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ADC(抗体偶联药物)的作用机制、研发及临床前评价

2026-01-19     来源:本站     点击次数:112

在刚刚结束的2026年第44届摩根大通医疗健康大会上,ADC(抗体偶联药物)领域依然热度不减,是肿瘤治疗领域备受瞩目的核心焦点之一;多家创新药企公布了其ADC产品的重要临床进展,展示了ADC药物在解决难治性肿瘤方面的巨大潜力。

例如,第一三共的王牌产品ENHERTU在HER2阳性转移性乳腺癌一线治疗的III期研究中,联合疗法中位无进展生存期(PFS)较传统疗法显著延长13.8个月,为患者带来深度获益;另一款靶向TROP2的药物DATROWAY在三阴性乳腺癌(TNBC)治疗中,也将中位总生存期(OS)延长了5.0个月。

荣昌生物的核心产品维迪西妥单抗(RC48)正在全球推进针对尿路上皮癌、胃癌(包括HER2低表达)的多项III期研究;再鼎医药靶向DLL3的ADC药物Zoci用于二线/三线小细胞肺癌(SCLC)时客观缓解率(ORR)达68%,且安全性良好,计划在2026年底前启动三项注册性临床研究。

可以预期,2026年ADC药物依然会是肿瘤治疗领域备受瞩目的明星赛道。

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。

南模生物相关模型及服务
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。

案例一:靶向CDH17 ADC药效评价
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小鼠)。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。

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