综述:抗体药物偶联物在癌症治疗中的应用:当前格局、挑战与未来方向

时间:2025年11月4日
来源:Molecular Cancer

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本综述系统阐述了抗体药物偶联物(ADC)从分子设计到临床转化的最新进展。文章深入解析了ADC的三大结构元件(抗体、连接子、有效载荷)及其对药代动力学和治疗指数的影响,重点探讨了针对血液肿瘤和实体瘤的15款FDA批准ADC的临床效益与毒性管理策略。作者前瞻性地指出,双特异性ADC、免疫刺激载荷和人工智能辅助设计等创新技术将推动下一代ADC的发展,为精准肿瘤治疗提供新范式。

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基本结构与作用机制

ADC通过精准组合靶向性抗体与高效细胞毒性载荷,实现肿瘤特异性杀伤。其核心结构包含单克隆抗体、化学连接子和强效细胞毒素三部分。抗体组分通常采用人源化IgG1,通过FcRn介导的循环作用延长半衰期,并保留抗体依赖性细胞毒性(ADCC)功能。理想靶抗原需具备肿瘤组织高表达、正常组织低表达、高效内化等特点,目前临床验证的靶点包括HER2、CD30、TROP2等。
连接子设计平衡了系统稳定性与肿瘤内释放效率。可切割连接子(如酶敏感的Val-Cit二肽、pH敏感的腙键)能响应肿瘤微环境特异性刺激,不可切割连接子(如硫醚键)则依赖溶酶体完全降解后释放载荷。新型"智能"连接子通过引入聚乙二醇(PEG)修饰增强亲水性,有效改善药代动力学特性。
细胞毒性载荷是ADC杀伤效应的执行者。微管蛋白抑制剂(MMAE、DM1等)通过破坏有丝分裂发挥作用,DNA损伤剂(卡奇霉素、PBD二聚体等)则诱导DNA断裂。新一代拓扑异构酶I抑制剂(如Deruxtecan、SN-38)兼具膜渗透性,能产生"旁观者效应",清除抗原异质性肿瘤细胞。

临床转化现状

截至2025年,共有15款ADC获得FDA批准,覆盖乳腺癌、肺癌、尿路上皮癌等15种肿瘤类型。代表性药物Trastuzumab Deruxtecan(T-DXd)在HER2低表达乳腺癌中显著延长中位无进展生存期(PFS)至9.9个月,Sacituzumab Govitecan在难治性三阴性乳腺癌(TNBC)客观缓解率(ORR)达35%。临床获益伴随独特毒性谱,如T-DXd相关间质性肺病(ILD)、MMAE载荷所致周围神经病变等。
当前超过1300项ADC临床试验正在进行,靶点向HER3、B7-H3、CEACAM5等新兴抗原拓展。双特异性ADC(如同时靶向HER2/EGFR)通过增加靶点冗余度克服肿瘤异质性。临床开发策略更注重联合治疗,如ADC与免疫检查点抑制剂(ICIs)联用可协同诱导免疫原性细胞死亡(ICD),重塑肿瘤免疫微环境。

核心挑战与突破方向

靶点选择仍面临抗原异质性、内化效率低等瓶颈。耐药机制包括靶抗原下调、溶酶体功能障碍、药物外排泵(如P-糖蛋白)上调等。解决方案包括开发膜渗透性载荷、PROTAC-ADC降解技术等创新平台。
制造工艺挑战集中于药物抗体偶联比(DAR)均一性控制。传统随机偶联导致DAR波动(2-8),新一代定点偶联技术(如Thiomab平台)实现精确DAR=8。质量控制需平衡连接子亲疏水性,避免聚集导致快速清除。
诊断精度提升依赖液体活检、放射标记抗体PET成像等新技术。传统免疫组化(IHC)检测存在空间异质性局限,89Zr-DFO-曲妥珠单抗等分子影像探针可实现全身靶点分布可视化。

前沿技术融合

人工智能(AI)驱动ADC设计进入新纪元。机器学习算法可优化靶点选择、预测连接子稳定性、模拟毒性谱。纳米技术通过脂质纳米粒(LNPs)、外泌体等载体增强血脑屏障(BBB)穿透能力,为脑肿瘤治疗提供新思路。
双特异性ADC采用"双靶向"策略提高结合亲和力,如TJ101同步靶向EGFR/B7-H3显示优越疗效。个性化治疗依托多组学平台,通过CRISPR筛选模型、实时生物标志物监测实现动态剂量调整。
非连接子型抗体药物递送系统开辟新路径。免疫脂质体(如MM-302)通过表面scFv片段实现HER2靶向,工程化外泌体可模块化装载多种载荷。这些平台虽处早期开发阶段,但为克服传统ADC局限性提供了替代方案。

发展展望

下一代ADC正从细胞毒性载体向多功能治疗平台演进。双特异性构建体、免疫调节载荷、智能纳米载体等创新技术将推动ADC在肿瘤治疗领域的深度应用。通过整合精准诊断、理性联合策略和可及性优化,ADC有望成为跨瘤种、跨地域的癌症治疗基石。

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