抗体偶联药物的发展历程、作用机制及相关小鼠模型的介绍
2025-09-17 来源:本站 点击次数:55在当今创新药物百花齐放的时代，ADC（抗体偶联药物）领域依然热度不减，持续成为肿瘤治疗领域备受瞩目的明星赛道。近期多项临床进展再次印证了这一趋势。
近期闭幕的2025年世界肺癌大会（WCLC）上，恒瑞医药与合作伙伴IDEAYA Biosciences以口头报告形式公布了其DLL3 ADC药物SHR-4849（IDE849）用于治疗复发性小细胞肺癌的首次人体I期临床试验数据，引发行业广泛关注。
复宏汉霖HLX43同步亮相WCLC口头报告环节，HLX43的I期临床数据同样亮相WCLC口头报告环节，该药物治疗EGFR野生型非鳞状非小细胞肺癌的客观缓解率（ORR）达到46.7%，其中2.5mg/kg剂量组ORR更高达60%，展现出显著的临床获益。
除了上述案例，诸如DS-8201（Enhertu）在HER2低表达乳腺癌、Padcev在尿路上皮癌等ADC药物取得的突破，也持续推动该领域向前发展。
ADC药物发展概述
ADC药物全称为抗体偶联药物（antibody-drug conjugate， ADC）包括：负责选择性识别肿瘤细胞表面抗原的抗体（Antibody），负责杀死肿瘤细胞的药物有效载荷细胞毒性药物（Payload）以及有效连接抗体和有效载荷的连接子（Linker）。
图1. ADC药物的结构和特性[1]
ADC药物的发展历程经历了三个主要阶段：
第一代ADC：以吉妥珠单抗奥唑米星（Gemtuzumab ozogamicin）为代表，2000年获FDA批准用于急性髓系白血病（AML），成为全球首款ADC药物。但因连接子不稳定导致脱靶毒性、治疗窗窄及免疫原性强等问题，于2010年撤市，后于2017年通过调整给药方案重新获批。
第二代ADC：采用人源化抗体降低免疫原性，选用更强效载荷（如MMAE、DM1）及更稳定连接子。以维布妥昔单抗（Brentuximab vedotin）和恩美曲妥珠单抗（T-DM1）为代表。
第三代ADC：在抗体工程、连接子技术和载荷多样性实现突破性进展。以德曲妥珠单抗（Trastuzumab deruxtecan, DS-8201）为代表，该药物于2019年获FDA批准用于HER2阳性乳腺癌，临床获益显著。
ADC药物作用机制
ADC协同发挥了“特异”靶向作用和“高效”杀伤癌细胞的效果。
其作用机制可概括为以下关键步骤：
系统递送：ADC药物经静脉注射进入全身循环；
靶向结合：抗体单元特异性识别并结合肿瘤细胞表面抗原；
内吞转运：ADC-抗原复合物通过Clathrin或Caveolin蛋白介导的内吞作用进入细胞，依次形成初级内体（Early Endosome）和次级内体（Late Endosome）；
毒素释放：次级内体与溶酶体（Lysosome）融合后裂解释放细胞毒素（注：含可裂解连接子（Linker）的ADC可能在初级/次级内体中经水解、蛋白酶或还原作用提前释放毒素）；
细胞杀伤：毒素通过破坏DNA复制或微管组装等关键机制诱导肿瘤细胞凋亡；
旁观者效应：具有膜渗透性的毒素可扩散至邻近肿瘤细胞，通过直接杀伤和改变肿瘤微环境（TME）双重途径增强整体疗效。
该机制使ADC药物如同“生物导弹”般精准摧毁癌细胞，显著提高治疗窗口（Therapeutic Window），同时降低脱靶毒性风险。
图2. ADC的主要作用机制[2]
其他作用机制：
除上述主要作用机制外，ADC还能通过抗体依赖性细胞毒性（ADCC）、抗体依赖性细胞吞噬作用（ADCP）和/或补体依赖性细胞毒性（CDC）来激活免疫系统，达到抑制肿瘤的效果。一些ADC的抗体Fab段可与病毒感染细胞或肿瘤细胞的抗原表位结合，而 FC段则与杀伤细胞（NK 细胞、巨噬细胞等）表面的 FCR 结合，从而介导直接杀伤效应。
此外，ADC中的抗体成分可以特异性地与癌细胞的表位抗原结合，抑制抗原受体的下游信号转导。例如，T-DM1的曲妥珠单抗可与癌细胞的HER2受体结合，阻断HER2与HER1、HER3 或HER4形成异二聚体，从而抑制细胞生存和增殖的信号转导通路（如 PI3K或MAPK），诱导细胞凋亡。
图3. ADC的其他作用机制[2]
ADC药物联合治疗策略
在癌症治疗领域，人们普遍认为结合多种作用机制的治疗药物，可以提高缓解肿瘤发展和治愈的可能性，特别是在面对肿瘤异质性的复杂性时，主要就是将 ADC 与不同的治疗策略相结合，以解决肿瘤的耐药性和/或增强 ADC 疗法的效果。
1. ADC 联合化疗
临床前和临床研究已证明，将不同形式的化疗与ADC相结合是克服耐药性和取得良好治疗结果的一种广为接受的策略。
作用机制：化疗和ADC具有协同作用，针对细胞周期的不同阶段或调节肿瘤细胞表面抗原的表达。
2. ADC联合放射治疗
放疗与ADC的联合治疗包括外放射治疗与ADC和放射性核素抗体偶联物 （Radionuclide antibody conjugates，RAC）的联合治疗。
作用机制：放疗与ADC联合应用的协同机制包括放疗调节肿瘤细胞表面抗原的表达、ADC增加肿瘤细胞的放射敏感性，以及其他潜在机制，如影响肿瘤微环境（tumor microenvironment, TME）、血管通透性等。
3. ADC 联合内分泌治疗
内分泌治疗是激素敏感性癌症（例如乳腺癌和前列腺癌）的一种广泛使用的治疗方法，它通过阻断激素合成或干扰刺激肿瘤细胞生长的激素起作用。
作用机制：ADC和内分泌治疗药物均可诱导细胞效应，共同阻碍肿瘤细胞存活和增殖。
4. ADC联合分子靶向癌症治疗
靶向治疗，包括单克隆抗体、酪氨酸激酶抑制剂（TKI）和抗血管生成药物。
作用机制：分子靶向药物（包括抗体）与ADC的协同作用涉及通过靶向肿瘤血管改善肿瘤内药物输送、调节肿瘤细胞表面抗原的表达、克服肿瘤内异质性和肿瘤耐药性、合成致死等多种机制。
5. ADC 联合免疫疗法
越来越多的证据表明，ADCs会增加免疫治疗药物的疗效，将免疫疗法与ADC相结合是当前临床实践的趋势。
作用机制：潜在机制多种多样，包括 Fc介导的效应功能、启动免疫原性细胞死亡（immunogenic cell death，ICD）、DC成熟、增强 T 细胞浸润、强化免疫记忆以及表达免疫调节蛋白，如PD-L1和MHC。多项研究表明，ADC 在免疫功能正常的动物模型中的作用比在免疫缺陷模型中更强，具有显著的免疫调节能力。
ADC药物研发进展
目前，全球范围内已有超过19款ADC药物获批用于临床治疗（见下表），同时还有超过1000个ADC候选药物正处于不同研发阶段，显示出这一领域持续强劲的创新活力。ADC研发至今仍是全球创新药中最为活跃和增长最快的方向之一。其中，进入临床阶段的ADC药物已超过200个，覆盖从I期至III期的完整研发流程。在靶点选择方面，当前ADC药物呈现出显著的“靶点聚集效应”：HER2、TROP2、EGFR和Claudin18.2这四大靶点占据主导地位，相关在研药物合计占比超过50%。
表1. ADC上市药物
在ADC药物研发过程中，优质、可靠的动物模型是评价药效和评估安全性的关键工具。南模生物依托全面而专业的抗肿瘤药效评价平台，建立了覆盖数百种肿瘤模型的资源库，可为企业与研发机构提供从候选药物筛选、药理药效评价到药代动力学研究的一体化、全流程创新服务，助力ADC药物高效转化与临床开发。
南模生物相关小鼠模型
CDX和PDX模型
为支持ADC药物的研发，南模生物开发了多种临床前研究动物模型，包括针对不同癌症类型的CDX和PDX模型。
公司建立了一系列成熟的免疫缺陷小鼠品系，如BALB/c-Nude、M-NSG等及其衍生品系，并拥有超过200种CDX细胞系资源，包括神经系统、内分泌系统、消化系统等多组织器官，覆盖包括胰腺癌、肺癌、胃癌及急性髓系白血病（AML）等多种高发与罕见肿瘤，能为ADC药物的作用机制验证与临床前评价提供全面支持。
钙黏蛋白17（CDH17）是一种膜细胞黏附分子，其在CRC及其他多种胃肠道（GI）癌症中频繁过表达，而在正常肠组织与胰腺导管中表达有限。这种肿瘤与正常组织间的差异表达特征，使其成为胃肠道癌症（尤其是CRC）抗体偶联药物（ADC）开发的理想靶点。
南模生物在BALB/c Nude小鼠上接种人结肠癌肿瘤细胞系COLO 205细胞系，构建CDX异种移植瘤模型，可用于靶向CDH17 ADC药物的药效评价。
图4. 靶向CDH17的ADC药物抑制人结肠癌肿瘤细胞系COLO 205。A.每组小鼠的相对肿瘤体积变化曲线；B.体重。
同系移植瘤模型
在ADC药物与免疫疗法联用的临床前评价体系中，南模生物构建了涵盖多靶点的人源化同系移植瘤模型，这些模型具有健全的免疫系统，为联合治疗方案提供了理想的体内评估工具。
表2. ADC靶点人源化小鼠
案例一：靶向NECTIN4 ADC药效评价
在C57BL/6背景的hPD-1小鼠上接种南模生物自主研发的MC38-hNectin4细胞系，构建同系移植瘤模型，用于靶向NECTIN4 ADC药物的抗肿瘤药效评价。
图5.流式检测MC38-hNectin4人源化细系中人源 NECTIN4的表达。
图6. 靶向NECTIN4的ADC药物抑制MC38-hNectin4肿瘤细胞进展的体内药效 (宿主小鼠为C57BL/6背景的hPD-1小鼠)。A.每组小鼠的相对肿瘤体积变化曲线；B.体重。
案例二：靶向B7H3 ADC药效评价
在C57BL/6背景的hPD-1小鼠上接种南模生物自主研发的MC38-hB7H3细胞系，构建同系移植瘤模型，用于靶向B7H3 ADC药物的药效评价。
图7. 靶向B7H3的ADC药物抑制MC38-hB7H3肿瘤细胞进展的体内药效 (宿主小鼠为C57BL/6背景的hPD-1小鼠)。A.每组小鼠的相对肿瘤体积变化曲线；B.体重。
案例三：靶向Trop2 ADC药效评价
在C57BL/6背景的hPD-1小鼠上接种南模生物自主研发的MC38-hTrop2/hPD-L1细胞系，构建同系移植瘤模型，用于靶向Trop2 ADC药物的药效评价。
图8. 靶向Trop2的ADC药物抑制MC38-hTrop2/hPD-L1肿瘤细胞进展的体内药效 (宿主小鼠为C57BL/6背景的hPD-1小鼠)。A.每组小鼠的相对肿瘤体积变化曲线；B.体重。
案例四：靶向HER2 ADC药效评价
在C57BL/6小鼠上接种南模生物自主研发的MC38-hHER2细胞系，构建同系移植瘤模型，用于靶向HER2 ADC药物的药效评价。
图9. 靶向HER2的ADC药物抑制MC38-hHER2肿瘤细胞进展的体内药效 (宿主小鼠为C57BL/6鼠)。A.每组小鼠的相对肿瘤体积变化曲线；B.体重。
参考文献:
1. Fu Z, Li S, Han S, Shi C, Zhang Y. Antibody drug conjugate: the "biological missile" for targeted cancer therapy. Signal Transduct Target Ther. 2022;7(1):93. Published 2022 Mar 22. doi:10.1038/s41392-022-00947-7
2. Wei Q, Li P, Yang T, et al. The promise and challenges of combination therapies with antibody-drug conjugates in solid tumors. J Hematol Oncol. 2024;17(1):1. Published 2024 Jan 4. doi:10.1186/s13045-023-01509-2
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上海南方模式生物科技股份有限公司（Shanghai Model Organisms Center, Inc.，简称"南模生物"），成立于2000年9月，是一家上交所科创板上市高科技生物公司（股票代码：688265），始终以编辑基因、解码生命为己任，专注于模式生物领域，打造了以基因修饰动物模型研发为核心，涵盖多物种模型构建、饲养繁育、表型分析、药物临床前评价等多个技术平台，致力于为全球高校、科研院所、制药企业等客户提供全方位、一体化的基因修饰动物模型产品解决方案。