng)歷肝CYP450酶代謝，還可能發(fā)生潛在的藥物藥物相互作用。

除了ADC本身性質(zhì)外，抗原的表達、受體／細胞密度，F(xiàn)cRn介導的循環(huán)作用、與Fcγ作用、受體介導的內(nèi)吞作用、免疫原性等都會影響ADC的分解代謝。

清除

ADC也是通過分解代謝和排泄的方式進行消除。ADC可通過與靶點結合的特異途徑，進入溶酶體后發(fā)生降解，釋放小分子藥物后從體內(nèi)清除；還可以通過非特異的胞飲作用進行清除，該途徑涉及新生兒受體（FcRn）參與的循環(huán)再利用過程。

ADC、抗體、分子量較大的多肽及氨基酸片段無法通過腎小球濾過排泄，而是以氨基酸的形式重新吸收利用。游離小分子藥物、分子量較小的多肽及氨基酸連接的小分子藥物、分子量較小的抗體片段可通過腎小球濾過進行排泄。同時，小分子藥物及代謝產(chǎn)物也可經(jīng)酶代謝消除或通過轉運體排泄至糞便中。

ADC的生物分析

ADC有幾種組分，為了表征這些組分的PK特征，需要幾種分析方法，如下所述：

ELISA免疫分析測定結合物和總抗體的動力學曲線；

TFC－MS／MS，對游離藥物／代謝物進行定量；

高分辨質(zhì)譜用于體內(nèi)藥物抗體比（DAR）分析。

此外，兩種類型的ELISA免疫分析用于定量測量ADC的分析物：第一種類型的分析測量總抗體，即DAR大于或等于零的ADC。第二種分析方法測量藥物結合抗體，定義為DAR大于或等于1的ADC。

其它分析方法有尺寸排阻色譜法（SEC）和疏水作用色譜法（HIC）。SEC是最常用的液相色譜（LC）技術，用于測定抗體的聚集數(shù)量，該技術也可用于ADC。雖然HIC是一種用于蛋白質(zhì)分離、純化和表征的傳統(tǒng)技術，但是這種技術現(xiàn)在正被用于ADC表征和分析。

細胞毒性有效載荷

ADC細胞毒性有效載荷應具備以下特性：

具有細胞毒性的有效載荷應具有恰當?shù)闹�溶性�?/p>

有效載荷的靶標應位于細胞內(nèi)部。

有效載荷的分子應該是小尺寸的，缺乏免疫原性，可溶于水緩沖液，以便可以很容易地偶聯(lián)。

有效載荷在血液中應該是穩(wěn)定的。

目前，常用的細胞毒性藥物效應分子為微管抑制劑（如：auristatins、maytansinoids）、DNA損傷劑（如calicheamicin、duocarmycins、anthracyclines、pyrrolobenzodiazepine dimers）和DNA轉錄抑制劑（Amatoxin和Quinolinealkaloid （SN－38））。已經(jīng)獲批上市的幾個ADC藥物共使用了6個不同的小分子藥物，其中有3個ADC藥物使用MMAE作為偶聯(lián)藥物，2個藥物使用Calicheamicin作為偶聯(lián)藥物，另外成功應用的還有MMAF，DM1，SN－38，Dxd。

藥物抗體比（DAR）

藥物抗體比（DAR）是指附著在單個單抗上的有效載荷分子的平均數(shù)量，通常在2到4個分子之間。在極少數(shù)情況下，通過使用親水鏈接器有效載荷可以安全地實現(xiàn)高達8的DAR，如Enhertus和Trodelvys。DAR對ADCs療效的測定非常重要，此外，DAR可能影響藥物在循環(huán)中的穩(wěn)定性、PK和ADC的毒性。

研究表明，與DAR值＜6的ADCs相比，DAR值高（7到14）的ADCs清除速度更快，體內(nèi)療效降低。DAR值及其對穩(wěn)定性和PK的影響也取決于偶聯(lián)位置和接頭的大小。

賴氨酸或半胱氨酸通常被修飾以產(chǎn)生ADC。賴氨酸是連接底物和抗體的最常用的氨基酸殘基之一， 賴氨酸通常存在于抗體表面， 因此容易偶聯(lián)。Mylotargs、Kadcylas和Besponsas都使用賴氨酸生物結合技術。

其他氨基酸如半胱氨酸和酪氨酸也可以修飾，用馬來酰亞胺修飾半胱氨酸合成了Adcetriss、Polivys、Padcevs、Enhertus、Trodelvys和Blenreps等ADC。

連接子

連接子（linker）是ADC不可或缺的一部分， 它決定ADC的藥物釋放機制、PK、治療指數(shù)和安全性。早期的ADC連接子是化學不穩(wěn)定的，如二硫化物和腙。這些連接子在循環(huán)中不穩(wěn)定，半衰期短，一般為一到兩天。最新一代的連接子在體循環(huán)中更穩(wěn)定，如肽和葡萄糖醛酸連接體。兩個最常見的連接體如下：

可裂解連接子

裂解型linker對細胞內(nèi)環(huán)境敏感，在細胞內(nèi)通過分解代謝和解離共同作用釋放出游離的效應分子和抗體，如酸裂解連接子和蛋白酶裂解連接子。它們通常在血液中穩(wěn)定，但在低pH和富含蛋白酶的溶酶體環(huán)境中會快速裂解，釋放效應分子。此外，如果效應分子可以跨膜，則可通過發(fā)揮潛在的旁觀者效應消滅腫瘤。

不可裂解連接子

不可裂解的linker是一種新一代的連接子，與可裂解的連接子相比，它具有更好的血漿穩(wěn)定性。由于不可裂解的連接子可以提供比可裂解連接子更大的穩(wěn)定性和耐受性，因此，這些連接子降低了靶外毒性，也提供了更大的治療窗口。

免疫原性

在針對8個ADC的11個臨床試驗中， ADAs的基線發(fā)生率在1．4％到8．1％之間，基線后ADAs的發(fā)生率在0－35．8％之間，這些數(shù)值在治療性單克隆抗體的范圍內(nèi)�？偟膩碚f，ADCs的ADA發(fā)生率在靶向血液腫瘤的患者比靶向?qū)嶓w腫瘤的患者少；大多數(shù)ADA是針對ADC的單克隆抗體結構域的。此外，在大多數(shù)患者中，這些ADC的半抗原樣結構并不比治療性單克隆抗體產(chǎn)生更多的免疫應答風險。

ADC藥代動力學模型

應用模型的方法可以將PK、藥效和安全性數(shù)據(jù)進行整合，以滿足不同階段ADC藥物研發(fā)的需求，如：靶點的選擇、抗體的親和性、linker的穩(wěn)定性、動物到人的外推、劑量的選擇和調(diào)整、E－R相關性研究（exposure－response relationships）、DDI研究等等。由于ADC具有多種清除途徑（解離和分解代謝），以及存在多種分析物的復雜的PK特征，使得其動力學模型也較為復雜。

不同的模型具有不同的應用，如可采用二房室模型和PBPK模型可以用清除率、解離、代謝速率等參數(shù)描述ADC的穩(wěn)定性特征。目前非房室模型、群體藥代模型、基于機制的模型、基于生理的模型在ADC藥物動力學研究中均有應用。

小結

在ADC藥物的研發(fā)進程中，臨床藥理學起著非常重要的作用，通過不斷發(fā)展的生物分析技術，深入全面地闡明ADC藥物的PK／PD特征，對于推動研發(fā)出更加低毒高效的ADC藥物至關重要。ADC藥物也必將在腫瘤治療領域展現(xiàn)出更加強大的優(yōu)勢。

參考文獻：

1． ClinicalPharmacology of Antibody－Drug Conjugates． Antibodies （Basel）． 2021 May21；10（2）：20．

       原文標題 : ADC的臨床藥理學基礎