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癌症治療的魔法子彈 ADCs從概念到臨床的歷程

從保羅·埃利希的「魔法子彈」構想到今天多款ADCs藥物的成功上市,ADCs技術的發展經歷了漫長而曲折的道路。(Shutterstock)
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在癌症治療的漫長歷史中,科學家們一直在尋找一種能夠精確打擊癌細胞而不傷及正常細胞的「魔法子彈」。抗體藥物偶聯物(Antibody-Drug Conjugates,ADCs,又譯抗體藥物複合體)的出現,讓這個夢想逐漸成為現實。本文將帶您探索ADCs從概念誕生到臨床應用的精彩旅程。

一、ADCs概念的誕生

ADCs的概念可以追溯到20世紀初。1913年,德國醫生保羅·埃利希(Paul Ehrlich)提出了「魔法子彈」的概念,他設想有一種藥物能夠特異性地識別並殺死病原體或癌細胞,而不傷害正常細胞。這個想法為日後ADCs的發展奠定了理論基礎。

然而,直到20世紀70年代末,隨著單克隆抗體技術的發展,ADCs的概念才開始真正成形。1975年,科學家凱勒(Georges Jean Franz Köhler)和米爾斯坦(César Milstein)合作發明了單克隆抗體製備技術,為ADCs的發展提供了關鍵工具。

二、早期探索:挑戰與挫折

20世紀80年代初,科學家們開始嘗試將細胞毒性藥物與抗體結合。1983年,第一個ADCs進入臨床試驗,這是一個針對結腸癌的ADCs,然而,這個早期嘗試並未取得成功,主要原因包括:

1. 連接技術不成熟,導致藥物在到達腫瘤前就從抗體上脫落。
2. 抗體的腫瘤滲透性不佳。
3. 藥物的細胞毒性不夠強,無法有效殺死癌細胞。
4. 免疫原性問題,患者體內產生抗藥抗體。

這些挫折並沒有阻止科學家們的腳步。相反,它們為後續研究指明了方向,推動了ADCs技術的進一步發展。

三、技術突破:對ADCs三大組成部分持續改進

為了克服早期面臨的挑戰,科學家們對ADCs的三大組成部分——抗體、連接子和細胞毒性藥物——進行了深入研究和改進。

1. 抗體的改進:
從早期使用的鼠源抗體,到嵌合抗體,再到人源化抗體,最後發展到全人源抗體,抗體的免疫原性不斷降低,穩定性和親和力不斷提高。此外,科學家們還開發了雙特異性抗體,進一步提升了ADCs的靶向性。

2. 連接子的突破:
連接子的設計是ADCs技術的一個關鍵突破點。早期使用的不穩定連接子容易導致藥物提前釋放,造成嚴重副作用。後來發展出的可裂解連接子和非裂解連接子,大大提高了ADCs的穩定性和安全性。可裂解連接子能在特定條件下(如低pH環境或特定酶的作用下)斷裂,實現藥物的定點釋放。非裂解連接子則需要整個ADCs分子被細胞內化並降解後才能釋放藥物。

3. 載體藥物效力大幅提高:
早期ADCs使用的藥物載體(Payload)效力相對較弱。隨著研究的深入,科學家們開發出了一系列超高效細胞毒性藥物,如美登素(Maytansine)衍生物和奧利司他汀(Auristatin)衍生物。這些藥物的細胞毒性遠遠高出傳統化療藥物,從而大大提升了ADCs的治療效果。

四、首個ADCs藥物獲准上市

經過數十年的努力,2000年,第一個ADCs藥物Mylotarg(吉妥珠單抗奧唑米星)獲得美國FDA加速批准,用於治療復發性急性髓系白血病(AML)。這是一個重要的里程碑,標誌著ADCs技術終於從實驗室走向臨床。

然而,Mylotarg的發展並非一帆風順。由於在後續臨床試驗中未能證實其生存獲益,同時出現了嚴重的肝毒性,Mylotarg在2010年自願撤市。這次挫折再次凸顯了ADCs開發的複雜性和挑戰性。

五、第二代ADCs:技術突破與臨床成功

Mylotarg的撤市並未阻止ADCs技術的發展。相反,它推動了科學家們對ADCs各個組成部分進行更深入的研究和優化。這些努力最終促成了第二代ADCs的誕生。

2011年,Adcetris(布雷妥珠單抗維多汀)獲得FDA批准,用於治療霍奇金淋巴瘤和系統性間變性大細胞淋巴瘤。Adcetris採用了新型的連接子技術和超高效細胞毒性藥物(MMAE),顯著提高了療效,並降低了毒性。

2013年,Kadcyla(曲妥珠單抗恩美曲星)獲批用於治療HER2陽性轉移性乳腺癌。Kadcyla的成功進一步證實了ADCs技術的潛力,也為乳腺癌患者帶來了新的希望。

這兩款藥物的成功不僅證明了ADCs概念的可行性,還推動了整個領域的快速發展。越來越多的製藥公司開始投入ADCs研發,臨床試驗數量迅速增加。

六、ADCs的多樣化發展

隨著技術的不斷進步,ADCs的應用範圍不斷擴大,設計也越來越多樣化:

1. 新型連接子:開發出pH敏感連接子、酶敏感連接子等,進一步提高了ADCs的靶向性和安全性。
2. 新型藥物載體:除了傳統的細胞毒性藥物,科學家們還在探索將小分子激酶抑制劑、免疫調節劑等作為藥物載體。
3. 位點特異性偶聯:通過基因工程或化學方法,實現藥物在抗體特定位置的精確偶聯,提高ADCs的均一性和穩定性。
4. 雙特異性ADCs:將兩種不同的抗體或靶點結合在一起,進一步提高靶向性和療效。
5. Probody-ADCs:利用Probody技術,使ADCs在正常組織中保持非活性狀態,只有在腫瘤微環境中才被激活,進一步提高安全性。

七、ADCs的臨床應用擴展

近年來,ADCs在臨床應用方面取得了顯著進展。截至2023年,已有超過10款ADCs藥物獲得FDA批准,應用範圍涵蓋血液腫瘤和實體瘤:

1. 血液腫瘤:如Adcetris(用於霍奇金淋巴瘤)、Besponsa(用於急性淋巴細胞白血病)、Polivy(用於瀰漫性大B細胞淋巴瘤)等。
2. 乳腺癌:如Kadcyla、Enhertu、Trodelvy等。
3. 尿路上皮癌:如Padcev、Trodelvy。
4. 宮頸癌:如Tivdak。
5. 肺癌:Enhertu。
6. 卵巢癌:Elahere。
7. 胃癌:Enhertu。

這些藥物的獲批不僅為患者帶來了新的治療選擇,也證明了ADCs技術在不同類型腫瘤中的廣泛應用潛力。

八、ADCs藥物清單:已獲批准上市的藥物

隨著ADCs技術的快速發展,越來越多的ADCs藥物進入臨床應用階段。以下是截至2023年已獲批准的ADCs藥物清單:

1.Mylotarg (gemtuzumab ozogamicin) – 2000年首次批准,2010年撤市,2017年再次獲批。適應症:急性髓性白血病(AML)。
2. Adcetris (brentuximab vedotin) – 2011年獲批。適應症:霍奇金淋巴瘤、系統性間變性大細胞淋巴瘤(ALCL)。
3. Kadcyla (trastuzumab emtansine) – 2013年獲批。適應症:HER2陽性、轉移性乳腺癌。
4. Besponsa (inotuzumab ozogamicin) – 2017年獲批。適應症:急性淋巴細胞白血病。
5. Lumoxiti(moxetumomab pasudotox)- 2018年獲批。適應症:毛細胞白血病(HCL)。
6. Polivy (polatuzumab vedotin) – 2019年獲批。適應症:復發或瀰漫性大B細胞淋巴瘤(DLBCL)。
7. Padcev (enfortumab vedotin) – 2019年獲批。適應症:局部晚期或轉移性尿路上皮癌(包括膀胱癌,這是最常見的尿路上皮癌)。
8. Enhertu (trastuzumab deruxtecan) – 2019年獲批。適應症:HER2陽性轉移性乳腺癌、HER2低表達乳腺癌、2021年獲批用於治療HER2陽性胃癌,2022年獲准用於非小細胞肺癌(NSCLC)。
9. Trodelvy (sacituzumab govitecan) – 2020年獲批。適應症:三陰性乳腺癌;2021年獲准用於治療尿路上皮癌。
10. Blenrep (belantamab mafodotin-blmf) – 2020年獲批。適應症:復發或難治性多發性骨髓瘤(2022年撤回)。
11. Zynlonta (loncastuximab tesirine-lpyl) – 2021年獲批。適應症:復發或難治性大B細胞淋巴瘤。
12. Tivdak (tisotumab vedotin) – 2021年獲批。適應症:復發性或轉移性宮頸癌。
13. Elahere (mirvetuximab soravtansine) – 2022年獲批。適應症:卵巢癌。

此外,還有兩種ADCs在其他國家獲准上市,但尚未獲得FDA批準:

1. Aidixi(disitamab vedotin)— 2021 年在中國獲批准(截至 2024 年尚未獲得 FDA 批准)。適應症:HER2 陽性癌症。
2.Akalux(Cetuximab saratolacan)- 2022 年在日本獲批准(截至 2024 年尚未獲得 FDA 批准)。適應症:表達 EGFR 的癌症。

九、正在審批中的ADCs藥物

以下是2024年FDA正在審查評估中的ADCs藥物:

1. Dato-DXd (datopotamab deruxtecan) – 適應症:三陰性乳腺癌、非小細胞肺癌。
2. HER3-DXd (patritumab Deruxtecan ) – 適應症:HER3陽性癌症,包括非小細胞肺癌(NSCLC)和其它實體瘤。
3. RC48(disitamab Vedotin) – 適應症:HER2陽性膀胱癌。

還有一些藥物正處於臨床試驗的後期,例如:

1. MEDI-4276 – 適應症:HER2陽性乳腺癌
2. SAR-428926 (tusamitamab ravtansine) – 適應症:非小細胞肺癌
3. STRO-001 – 適應症:多發性骨髓瘤、淋巴瘤
4. ARX788 -適應症:HER2陽性乳腺癌
5. PF-06647020 (cofetuzumab pelidotin) – 適應症:三陰性乳腺癌、卵巢癌
6. SGN-CD228A – 適應症:實體瘤
7. DFRF4539A (muleporfin) – 適應症:卵巢癌

這些正在開發中的ADCs藥物針對不同類型的癌症,展現了ADCs技術在腫瘤治療領域的廣闊前景。需要注意的是,隨著臨床試驗的進展,這個列表可能會有所變化,一些藥物可能會獲得批准,而有些可能因各種原因而終止開發。

十、ADCs面臨的挑戰與未來展望

儘管ADCs取得了巨大進展,但仍面臨一些挑戰:

1. 耐藥性:一些患者在初始反應後會產生耐藥性。科學家們正在研究耐藥機制並尋找克服方法。
2. 副作用:雖然ADCs的靶向性優於傳統化療,但仍可能出現一些副作用,如血小板減少、周圍神經病變等。
3. 生產成本:ADCs的生產工藝複雜,成本較高,可能影響藥物可及性。
4. 腫瘤異質性:單一靶點的ADCs可能無法應對腫瘤的異質性。

面對這些挑戰,科學家們正在多個方向努力:

1. 開發新的靶點和抗體,擴大ADCs的應用範圍。
2. 探索ADCs與其它療法(如免疫檢查點抑制劑)的聯合使用。
3. 開發新型遞送系統,如基於納米技術的ADCs。
4. 探索ADCs在非腫瘤疾病中的應用潛力。

結語

從保羅·埃利希的「魔法子彈」構想到今天多款ADCs藥物的成功上市,ADCs技術的發展經歷了漫長而曲折的道路。

今天的ADCs技術已經成為癌症精準治療的重要手段之一,為眾多患者帶來了新的希望。隨著科技的不斷進步和我們對腫瘤生物學認識的不斷深入,相信未來會有更多、更好的ADCs藥物問世,為攻克癌症這一人類面臨的巨大挑戰貢獻力量。

如果需要了解更多抗體藥物偶聯物(ADCs)方面的內容,請查看這裡://www.tvsmo.com/b5/ncid1589399.htm

主要資料來源:

FDA Approved Antibody-Drug Conjugates Up To 2021.(//www.biochempeg.com/article/74.html)

FDA approved Antibody Drug Conjugates (ADCs)
(//www.susupport.com/knowledge/bioconjugates/fda-approved-antibody-drug-conjugates)

FDA Approves Enhertu for HER2-Positive Stomach Cancer
(//www.cancerhealth.com/article/fda-approves-enhertu-her2positive-stomach-cancer)

FDA approves fam-trastuzumab deruxtecan-nxki for HER2-positive gastric adenocarcinomas
(//www.fda.gov/drugs/resources-information-approved-drugs/fda-approves-fam-trastuzumab-deruxtecan-nxki-her2-positive-gastric-adenocarcinomas)

Enhertu Marks First Targeted Therapy for HER2-Mutant Lung Cancer(//www.cancer.gov/news-events/cancer-currents-blog/2022/fda-lung-cancer-enhertu-her2)

FDA Grants Accelerated Approval to Enhertu for HER2 Mutant Non-small Cell Lung Cancer
(//www.pharmacytimes.com/view/fda-grants-accelerated-approval-to-enhertu-for-her2-mutant-non-small-cell-lung-cancer)

FDA grants accelerated approval to sacituzumab govitecan for advanced urothelial cancer(//www.fda.gov/drugs/resources-information-approved-drugs/fda-grants-accelerated-approval-sacituzumab-govitecan-advanced-urothelial-cancer)

責任編輯:李佳

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