重组人透明质酸酶PH20增强抗体药物偶联物皮下递送:小型猪的药代动力学与耐受性研究

时间:2026年5月24日
来源:Drug Delivery and Translational Research

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摘要:皮下(SC)给予治疗性抗体相比静脉(IV)给药具有诸多优势,包括提高患者便利性及呈现出峰值血浆浓度(Cmax)较低但不影响总体暴露量的药代动力学(PK)特征。这些优势可能同样适用于抗体药物偶联物(ADCs),但其开发一直受到细胞毒性

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摘要:皮下(SC)给予治疗性抗体相比静脉(IV)给药具有诸多优势,包括提高患者便利性及呈现出峰值血浆浓度(Cmax)较低但不影响总体暴露量的药代动力学(PK)特征。这些优势可能同样适用于抗体药物偶联物(ADCs),但其开发一直受到细胞毒性有效载荷可能在SC注射部位滞留并导致局部组织毒性的担忧所限制。本研究在小型猪模型中评估了两种已上市、含有喜树碱类有效载荷的ADC——戈沙妥珠单抗(SG)和德曲妥珠单抗(T-Dxd)——SC给药的局部耐受性和PK特征,分别在不添加和添加重组人透明质酸酶PH20(rHuPH20)的条件下进行。在1–20 mL的注射体积范围内,rHuPH20改善了注射性能、减少了肿胀和返渗,且未引起不良组织学改变。与不加rHuPH20的SC给药相比,添加rHuPH20使总ADC和有效载荷的系统暴露量(AUC)增加了33%–54%,达到IV AUC的52%–80%,同时保持了显著较低的Cmax值(为IV的25%–39%)。在皮肤组织中,rHuPH20使ADC组分的局部滞留减少了41%–87%,提示其增强了弥散并加速了吸收。这些发现表明,rHuPH20能够在紧密模拟人类SC组织结构和淋巴引流模式的动物模型中实现ADC安全、高效的SC递送,提高了系统生物利用度并改善了局部耐受性。由此产生的PK特征可能有助于降低由Cmax驱动的ADC毒性,并优化治疗窗狭窄ADC的给药方案。
抗体药物偶联物(ADCs)代表了靶向肿瘤治疗领域中飞速发展的一类疗法,其将单克隆抗体的肿瘤特异性与化疗药物的细胞毒性 potency 相结合,旨在最大化抗肿瘤疗效的同时降低系统毒性。过去十年间,全球已有十余种ADC获批用于血液系统肿瘤和实体瘤的治疗。然而,当前所有已获批ADC及绝大多数在研ADC均采用静脉(IV)给药途径。相比之下,许多新近获批的单克隆抗体已转向皮下(SC)给药,后者在提升患者便利性、缩短给药时间以及通过降低Cmax减轻峰浓度相关毒性等方面展现出显著优势。研究人员推测,ADC也可能从中获益,但此前临床开发一直受限于对细胞毒性有效载荷在SC注射部位滞留导致局部组织毒性的担忧,尤其对于采用美坦辛类(maytansinoid)有效载荷的ADC而言,该类有效载荷具有发泡剂和腐蚀性特征,风险更为突出。目前多数在研ADC采用喜树碱类有效载荷,其效力相对较弱且总体耐受性更佳,这为SC途径的应用提供了潜在基础。

重组人透明质酸酶PH20(rHuPH20)是一种能够解聚透明质酸以瞬时促进液体快速弥散的酶,已使许多原本仅限于IV途径的高剂量生物制剂得以实现患者更倾向于接受的SC制剂给药。联合rHuPH20可加速SC吸收并可能提高生物利用度,这一特性或有助于缩短ADC在注射部位的局部滞留时间。尽管存在上述潜在优势,此前尚无研究在小型猪模型中系统评估SC ADC给药——无论单独给药还是与rHuPH20联合配制——的安全性、局部组织滞留特征或PK表现。小型猪模型因其皮肤解剖结构和生理功能与人类具有高度相似性,被公认为评估SC给药相关.SC组织反应和淋巴引流特性的合适模型。

为填补这一空白,研究人员设计并实施了两项互为补充的评估。第一项为局部耐受性评估,采用具有可水解连接子(hydrolysable linker)的ADC药物SG,比较其与rHuPH20联合或不联合SC给药后的局部反应差异。第二项为PK评估,同时纳入SG和采用不可水解连接子(non-hydrolysable linker)的T-Dxd,设置IV、SC以及SC联合rHuPH20三种给药途径进行对比研究。

在局部耐受性研究方面,研究人员分别开展了1 mL、10 mL和20 mL三种注射体积的实验。1 mL研究中,一只动物 accept了四组含或不含rHuPH20的SG注射液,暴露时间从0.5小时至4小时不等。10 mL和20 mL研究分别纳入三只和六只动物,均采用自身对照设计,在动物腹部对侧分别注射含或不含rHuPH20的SG溶液。所有大体积SC注射均以腹股沟皱褶作为标准化解剖标志,选定下腹部区域进行 consistent 的SC部位给药。注射操作采用25G × 1英寸针头配合标准捏皮技术完成。10 mL剂量采用高容量自动注射器(HVAI)在30秒内完成递送,20 mL剂量则通过注射泵以6.67 mL/min的流速输注。评估指标包括注射持续时间、返渗量(通过预称重眼海绵收集注射后30秒的数据测量)、肿胀(皮丘,bleb)尺寸(采用数字卡尺测量并按半椭球公式计算体积)、以及按五级标准化评分表评定的红斑、肿胀和硬结程度。此外,在研究终点(72小时)采集12 mm打孔活检样本进行组织病理学分析(苏木精-伊红染色,H&E)。

结果显示,联合rHuPH20后,所有剂量水平的注射性能均有所改善:10 mL和20 mL研究中,注射时间缩短10%,注射力降低约48%,返渗量显著减少(10 mL时降低98%,20 mL时降低81%)。在局部组织反应方面,rHuPH20组的皮丘体积和高度均降低,提示 lateral dispersion 增强。红斑、肿胀和硬结评分在rHuPH20组较SG单独给药组降低42%–56%(10 mL研究中rHuPH20组未观察到红斑),且不良反应消退更快,72小时内基本恢复或仅见轻微痕迹。组织病理学检查表明,所有条件下1 mL和20 mL研究的皮肤切片均处于正常范围内,仅见与背景变异相符的轻微偶发改变。唯一异常见于20 mL研究中未联合rHuPH20给药的一只动物,表现为注射部位轻度灶性角化过度和皮下免疫细胞浸润, consistent with 注射压力引起的局部创伤反应;而联合rHuPH20的所有给药部位及其他所有组别的组织学表现均为正常。

在PK研究方面,每种ADC各设IV(每组n=1)、SC(每组n=3)和SC+rHuPH20(每组n=3)三个组。SG以50 mg/5 mL剂量给药,T-Dxd以25 mg/1.25 mL剂量给药。血样通过颈静脉穿刺采集,时间点包括给药前及给药后6、24、48、72、96和168小时;皮肤组织样本于24、48和168小时采集。采用经认证的液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)测定血清和皮肤中的总抗体(TAB)、总ADC(TADC)和游离有效载荷浓度。TADC通过酸处理或木瓜蛋白酶消化释放有效载荷后进行测定,并计算总有效载荷浓度(按每分子ADC偶联8个药物分子换算)。皮肤组织浓度以总蛋白含量进行归一化,单位为µg/mg蛋白。

系统暴露量结果显示,两种ADC的TAB血清PK特征均符合SC给药抗体的预期模式。SG的TADC表现出相对较低的SC生物利用度和快于TAB的血清清除,此模式与其药物-连接子不稳定性相符,并得到了同组动物中较高游离SN-38有效载荷结果的佐证。相比之下,T-Dxd的TAB和TADC曲线更为一致,提示其连接子稳定性更佳。SC联合rHuPH20给药较单独SC给药提高了ADC和有效载荷的系统暴露量:SG的TADC AUC从单独SC时占IV的34%提升至52%,T-Dxd从60%提升至79%,增幅分别为54%和33%;总有效载荷AUC相应增加47%和33%。所有分析物的Cmax在SC+rHuPH20组均显著低于IV组:SG达到IV Cmax的25%–27%,T-Dxd达到39%–45%;按IV等效AUC剂量校正后,SC+rHuPH20的Cmax约为IV的50%。TADC/TAB比值分析显示,T-Dxd在各给药途径间保持稳定(IV 87%、SC 85%、SC+rHuPH20 86%),表明循环中抗体的大部分保持了较高的药物偶联完整性;而SG的该比值在IV给药后仅为22%,SC给药进一步降至9%,rHuPH20联合给药部分改善至14%,与SC给药后连接子水解释放有效载荷增加的现象一致。

局部(皮肤)暴露量结果显示,rHuPH20联合给药显著降低了注射部位ADC组分的滞留量。与单独SC相比,rHuPH20使SG的TADC和总有效载荷皮肤AUC分别降低75%和73%,T-Dxd降低41%;相应皮肤暴露量的峰值浓度也显著降低。具体而言,rHuPH20使SG在24小时时注射部位的TADC、总有效载荷和游离有效载荷浓度较单独SC降低87%,T-Dxd降低约50%。

在讨论部分,研究人员首先总结了局部耐受性研究的核心结论:rHuPH20在1–20 mL的体积范围内均实现了良好耐受的SC给药,改善了注射性能并减少局部组织反应,且无不良组织学效应,支持rHuPH20用于促进ADC的SC递送。在PK研究方面,研究人员指出SC+rHuPH20在等效AUC条件下实现了约为IV一半的Cmax,这种更为平坦的PK曲线对ADC尤为重要,因为高Cmax与间质性肺病、心功能抑制等剂量限制性毒性相关。连接子稳定性是影响SC给药后ADC完整性的重要因素:T-Dxd因采用不可水解连接子而保持了高度的循环完整性,而SG的可水解连接子在SC途径中面临更大的有效载荷提前释放风险,rHuPH20通过加速吸收部分缓解了这一 problem。皮肤组织分析进一步证实,rHuPH20通过促进快速弥散和吸收,显著缩短了ADC组分在注射部位的滞留时间,降低了局部组织暴露于细胞毒性成分的风险,这对于具有狭窄治疗窗的ADC药物具有重要临床意义。

研究结论指出,在小型猪模型中,与rHuPH20联合配制的SC ADC给药安全可行,具有良好的局部耐受性和有利的PK特征。rHuPH20增强了系统生物利用度、减少了局部组织滞留,并在等效AUC下产生了约为IV 50%的Cmax。这些改进克服了IV ADC给药的关键局限性,支持将rHuPH20纳入SC ADC制剂开发,以期拓宽治疗窗、优化窄安全范围ADC的给药策略,并在提升患者便利性的同时 potentially 改善疗效-安全性平衡。

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