1. 特工的無(wú)奈

多年前網(wǎng)上有個(gè)段子說(shuō)幾個(gè)特工去刺殺本拉登，雖然每個(gè)人都懷揣一個(gè)拉登大頭像、100%不會(huì)殺錯(cuò)人，但有的擠不上地鐵、有的立交橋上下不來(lái)、有的炸彈被偷，總之都以失敗告終。這個(gè)段子也基本可以解釋為什么靶向遞送藥物雖然設(shè)計(jì)的滴水不漏，但成功送到地方的寥寥無(wú)幾。

人體循環(huán)系統(tǒng)既有小偷小摸的各種水解酶、也有把藥物拉到各種不相關(guān)組織的蛋白和免疫細(xì)胞、還有組織中與藥物特異、非特異結(jié)合的受體，藥物進(jìn)入人體后面臨的復(fù)雜情況一點(diǎn)不遜于特工們來(lái)到一個(gè)陌生城市。 比如小分子藥物無(wú)論口服還是注射，進(jìn)入血液后以游離狀態(tài)存在的是少數(shù)。多數(shù)與各種血液蛋白結(jié)合，分配到組織又會(huì)與組織中的非特異蛋白和受體（包括靶點(diǎn)）結(jié)合。所以藥物分布并非像在燒瓶里那樣均勻分布，而是要按這些結(jié)合蛋白、細(xì)胞載體的作息規(guī)律分布和釋放。

藥物因?yàn)樘烊晃锢砘瘜W(xué)屬性絕大多數(shù)情況下不會(huì)在遇到靶點(diǎn)前不與任何蛋白發(fā)生瓜葛，靶向遞送技術(shù)也無(wú)法避開(kāi)這些無(wú)處不在的誘惑。比如最常見(jiàn)的遞送體系A(chǔ)DC和納米制劑都會(huì)被人體的的單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)（MPS系統(tǒng)）大量吞噬，而小分子則會(huì)與血液中大量存在的白蛋白等非特異蛋白結(jié)合。這相當(dāng)于特工上了奔向全國(guó)各地的火車、很多就在當(dāng)?shù)匕布衣鋺袅耍嬲芏汩_(kāi)清除體系干擾而自己找到靶點(diǎn)組織的只是少數(shù)。

2. 藥物去哪了？

驗(yàn)證靶向遞送效率最直接的辦法是測(cè)量目標(biāo)組織中活性游離藥物的暴露是否比其它組織高，但這類數(shù)據(jù)十分罕見(jiàn)，我查到的只有卡陪他濱的活性產(chǎn)物5FU在人體測(cè)量過(guò)、富集的并不多。測(cè)量疾病組織的總活性藥物（包括蛋白結(jié)合、靶點(diǎn)結(jié)合、游離藥物的總和）相對(duì)容易，但簡(jiǎn)單比較疾病組織與對(duì)照組織的總濃度并不能說(shuō)明遞送效率，因?yàn)橛行┗衔锉热鏜MAE組織結(jié)合率比較高、即使不用遞送技術(shù)它就會(huì)因?yàn)榈鞍捉Y(jié)合在組織富集。對(duì)于多數(shù)遞送技術(shù)連這個(gè)數(shù)據(jù)也沒(méi)有。

一個(gè)間接的測(cè)量辦法是看藥物在不同劑量的清除率。如果低劑量清除率高于高劑量，說(shuō)明有可能是靶點(diǎn)沒(méi)有被飽和之前靶點(diǎn)介導(dǎo)清除起了主要作用（靶點(diǎn)介導(dǎo)藥物分布，TMDD）、遞送可能比較成功，當(dāng)然不排除其它可能比如有些非特異清除機(jī)制也可以飽和。這個(gè)邏輯類似高速收費(fèi)站，收費(fèi)口越多收費(fèi)應(yīng)該越快。如果收費(fèi)口增加收費(fèi)沒(méi)變化說(shuō)明高速封閉不好、大部分車量從沒(méi)有收費(fèi)站路口出去了。

2019年艾伯維的科學(xué)家分析了當(dāng)時(shí)幾個(gè)ADC的TMDD [1]，只有一半的ADC在低劑量消除率高于高劑量（圖一，綠菱形是批準(zhǔn)劑量、紅叉是MTD、空心圓維其它劑量），另外一半基本上隨機(jī)下了高速、走收費(fèi)站也是碰巧路過(guò)。

圖一

如果靶點(diǎn)遞送效率很高，那么靶點(diǎn)陽(yáng)性細(xì)胞越多應(yīng)該清除率越高，如果是腫瘤靶點(diǎn)清除率就應(yīng)該與腫瘤大小有一定關(guān)聯(lián)。ADC因?yàn)楸容^新這類數(shù)據(jù)不多，我找到一個(gè)赫賽汀單抗清除率與腫瘤大小的關(guān)聯(lián)研究 (圖二) [2] 。雖然作者說(shuō)清除率與腫瘤大小正相關(guān)，但可以看出關(guān)聯(lián)十分勉強(qiáng)、r^2=0.16就別楞往上靠了。

圖二

據(jù)報(bào)道ADC因?yàn)榕c天然IgG結(jié)構(gòu)相差更大所以被MPS清除速率比IgG抗體高3-4倍，這更削弱了靶點(diǎn)介導(dǎo)清除。阿斯利康的科學(xué)家研究了Enhertu在HER2表達(dá)水平不同腫瘤小鼠模型的清除率，與HER2水平關(guān)系不大（下表）[3]。

3. 路在何方？

新藥發(fā)現(xiàn)遇到困難通常要看看大自然留下的錦囊妙計(jì)。人體有很多物質(zhì)需要轉(zhuǎn)運(yùn)到特定區(qū)域僅在局部起效、類似靶向遞送，比如人體的氣體交換包含很多靶向遞送的設(shè)計(jì)要求。以氧氣為例，紅細(xì)胞在肺部裝載氧后分布到全身，根據(jù)pH、氧氣壓力、代謝調(diào)控因子如2,3-BPG等信號(hào)控制氧氣釋放量。這是一個(gè)高度精密系統(tǒng)、出點(diǎn)小錯(cuò)就能導(dǎo)致貧血，從頭設(shè)計(jì)一個(gè)遞送系統(tǒng)難度可想而知。這個(gè)系統(tǒng)盡管經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間演化但也不是什么環(huán)境都能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，比如到高原氧氣稀薄的地方會(huì)出現(xiàn)高山反應(yīng)。

甚至氧氣供應(yīng)過(guò)度也可能產(chǎn)生毒性，比如早產(chǎn)嬰兒氧氣箱氧氣壓力過(guò)高可能造成視網(wǎng)膜后纖維增生。這里面有個(gè)對(duì)循證醫(yī)學(xué)影響很大的試驗(yàn)，值得一提。50年代很多早產(chǎn)兒會(huì)失明，一個(gè)理論是控制炎癥的ACTH可能降低這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。哥倫比亞大學(xué)的Silverman醫(yī)生連續(xù)給31名早產(chǎn)兒使用ACTH結(jié)果只有6人失明、低于歷史平均值。但他認(rèn)為這個(gè)試驗(yàn)因?yàn)闆](méi)有對(duì)照不能說(shuō)明問(wèn)題，于是做了一個(gè)雙面對(duì)照試驗(yàn)。結(jié)果使用ACTH的嬰兒失明率為1/3而對(duì)照組只有1/5，后來(lái)更深入研究發(fā)現(xiàn)是不同醫(yī)院氧氣箱氧壓不同造成的失明差異。這個(gè)試驗(yàn)大大推動(dòng)了RCT的普及。

氧氣遞送系統(tǒng)有兩個(gè)特征對(duì)藥物靶向遞送有一定啟發(fā)。一是相對(duì)于代謝反應(yīng)的消耗速度，氧氣在體液擴(kuò)散速度很慢、送到組織基本都可以當(dāng)?shù)叵＿@個(gè)要求對(duì)于藥物遞送系統(tǒng)相對(duì)容易做到，比如ADC的不可過(guò)膜毒素進(jìn)到腫瘤細(xì)胞可以慢慢虐殺腫瘤而不用擔(dān)心擴(kuò)撒到全身。第二個(gè)是遞送精準(zhǔn)性，因?yàn)樯厦嫣岬降母鞣N非特異結(jié)合這是核心問(wèn)題、令不可過(guò)膜毒素反而不太實(shí)用。所以現(xiàn)在ADC遞送不得不采用一個(gè)折衷策略，允許部分藥物逃離遞送組織，一方面如果送錯(cuò)地兒不至于造成太大毒副作用、另一方面也可以順便產(chǎn)生一些旁觀者殺傷。

有些內(nèi)源性物質(zhì)是局部釋放局部起效，比如神經(jīng)遞質(zhì)。自然界設(shè)計(jì)了局部回收或降解系統(tǒng)以保證生物作用的組織特異性，比如5HT再回收抑制劑是抗抑郁的一類重要藥物。 神經(jīng)遞質(zhì)最終會(huì)逃離突觸進(jìn)入系統(tǒng)，通常會(huì)被快速代謝清除以避免系統(tǒng)毒性。水溶性荷爾蒙也是半衰期很短，如GLP1只有幾分鐘、閱過(guò)即毀。脂溶性荷爾蒙通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白遞送，到地兒才能被釋放、類似上面說(shuō)的氧氣遞送。

自然界實(shí)現(xiàn)靶向遞送利用了很復(fù)雜的控制體系、暫時(shí)藥物設(shè)計(jì)還很難復(fù)制，但是更有的放矢地平衡遞送精準(zhǔn)度、局部滯留能力、起效動(dòng)力學(xué)等指標(biāo)還是可以在一定程度上提高遞送的靶向性。

參考文獻(xiàn)：

[1] Tarcsa, Edit, et al. "Antibody-drug conjugates as targeted therapies: are we there yet? A critical review of the current clinical landscape."?Drug Discovery Today: Technologies?37 (2020): 13-22.

[2] Bernadou, Guillemette, et al. "Influence of tumour burden on trastuzumab pharmacokinetics in HER2 positive non‐metastatic breast cancer."?British journal of clinical pharmacology?81.5 (2016): 941-948.

[3] Vasalou, Christina, et al. "Quantitative evaluation of trastuzumab deruxtecan pharmacokinetics and pharmacodynamics in mouse models of varying degrees of HER2 expression."?CPT: Pharmacometrics & Systems Pharmacology?13.6 (2024): 994-1005.

1. 為什么會(huì)想起多肽？

有些疾病不致命、大分子注射使用不方便成為致命缺點(diǎn)；而有些靶點(diǎn)小分子又沒(méi)有足夠結(jié)合位點(diǎn)、不能提供足夠結(jié)合自由能，這個(gè)時(shí)候介于生物大分子和化學(xué)小分子之間的多肽就有可能排上用場(chǎng)。多肽沒(méi)有抗體那么笨拙，因此有時(shí)候致命疾病如晚期腫瘤有時(shí)也會(huì)用到多肽、尤其是作為偶聯(lián)藥物，就是利用多肽比抗體更容易進(jìn)入腫瘤組織、脫靶毒素釋放機(jī)制不同等性質(zhì)。與小分子比，多肽特異性更高、也沒(méi)有小分子的藥物相互作用。當(dāng)然這些都是錦上添花的性質(zhì)、并不是主要驅(qū)動(dòng)因素。

2. 多肽與生物過(guò)程

生物過(guò)程依賴分子之間的結(jié)合與分離，如同人類社會(huì)活動(dòng)依賴不同人在不同時(shí)間、空間的分分合合。分子之間結(jié)合類似蓋房子，如果需要牢固程度高那你可以用釘子固定、就是共價(jià)結(jié)合。如果以拆裝靈活為目標(biāo)，那就可以用凹凸互補(bǔ)的榫卯（Sashimono）、就是分子間非共價(jià)作用。

酰胺鍵是構(gòu)建分子的一個(gè)高效共價(jià)鍵、形成后對(duì)于分子間作用又是一個(gè)非常高效的榫卯，一個(gè)不大的酰胺鍵同時(shí)有一個(gè)氫鍵供體和配體、二者空間關(guān)系恰到好處，生物體利用20個(gè)天然氨基酸通過(guò)酰胺鍵構(gòu)建了支撐所有生命過(guò)程的蛋白世界。那為什么自然界沒(méi)有用脲、磺酰胺構(gòu)建蛋白呢？這是個(gè)好問(wèn)題，或許在某個(gè)遙遠(yuǎn)星球蛋白是用磺酰胺構(gòu)建的、生物反應(yīng)在液氨中進(jìn)行。地球生命模式只是多種選擇中的一個(gè)，并不是宇宙各處都適合37攝氏度、一個(gè)大氣壓下的化學(xué)反應(yīng)。

蛋白通過(guò)折疊可以形成與小分子高強(qiáng)度結(jié)合的口袋，這類蛋白可以通過(guò)小分子藥物調(diào)控。但也有很多蛋白通過(guò)表面的酰胺鍵和殘基形成的坑坑洼洼與其它蛋白溝通，這種所謂的蛋白蛋白相互作用（PPI）用傳統(tǒng)可口服、可過(guò)膜的小分子就很難阻斷。如果PPI發(fā)生在胞外或膜上還好、可以用抗體調(diào)控，但如果在胞內(nèi)就只能靠多肽藥物了。有趣的是雖然PPI很難用小分子分開(kāi)，但有時(shí)候卻很容易用很小分子粘起來(lái)、這就是現(xiàn)在另一個(gè)火熱領(lǐng)域分子膠的故事。

3.多肽藥物

多肽能做抗體和小分子都干不了的活，那為啥不重點(diǎn)開(kāi)發(fā)多肽藥物呢？這主要是因?yàn)樗幋再|(zhì)的限制。首先酰胺鍵本來(lái)就是權(quán)宜之計(jì)、體內(nèi)有大量蛋白酶隨時(shí)可以水解折疊錯(cuò)誤或損傷蛋白，多肽藥物很容易被誤傷、穩(wěn)定性是個(gè)大問(wèn)題。二是多肽藥物因?yàn)榉肿恿勘容^大所以過(guò)膜性比較差，口服和調(diào)控胞內(nèi)靶點(diǎn)都需要大量的優(yōu)化工作。

因此多肽藥物以調(diào)控膜蛋白的注射劑為主，從20年代最有效藥物之一的胰島素到現(xiàn)在的GLP1激動(dòng)劑。這些藥物雖然很多可以優(yōu)化性質(zhì)，如胰島素有長(zhǎng)效、速效、基礎(chǔ)、飯后，但口服仍是很大障礙。胰島素這么重要的藥物到現(xiàn)在還沒(méi)有口服制劑，雖然兩個(gè)吸入制劑上市。

4. 口服多肽

藥物化學(xué)改善口服生物利用度的經(jīng)驗(yàn)主要來(lái)自小分子藥物的精雕細(xì)琢，有methyl、ethyl、propyl、futile之說(shuō)，意思是增加兩個(gè)碳原子性質(zhì)還沒(méi)變化就不用折騰了。多肽這么大分子一個(gè)氨基酸側(cè)鏈甲基變丙基幾乎不會(huì)有什么影響，優(yōu)化尺度和策略都要探索。

理論上多肽可以優(yōu)化成可口服藥物，因?yàn)樽匀唤缫呀?jīng)提供了標(biāo)桿。比如環(huán)孢素的所有酰胺在溶液中都形成分子內(nèi)氫鍵，根本不像一個(gè)武功超人的多肽、而是一個(gè)碌碌無(wú)為的混子。但與受體結(jié)合時(shí)分子內(nèi)氫鍵全部打開(kāi)、圖窮匕首現(xiàn)，參與和受體的高強(qiáng)度結(jié)合。這種所謂變色龍（chameleonic）設(shè)計(jì)在自然界中并不罕見(jiàn)，喜樹(shù)堿只有在酸性環(huán)境形成有殺傷力的內(nèi)酯而在血液偏堿性環(huán)境則主要以酸形式存在。天然他汀（當(dāng)然也包括借鑒這個(gè)設(shè)計(jì)元素的合成他汀）也是在行動(dòng)更迅速的內(nèi)酯與活性酸之間存在一個(gè)平衡。這樣巧奪天工的開(kāi)關(guān)機(jī)制我們目前在口服多肽的設(shè)計(jì)中還很難做到、只能欣賞一下而已，連Lipinski都只能給天然產(chǎn)物一塊免死金牌、可不受五規(guī)則限制。

有一些多肽藥物如GLP1受體激動(dòng)劑優(yōu)化起點(diǎn)是天然荷爾蒙，這些化合物已經(jīng)經(jīng)過(guò)千年修煉、高度優(yōu)化過(guò)了。這相當(dāng)于買房首付有人代繳了，我們只需要支付一點(diǎn)按揭、進(jìn)一步優(yōu)化穩(wěn)定性和半衰期即可。司美格魯肽只做了三處主要改造，當(dāng)然改造位置和基團(tuán)也需要很多艱苦的探索工作。

更困難的是阻斷兩個(gè)蛋白之間的相互作用，而沒(méi)有天然配體可以借鑒，這個(gè)領(lǐng)域最近有幾個(gè)成功的例子如默沙東的PCSK9口服多肽藥物MK0616、強(qiáng)生的IL23受體激動(dòng)劑JNJ-77242113、和日健中外制藥的Kras抑制劑LUNA18等，其中MK0616的發(fā)現(xiàn)可以算藥物化學(xué)的一個(gè)巔峰之作。MK0616的優(yōu)化起點(diǎn)來(lái)沒(méi)有經(jīng)歷任何演化篩選過(guò)的環(huán)肽化合物庫(kù)，盡管經(jīng)過(guò)非常復(fù)雜而繁瑣的優(yōu)化、MK0616作為一個(gè)口服藥物分子量依然鶴立雞群。

雖然PPI靶點(diǎn)的結(jié)合位點(diǎn)被稱作featureless（沒(méi)有特征），但那說(shuō)跟小分子的蛋白結(jié)合腔比。實(shí)際上阻斷PPI依靠藥物分子中每個(gè)原子精誠(chéng)合作、省吃儉用省下的結(jié)合自由能，這些原子的隊(duì)形（構(gòu)象）非常重要、因?yàn)槎嚯倪@種分子量較大化合物的穩(wěn)定構(gòu)象很多、不一定停留在最適合于靶點(diǎn)結(jié)合的構(gòu)象。所以默沙東科學(xué)家在MK0616分子內(nèi)引入兩個(gè)大環(huán)加固活性構(gòu)象，這不僅增加合成難度、也需要篩選不同的成環(huán)模式。雖然MK0616骨架酰胺提供了很多結(jié)合自由能，但其中一個(gè)非天然氨基酸的氟原子起到定海神針的作用、在甜甜圈的中心與Gly370的NH形成一個(gè)錨定氫鍵。這不禁令人想起另一類主要降脂藥合成他汀也有一個(gè)氟原子與HMG-CoA還原酶Arg590的關(guān)鍵氫鍵作用。 冥冥之中兩類最重要降脂藥都靠一個(gè)關(guān)鍵氟原子與靶點(diǎn)結(jié)合，頗為玄幻。

盡管MK0616分子優(yōu)化已經(jīng)令人嘆為觀止，但單獨(dú)使用還是口服生物利用度很低。最后是在吸收增強(qiáng)劑癸酸鈉幫助下才把生物利用度提高到實(shí)用的水平，口服司美格魯肽也用了一個(gè)類似的吸收增強(qiáng)劑SNAP。這類增強(qiáng)劑的工作機(jī)制并不明確，可能是暫時(shí)增加了胃腸細(xì)胞的通透性。胃腸屏障不能輕易對(duì)外開(kāi)放，但特殊物質(zhì)還是可能通過(guò)非擴(kuò)散機(jī)制進(jìn)入，比如嬰兒可以從母乳中吸收很多生物大分子以獲得免疫力。

MK0616不僅化合物優(yōu)化、劑型開(kāi)發(fā)都達(dá)到頂級(jí)水平，因?yàn)闈撛谟昧亢艽笃渖a(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)也是合成史上的一個(gè)經(jīng)典案例、做合成的讀者可以學(xué)習(xí)一下。這是一個(gè)鐵人三項(xiàng)創(chuàng)紀(jì)錄的成就，可算藥物化學(xué)的皇冠。

最近發(fā)生的幾件事令人深思。一個(gè)是年初Deepmind的CEO在《60分鐘》節(jié)目上說(shuō)10年內(nèi)AI可能解決所有疾病的治療、對(duì)新藥研發(fā)效率預(yù)期極高，另一個(gè)是上周新藥開(kāi)發(fā)老牌勁旅默沙東宣布裁員6000人、顯然不是因?yàn)檠邪l(fā)效率過(guò)高。如果論經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)積累大藥廠具有天然優(yōu)勢(shì)，機(jī)構(gòu)知識(shí)（institutional knowledge）和隱性知識(shí)（tacit knowledge）不僅AI難以獲得，年輕的生物制藥公司也望塵莫及。雖然10年解決所有疾病還有待觀察，但MNC大批量收購(gòu)管線彌補(bǔ)自身空白 已是不爭(zhēng)事實(shí)。難道廉頗老矣、魔法師將被門(mén)徒逐出江湖？

?1. 新藥競(jìng)爭(zhēng)不全是比實(shí)力、也是比運(yùn)氣

新藥研發(fā)真正的大產(chǎn)品很少見(jiàn)，而且?guī)缀鯚o(wú)法從頭預(yù)測(cè)（pick the winner難題）。無(wú)論什么實(shí)力的大藥廠注定錯(cuò)過(guò)多數(shù)重磅藥物、默沙東也不例外，這些失誤只能在隨著比賽進(jìn)行以更大成本糾正。我們常說(shuō)選擇比努力重要，如果你選擇了錯(cuò)誤靶點(diǎn)、化合物優(yōu)化的無(wú)論如何完美都只能得到一個(gè)安全無(wú)效的產(chǎn)品。對(duì)于FIC項(xiàng)目來(lái)說(shuō)比選擇更重要的是被選擇，你的項(xiàng)目是不是天選之子只有老天知道、跟你自己選擇的認(rèn)真程度關(guān)系不大。

默沙東上個(gè)世紀(jì)在傳奇CEO Vagelos領(lǐng)導(dǎo)下成為新藥發(fā)現(xiàn)的標(biāo)桿，是發(fā)現(xiàn)新分子藥物最高效、最穩(wěn)定的制藥公司。進(jìn)入21世紀(jì)隨著監(jiān)管和支付環(huán)境變化，大藥廠傳統(tǒng)賴以生存的重磅藥物受到極大挑戰(zhàn)、默沙東也進(jìn)入低谷。2009年被迫通過(guò)反向收購(gòu)與先靈葆雅合并，押寶當(dāng)時(shí)所謂的五虎將。結(jié)果這五個(gè)產(chǎn)品沒(méi)有為默沙東貢獻(xiàn)太多銷售，倒是當(dāng)時(shí)根本沒(méi)人注意的K藥令默沙東徹底翻身。雖然K藥開(kāi)發(fā)無(wú)疑是制藥史上一個(gè)經(jīng)典案例（超大一期臨床、化療與IO組合都顛覆了舊理念），但這里面運(yùn)氣的成分也是顯而易見(jiàn)的。2009年沒(méi)有任何公司或AI能夠否認(rèn)五虎將的潛在價(jià)值，也沒(méi)人任何技術(shù)或經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蝾A(yù)測(cè)K藥的橫空出世。

運(yùn)氣的另一個(gè)維度是市場(chǎng)環(huán)境，借用叔本華的名言新藥創(chuàng)新就是一個(gè)在無(wú)聊和痛苦之間擺動(dòng)的鐘擺。K藥這樣顛覆性產(chǎn)品出現(xiàn)后通常會(huì)引起全行業(yè)在咱差啥心理驅(qū)動(dòng)下的大探險(xiǎn)，資本和大藥廠管線開(kāi)始向高度創(chuàng)新資產(chǎn)傾斜。但經(jīng)歷大量IO資產(chǎn)如默沙東重金投入的IDO、TIGIT等項(xiàng)目失敗的痛苦后，制藥界會(huì)向相對(duì)無(wú)聊的穩(wěn)健產(chǎn)品傾斜。多數(shù)雷同藥物在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中受挫后又會(huì)迫使行業(yè)向創(chuàng)新項(xiàng)目?jī)A斜，周而復(fù)始。這個(gè)周期雖然存在是肯定的，但鐘擺什么時(shí)候擺到什么地方也不好預(yù)測(cè)。雖然現(xiàn)在從中國(guó)收購(gòu)me-too資產(chǎn)已經(jīng)成為大藥廠的日常，但5年前明確以此作為商業(yè)模式的EQRx卻在三年前關(guān)門(mén)、倒在黎明前。這顯然不是因?yàn)槿狈h(yuǎn)見(jiàn)，反而是因?yàn)榭吹奶h(yuǎn)而搶跑了。

2.真正的新藥發(fā)現(xiàn)始于新藥開(kāi)發(fā)

新藥開(kāi)發(fā)通常分為發(fā)現(xiàn)（discovery）和開(kāi)發(fā)（development）兩個(gè)階段，但因?yàn)槿梭w生物學(xué)的高度復(fù)雜性現(xiàn)在臨床前預(yù)測(cè)臨床表現(xiàn)十分困難。目前主流觀點(diǎn)是pick the winners幾乎不可能，甚至可以說(shuō)真正的新藥發(fā)現(xiàn)始于新藥開(kāi)發(fā)。絕大多數(shù)臨床前高度優(yōu)化過(guò)的化合物我們并不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)合適應(yīng)用場(chǎng)景，有些時(shí)候通過(guò)臨床開(kāi)發(fā)能找到合適場(chǎng)景、更多時(shí)候是根本找不到能擊敗標(biāo)準(zhǔn)療法的適應(yīng)癥。多年來(lái)新藥臨床開(kāi)發(fā)的成功率在10%左右徘徊，當(dāng)然有些化合物優(yōu)化不徹底、但很多時(shí)候就是無(wú)法找到真正應(yīng)用場(chǎng)景。二甲雙胍、阿司匹林原來(lái)不讀書(shū)。

新藥研發(fā)最遠(yuǎn)的距離不是先導(dǎo)物與你夢(mèng)中分子的距離，而是你夢(mèng)中分子與真正藥物的距離。盡管找到你理想中的完美化合物也不容易，但讓你魂?duì)繅?mèng)繞的化合物（滿足所有的quality attributes）未必能成為真正藥物、這才是新藥發(fā)現(xiàn)最扎心的現(xiàn)實(shí)。就像你小時(shí)候?qū)懥艘黄砸詾槔蠋煏?huì)在全班朗讀的優(yōu)秀作文，結(jié)果老師給了你個(gè)不及格（A Christmas Story里面的一個(gè)經(jīng)典橋段）。新技術(shù)如AI可能加快發(fā)現(xiàn)你心目中理想化合物的速度，但這能不能真成藥還有很大不確定性。

即使AI可以一個(gè)月內(nèi)找到針對(duì)任何新靶點(diǎn)的高活性、高選擇性、高成藥性候選藥物，新藥研發(fā)成功率就會(huì)顯著提高嗎？這還真不一定。 如上所述臨床開(kāi)發(fā)是研發(fā)資源的瓶頸，優(yōu)質(zhì)臨床前資產(chǎn)再多一個(gè)公司也只能挑選少數(shù)進(jìn)入晚期臨床。默沙東過(guò)去10年估計(jì)大部分開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)都花在K藥適應(yīng)癥擴(kuò)展上面，這個(gè)核心工程之外的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)肯定收到一些不利影響。任何新機(jī)理藥物開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)都不太可能低于K藥適應(yīng)癥擴(kuò)展風(fēng)險(xiǎn)，所以默沙東臨床前團(tuán)隊(duì)即使十全十美也不大可能發(fā)現(xiàn)能從K藥擴(kuò)展虎口奪食的新機(jī)理藥物。如果不能及時(shí)開(kāi)發(fā)專利時(shí)間損失很快就會(huì)吃掉潛在利潤(rùn)，令整個(gè)項(xiàng)目失去意義。然而K藥適應(yīng)癥擴(kuò)展這么高成功率的開(kāi)發(fā)投入也只能換來(lái)大裁員，當(dāng)然所有適應(yīng)癥與同一專利到期日綁在一起是個(gè)非常不利因素。

新藥發(fā)現(xiàn)痛點(diǎn)是有的，但任何新技術(shù)、新公司的藥物發(fā)現(xiàn)效率要顯著超過(guò)默沙東研發(fā)團(tuán)隊(duì)都是非常困難的，何況默沙東也不會(huì)拒絕任何能夠提高研發(fā)效率的新技術(shù)。即便發(fā)現(xiàn)藥物效率大大提高，pick the winner這個(gè)核心難題還是無(wú)法解決。默沙東需要裁人、AI十年內(nèi)能解決所有疾病這兩件事略顯矛盾。

化學(xué)空間浩瀚無(wú)比，據(jù)估計(jì)分子量小于500的穩(wěn)定小分子數(shù)量可達(dá)10的60次方，而目前為止FDA批準(zhǔn)的所有藥物加起來(lái)也不超過(guò)4000個(gè)、小分子可能也就2000多個(gè)。因此在巨大的化學(xué)空間尋找藥物類似在曠野中找金礦，必須有一套尋找金礦的完整體系、隨機(jī)挖的成功率太低了。絕大部分化學(xué)空間幾乎不可能成藥，比如水溶性太低、選擇性太差、含有毒性基團(tuán)等，是要躲開(kāi)的雷區(qū)。藥物設(shè)計(jì)的目標(biāo)一個(gè)是找到礦區(qū)、一個(gè)是避開(kāi)雷區(qū)，二者同樣重要。盯著球門(mén)的同時(shí)也要能看明白防守陣型。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)小分子藥物每日劑量最好不超過(guò)400毫克，否則毒性風(fēng)險(xiǎn)、使用障礙（pill burden）、生產(chǎn)成本都會(huì)上升。這個(gè)劑量除以人體體液容量，加上非特異蛋白結(jié)合、肝腎代謝消除等因素游離血藥濃度應(yīng)該在nM到uM之間。考慮到藥物需要與內(nèi)源配體競(jìng)爭(zhēng)靶點(diǎn)蛋白，藥物分子與靶點(diǎn)蛋白結(jié)合能力（Ki）最好達(dá)到nM級(jí)別。這是藥物優(yōu)化的第一個(gè)目標(biāo)，就是金礦的中心位置。

所有藥物設(shè)計(jì)手段比如組合化學(xué)圍攻、構(gòu)效關(guān)系分析、計(jì)算化學(xué)預(yù)測(cè)、AI等都是為了預(yù)測(cè)這個(gè)金礦在化學(xué)空間的位置，這是傳統(tǒng)藥物化學(xué)的核心內(nèi)容。這里每個(gè)分支說(shuō)起來(lái)都是專門(mén)的學(xué)問(wèn)，比如組合化學(xué)就有多個(gè)變種，從早期的split-and-pool到規(guī)模大幾個(gè)數(shù)量級(jí)的DEL和環(huán)肽庫(kù)構(gòu)建；從多樣性導(dǎo)向合成（DOS）、Diverted total synthesis到類天然產(chǎn)物（NP-like）、假天然產(chǎn)物（pseudo-NP）。構(gòu)效關(guān)系分析有電子等排體、Topliss決策樹(shù)、定量構(gòu)效、骨架遷躍等方法，計(jì)算化學(xué)也是大領(lǐng)域、有多個(gè)分支。AI近些年突飛猛進(jìn)，未來(lái)對(duì)藥物設(shè)計(jì)的影響不容忽視。

化學(xué)空間布滿雷區(qū)、需要足夠重視，如果只盯著金礦會(huì)不斷踩雷。有些基團(tuán)通常風(fēng)險(xiǎn)大于收益，除非十分必須要盡量避免。化學(xué)活性基團(tuán)如環(huán)氧乙烷、鹵代烷、醛、酮、Michael受體等除非你知道你的分子可以讓這些基團(tuán)選擇性與你的靶標(biāo)蛋白反應(yīng)，否則毒性風(fēng)險(xiǎn)很大。硫脲、磺酰脲、肼/酰基肼沒(méi)什么反應(yīng)活性但也通常被認(rèn)為是毒性基團(tuán)，盡管這些基團(tuán)曾經(jīng)出現(xiàn)在藥物中。有一大類所謂PAIN化合物經(jīng)常產(chǎn)生假陽(yáng)性測(cè)試結(jié)果、誤導(dǎo)優(yōu)化方向，如鄰雙吡啶可以絡(luò)合過(guò)渡金屬離子影響酶活性、本身就有熒光的化合物干擾測(cè)試熒光信號(hào)等，最好避免。現(xiàn)代藥物化學(xué)為了避免被假陽(yáng)性現(xiàn)象誤導(dǎo)會(huì)在分子工作機(jī)制上投入大量資源，因此開(kāi)發(fā)了很多化學(xué)生物學(xué)技術(shù)。

藥物在體內(nèi)面臨代謝酶的騷擾和排泄系統(tǒng)的驅(qū)逐，有些基團(tuán)以變節(jié)速度聞名。比如酯基很少能逃脫無(wú)處不在的酯酶水解、酚羥基很容易參與次級(jí)代謝、多肽特征會(huì)被蛋白酶快速識(shí)別等，這些清除反應(yīng)產(chǎn)物與底物結(jié)構(gòu)差別很大、多數(shù)情況會(huì)導(dǎo)致活性喪失。另外有一些代謝反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生毒性代謝物質(zhì)、危害更大，一個(gè)常見(jiàn)的毒性基團(tuán)是硝基，因?yàn)樵隗w內(nèi)很容易被還原成有基因毒性的亞硝基，苯胺也被認(rèn)為有潛在基因毒性。還有一些隱藏比較深的毒性基團(tuán)，比如烷基四氫吡啶體內(nèi)可以被氧化成吡啶季銨鹽、能夠引起帕金森氏癥。代謝酶底物也會(huì)帶來(lái)藥物相互作用風(fēng)險(xiǎn)，如果有更安全路徑應(yīng)該盡量繞開(kāi)這些已知雷區(qū)。當(dāng)然也有利用代謝激活的前藥技術(shù)，比如ADC。

除了局部毒性和代謝不穩(wěn)定基團(tuán)外還有一些整體分子特征與成藥性背道而馳，比如脂溶性太高、極性太大、分子柔韌性太大等與溶解度、過(guò)膜性等藥代性質(zhì)相關(guān)，這些化合物即使活性很好也難以成藥。過(guò)去30年小分子藥物設(shè)計(jì)一個(gè)主要進(jìn)展是對(duì)這一大片所謂非成藥空間的理解加深很多，自1997年Lipinski提出五規(guī)則很多人根據(jù)藥物和不同開(kāi)發(fā)階段的候選藥物與早期苗頭化合物結(jié)構(gòu)特征的比較終結(jié)了大量經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，定義了藥物設(shè)計(jì)的不同風(fēng)險(xiǎn)雷區(qū)、警告大家盡量少去。

當(dāng)然所有這些規(guī)則都有例外，但這是理性平衡利弊的結(jié)果、并不意味著雷區(qū)不存在。藥物設(shè)計(jì)除了要利用所有工具盡量準(zhǔn)確定位金礦核心位置，也要系統(tǒng)評(píng)估這個(gè)區(qū)域附近的已知雷區(qū)。因?yàn)樗幬镌趶V袤的化學(xué)空間只是滄海一粟，任何微小的誤判都可能錯(cuò)過(guò)藥物分子或在雷區(qū)浪費(fèi)過(guò)多資源。因?yàn)榛瘜W(xué)合成是個(gè)主要的資源投入，在啟動(dòng)這個(gè)過(guò)程前要確認(rèn)這是地雷最少、離金礦中心最近的區(qū)域。這個(gè)聽(tīng)起來(lái)無(wú)可爭(zhēng)議的策略在實(shí)踐中并不容易執(zhí)行，有時(shí)候是因?yàn)闊o(wú)法抵御活性的誘惑、有時(shí)是受合成難度的限制。更多時(shí)候就是根本沒(méi)仔細(xì)算賬，遺漏了成藥空間的未開(kāi)發(fā)區(qū)域或只盯著金礦陷在非成藥空間，這都會(huì)延誤戰(zhàn)機(jī)。

藥物設(shè)計(jì)是個(gè)經(jīng)驗(yàn)、偏見(jiàn)、科學(xué)、玄學(xué)的復(fù)合體，不僅沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)答案、而且?guī)讉€(gè)研究顯示即使同一公司不同藥物化學(xué)家對(duì)同一個(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題經(jīng)常看法大相徑庭。把先導(dǎo)物優(yōu)化過(guò)程科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化必然會(huì)影響設(shè)計(jì)思路的多樣化，這會(huì)推動(dòng)還是阻礙藥物發(fā)現(xiàn)還不好說(shuō)。歷史上藥物化學(xué)家以自由主義戰(zhàn)士為主，除非太離譜基本可以隨心所欲想做哪個(gè)化合物就可以做、甚至有人認(rèn)為干脆合成所有可以合成的類似物。但隨著我們對(duì)成藥空間理解的深入、AI等預(yù)測(cè)方法的大規(guī)模介入、合成技術(shù)的成熟等外部環(huán)境變化，藥物化學(xué)家可能也需要嚴(yán)格一下設(shè)計(jì)的紀(jì)律性，每次進(jìn)入一個(gè)新地界要仔細(xì)問(wèn)問(wèn)土地爺本地都有哪些妖怪、來(lái)自何方。

《庖丁解牛》開(kāi)宗明義說(shuō)到“吾生也有涯，而知也無(wú)涯”，解牛與做藥復(fù)雜程度看來(lái)有一比，今天聊一聊我們能從阿丁師傅學(xué)到哪些東西。

1. 目無(wú)全牛

新藥臨床開(kāi)發(fā)成功率多年在10%左右徘徊，若干因素導(dǎo)致臨床前準(zhǔn)確找到能在臨床試驗(yàn)中安全有效的FIC藥物可能性很小，當(dāng)然me-too成功率要高很多。如果明知道pick the winner不可能實(shí)現(xiàn)，還不如簡(jiǎn)化問(wèn)題、制定一個(gè)能在臨床前評(píng)價(jià)體系中可實(shí)現(xiàn)并有臨床價(jià)值的指標(biāo)。藥物設(shè)計(jì)的目的不應(yīng)該是找到三期臨床能擊敗標(biāo)準(zhǔn)療法的新機(jī)理化合物，而是能夠干凈地驗(yàn)證項(xiàng)目假說(shuō)的化合物、通常是在安全劑量下能選擇性控制靶點(diǎn)活性的化合物。至于這個(gè)化合物能否在對(duì)照試驗(yàn)中擊敗標(biāo)準(zhǔn)療法、在哪個(gè)疾病擊敗哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)療法則是臨床開(kāi)發(fā)的事。制藥界一直羞于承認(rèn)多數(shù)FIC是在臨床試驗(yàn)中篩到的這個(gè)事實(shí)，并不利于新藥發(fā)現(xiàn)。

在這個(gè)框架下FIC藥物這只全牛就可以分解成不同板塊，即活性、選擇性、分布、半衰期、安全性等可以在臨床前模型可靠測(cè)量并有較高轉(zhuǎn)化成功率的指標(biāo)。FIC藥物臨床療效在臨床前階段很難預(yù)測(cè)，紫杉醇、PD-1抑制劑、DPP4抑制劑等大產(chǎn)品臨床前都是劣等生，而那些動(dòng)物模型中完勝這些大藥的各路神仙現(xiàn)在擊敗都銷聲匿跡了。

2. 良庖歲更刀

臨床前優(yōu)化目標(biāo)過(guò)于宏大不僅浪費(fèi)資源還經(jīng)常誤導(dǎo)候選藥物優(yōu)先度排序。藥物臨床前與臨床療效安全性關(guān)聯(lián)較弱除了人和動(dòng)物基因組成、生存環(huán)境、免疫系統(tǒng)等方面存在較大區(qū)分外（mice-not-men），疾病和疾病模型本來(lái)也有非常大的區(qū)別。疾病異質(zhì)性高，一個(gè)大病種如腫瘤下面其實(shí)如果細(xì)分是發(fā)病機(jī)理千差萬(wàn)別的幾百種疾病。即使是同一病理驅(qū)動(dòng)的疾病，通常也不是因?yàn)閱我坏鞍坠δ苁Э卦斐伞⒍嵌鄠€(gè)蛋白功能失調(diào)。疾病發(fā)生也會(huì)引起機(jī)體的適應(yīng)性調(diào)整，比如肥胖會(huì)誘發(fā)慢性炎癥。而疾病模型通常簡(jiǎn)單粗暴、機(jī)制單一、基本不給宿主太多適應(yīng)時(shí)間，因此與人體疾病有本質(zhì)區(qū)別。這些都是解牛時(shí)遇到的大骨頭，非得要硬砍肯定費(fèi)刀。

不僅如此，因?yàn)樾滤庨_(kāi)發(fā)周期漫長(zhǎng)臨床前研發(fā)模式從臨床效果得到負(fù)反饋耗時(shí)太長(zhǎng)，所以臨床前評(píng)價(jià)指標(biāo)有相當(dāng)程度的主觀成分，很多時(shí)候只能根據(jù)合理科學(xué)假說(shuō)制定而不是來(lái)自臨床的真實(shí)反饋。這會(huì)帶來(lái)幾個(gè)系統(tǒng)性問(wèn)題，科學(xué)性如果沒(méi)有臨床事實(shí)監(jiān)督會(huì)誤入歧途。

比如證據(jù)鏈完整是現(xiàn)在藥物優(yōu)化的重要指標(biāo)，邏輯閉環(huán)本身沒(méi)問(wèn)題、但如Goodhart法則所說(shuō)"When a measure becomes a target, it ceases to be a good measure"。真正疾病治療數(shù)據(jù)是非常混亂的，過(guò)度強(qiáng)調(diào)邏輯清晰導(dǎo)致最敏感、最高通量、最高效率，而不是最能預(yù)測(cè)臨床表現(xiàn)的體內(nèi)體外模型在新藥研發(fā)的自然選擇中勝出。所以盡管很多化合物在現(xiàn)在臨床前不同測(cè)試中可以實(shí)現(xiàn)邏輯鏈閉環(huán)，但與真實(shí)疾病并無(wú)任何關(guān)聯(lián)，如同黑塞所描述的玻璃珠游戲。負(fù)反饋調(diào)控效率太低也導(dǎo)致制藥業(yè)在新技術(shù)、新模式過(guò)度投入和輕易放棄之間大幅度震蕩，從SBDD、組合化學(xué)、DEL到現(xiàn)在的AI，興衰軌跡大致相同。

雖然疾病有物種和病理的巨大區(qū)分，但不同物種的基本結(jié)構(gòu)和正常生理過(guò)程還是相當(dāng)接近的，所以藥代、安全性、毒性在臨床前評(píng)價(jià)體系中可以準(zhǔn)確測(cè)量并結(jié)合預(yù)測(cè)模型可以相當(dāng)準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)人體表現(xiàn)，對(duì)靶點(diǎn)蛋白的調(diào)控能力也可以在整體動(dòng)物測(cè)量。現(xiàn)代分析技術(shù)解決這些問(wèn)題如以無(wú)厚入有間、游刃有余。雖然pick the winner不可能，但這些相對(duì)均一并且可轉(zhuǎn)化指標(biāo)的優(yōu)化不能出現(xiàn)明顯漏洞。類似誰(shuí)都不能保證能成功登頂珠峰，但你要是穿個(gè)拖鞋短褲去是100%要失敗。Pick the winners成功率不高，pick the losers成功率就更低了。好刀要用在刀刃上。

3. 視為止、行為遲

一個(gè)FIC真正需要怵然為戒、全神貫注是進(jìn)入臨床開(kāi)始產(chǎn)生人體數(shù)據(jù)的時(shí)候，類似解牛遇到關(guān)節(jié)。歷史上很多中樞藥物來(lái)自臨床醫(yī)生的細(xì)心觀察、如果按現(xiàn)在的臨床前程序篩選優(yōu)化不知何年何月才能找到這些藥物，但也有很多臨床觀察證明就是噪音、如IL1抗體治療肺癌。人體數(shù)據(jù)因?yàn)樯厦嫣岬降闹T多因素比動(dòng)物數(shù)據(jù)噪音要高很多、期待動(dòng)物療效的干凈整潔不切實(shí)際，對(duì)雜亂程度、不確定性、和判斷失誤風(fēng)險(xiǎn)的耐受都需要調(diào)整。臨床發(fā)現(xiàn)的中樞藥物都是老藥新用，但對(duì)于從未經(jīng)歷人體研究的FIC藥物根據(jù)有限而混亂數(shù)據(jù)持續(xù)調(diào)整產(chǎn)品定位同樣重要。

臨床開(kāi)發(fā)有時(shí)候要像蝴蝶忘掉毛毛蟲(chóng)一樣放下偶像包袱，無(wú)論臨床前定位是天鵝還是鳳凰，如果walks like a duck, quacks like a duck, then it is a duck。偉哥這樣因?yàn)榕R床意外發(fā)現(xiàn)徹底重新定位的藥物雖然是極端個(gè)例，但很多藥物是根據(jù)臨床反饋不斷調(diào)整定位而最后成為大產(chǎn)品的。臨床開(kāi)發(fā)并非被動(dòng)kill the losers、而是主動(dòng)為winners找到用武之地。EGFR抑制劑是肺癌治療的重要突破，但第一個(gè)EGFR抑制劑Iressa上市用于所有肺癌后因?yàn)榀熜Р淮_定而撤市、后來(lái)才發(fā)現(xiàn)這類藥物只對(duì)EGFR變異患者有效而重新上市。

調(diào)控生物過(guò)程非常精細(xì)，會(huì)倒向哪一方很難根據(jù)臨床前實(shí)驗(yàn)中預(yù)測(cè)、完全依賴臨床開(kāi)發(fā)中的隨機(jī)應(yīng)變。如日中天的GLP-1激動(dòng)劑臨床前減肥效果一般而且副作用嚴(yán)重，但幸運(yùn)的是通過(guò)劑量滴定適應(yīng)后副作用逐漸可控而減肥療效保持。另一個(gè)早期更受關(guān)注的減肥靶點(diǎn)CB1則無(wú)此好運(yùn)，持續(xù)用藥中樞副作用并未失敏、導(dǎo)致rimonabant撤市。胰島素與瘦素臨床前看都可能深刻影響代謝病治療，但臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)瘦素抵抗無(wú)法用藥物克服、但胰島素成為制藥史上最重要的產(chǎn)品之一。

現(xiàn)代臨床試驗(yàn)生物標(biāo)記物是早期臨床的重要測(cè)量指標(biāo)，比如一個(gè)簡(jiǎn)單血液測(cè)試就可以知道藥物是否擊中靶點(diǎn)。甚至有一些產(chǎn)品會(huì)做所謂的零期臨床試驗(yàn)，用安全無(wú)效的極低劑量測(cè)試藥物分布以及靶點(diǎn)結(jié)合能力等指標(biāo)。但這類試驗(yàn)有時(shí)候也誤導(dǎo)，比如早期的ADC標(biāo)記試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)腫瘤富集并不明顯。這與靶向遞送假說(shuō)相左，但如果就此放棄這個(gè)策略也就不會(huì)有Enhertu這樣大藥和這一波ADC大潮。新藥發(fā)現(xiàn)最終還是應(yīng)了喬幫主的那句話，“The people who are crazy enough to think they can change the world are the ones who do”。

May the 4th be with you!

藥物從分子發(fā)現(xiàn)、臨床前和臨床開(kāi)發(fā)、到商業(yè)化推廣要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的過(guò)程。雖然一旦藥物分子結(jié)構(gòu)確立它的所有性質(zhì)就不再會(huì)改變（除了劑型、晶型的微調(diào)外），但是臨床藥物并不是小號(hào)的上市藥物、臨床前藥物更不是小號(hào)的臨床藥物，如同無(wú)產(chǎn)階級(jí)作家高爾基所寫(xiě)的自傳三部曲，同一軀體、三段人生。臨床前藥物與臨床藥物的關(guān)系更像是毛毛蟲(chóng)與花蝴蝶的關(guān)系，二者雖然基因組成一模一樣、本質(zhì)上是一個(gè)東西，但很多性質(zhì)大相徑庭。當(dāng)然毛毛蟲(chóng)威脅捕食者的各種顏色也經(jīng)常被蝴蝶采用，或許幫助了蝴蝶的生存。

預(yù)測(cè)一個(gè)FIC毛毛蟲(chóng)將來(lái)成為什么樣蝴蝶、能不能成為蝴蝶十分困難，要挑出那只在巴西抖一下翅膀就能在德克薩斯引起龍卷風(fēng)的毛毛蟲(chóng)就更困難。當(dāng)然如果有人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某種毛毛蟲(chóng)能變成蝴蝶、你只是喂同種蟲(chóng)子不同樹(shù)葉希望培育更加五彩斑斕的me-better花蝴蝶相對(duì)容易，但也經(jīng)常需要等到破繭成蝶（metamorphosis）那一刻才能知道。所以全世界數(shù)千家生物技術(shù)公司開(kāi)發(fā)的千奇百怪新技術(shù)、新靶點(diǎn)可以看作是一堆毛毛蟲(chóng)，投資人和me-too同行都在目不轉(zhuǎn)睛地盯著它們、等待蛻變揭牌那一刻。

行業(yè)中有不少人認(rèn)為既然毛毛蟲(chóng)和蝴蝶是一個(gè)東西，毛毛蟲(chóng)還是能預(yù)測(cè)蝴蝶的性質(zhì)的。這導(dǎo)致很多業(yè)界重倉(cāng)的靶點(diǎn)盡管經(jīng)歷了破繭成蝶的蛻變、產(chǎn)生并非你所想象的花蝴蝶后，仍然有大量信徒通過(guò)改變毛毛蟲(chóng)飲食、到不同自然環(huán)境中蛻變等努力試圖去尋找下一個(gè)高品質(zhì)蝴蝶。這里說(shuō)的是那些生物學(xué)機(jī)制可信的熱門(mén)靶點(diǎn)，以粉狀蛋白為代表、從20年前的CETP到近些年的TIGIT、CD47，雖然多個(gè)晚期臨床已經(jīng)證明了這些靶點(diǎn)價(jià)值有限或根本沒(méi)有價(jià)值，但仍然有人前赴后繼提出各種修正假說(shuō)來(lái)挽救這些資產(chǎn)，只因多年前在蟲(chóng)子堆中多看了它一眼。

當(dāng)然這些靶點(diǎn)也不是絕對(duì)不能成藥，但投入和產(chǎn)出不成比例。粉狀蛋白制藥界投入了無(wú)數(shù)資源，最后只上市三個(gè)產(chǎn)品、其中一個(gè)撤市，剩下的兩個(gè)市場(chǎng)價(jià)值有待觀察。CETP抑制劑Anacetrapib雖然在三期臨床顯示有一定心血管收益，但因收益有限默沙東決定放棄。TIGIT、CD47抑制劑目前看上市機(jī)會(huì)渺茫，但仍有人在開(kāi)發(fā)這些藥物。

機(jī)理可信不一定成藥，速度快不一定就能成為優(yōu)秀邊鋒。如果一個(gè)足球教練找一個(gè)短跑選手踢邊鋒、但踢了幾場(chǎng)比賽除了越位比別人快之外沒(méi)什么貢獻(xiàn)，教練不會(huì)因?yàn)殛?duì)員確實(shí)比別人跑的更快就堅(jiān)持讓他在不同比賽階段上場(chǎng)來(lái)找到他的最佳比賽時(shí)機(jī)。這個(gè)邏輯同樣適用新藥，一個(gè)新藥如果在多個(gè)臨床看不見(jiàn)可靠療效，那么生物學(xué)機(jī)制確實(shí)令人著迷不能成為繼續(xù)開(kāi)發(fā)的理由，毛毛蟲(chóng)與蝴蝶的江湖完全不同。

新藥的最終價(jià)值在于在商業(yè)表現(xiàn)。即使有了基本完整的臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)一個(gè)產(chǎn)品的市場(chǎng)表現(xiàn)也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)大幅度偏差。輝瑞的吸入胰島素當(dāng)年預(yù)測(cè)能代替立普妥的一半銷售，結(jié)果上市一年就因?yàn)殇N售慘淡而撤市。百健的阿爾茨海默癥藥物Aduhelm也被寄予眾望，一個(gè)一期臨床的積極數(shù)據(jù)就讓百健幾個(gè)月內(nèi)市值增長(zhǎng)了370億美元、最后也以撤市收?qǐng)觥Ａ硪粋€(gè)極端是類似當(dāng)年NBA低估庫(kù)里一樣被嚴(yán)重低估產(chǎn)品，曾經(jīng)的藥物修美樂(lè)作為第三個(gè)上市的TNF抑制劑沒(méi)人想到會(huì)成為多年的藥王，否則修美樂(lè)原研廠家、已經(jīng)有多個(gè)上市產(chǎn)品的Knoll也不會(huì)以79億美元被賤賣。當(dāng)然這些是極端例子，但2013年的一個(gè)分析顯示藥品上市前一年專家公認(rèn)的銷售額與后來(lái)的真實(shí)數(shù)據(jù)比普遍存在較大偏差（下圖）[1].

市場(chǎng)預(yù)測(cè)雖然也有偏差，但基本是程度上的。破繭成蝶對(duì)應(yīng)的藥物二期臨床（對(duì)腫瘤藥物來(lái)說(shuō)是一期）才是一個(gè)新藥、尤其FIC藥物最重要的時(shí)刻。從此以后臨床前的一切只能作為參考，你看好的那只毛毛蟲(chóng)已經(jīng)開(kāi)始了全新生活。它能飛多高、飛多遠(yuǎn)與毛毛蟲(chóng)時(shí)代一天吃多少片樹(shù)葉關(guān)系很小。 從生物學(xué)機(jī)理和臨床前數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)二期臨床表現(xiàn)十分困難，各種歪打正著的因素打造了一代代重磅藥物。紫杉醇能夠進(jìn)入臨床一是NCI的植物提取物項(xiàng)目需要有個(gè)交代、二是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的微管穩(wěn)定機(jī)制非常新穎，但現(xiàn)在看微管穩(wěn)定并非主要腫瘤殺傷機(jī)制。立普妥的理化性質(zhì)、酶抑制活性雖然沒(méi)有帝王長(zhǎng)相，但項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Roger Newton為爭(zhēng)取立普妥臨床一期的機(jī)會(huì)愿意給管理層單腿一跪。而敲除、敲低、各種omic找到的靶點(diǎn)成功率有目共睹，當(dāng)年小鼠模型擊敗K藥的那些新型抗癌藥現(xiàn)在都已經(jīng)進(jìn)入垃圾箱。

珍惜每一個(gè)開(kāi)始臨床試驗(yàn)的機(jī)會(huì)、無(wú)論因?yàn)槭裁传@得的機(jī)會(huì)，制藥界誤殺了多少潛在重磅藥物只有天知道。同時(shí)尊重每一個(gè)臨床試驗(yàn)的反饋，不是每個(gè)假說(shuō)都能產(chǎn)生重磅藥物、無(wú)論臨床前表現(xiàn)如何優(yōu)秀。優(yōu)質(zhì)機(jī)理與重磅藥物之間存在一個(gè)轉(zhuǎn)化的死亡之谷、如同毛毛蟲(chóng)與蝴蝶之間隔著一個(gè)蛻變的破繭成蝶，這個(gè)看似簡(jiǎn)單的道理卻經(jīng)常被忽視。。

[1] Cha, Myoung, Bassel Rifai, and Pasha Sarraf. "Pharmaceutical forecasting: throwing darts?."?Nature Reviews Drug Discovery?12.10 (2013): 737-738.

雙抗ADC是一個(gè)活躍的前沿，今天討論一下雙抗ADC是否比傳統(tǒng)單抗ADC更有效在腫瘤富集毒素。雙抗分兩大類，一類是可與不同細(xì)胞的兩個(gè)不同抗原結(jié)合、起到連接器作用，如幾個(gè)上市的CD3連接器和連接IX與X因子的emicizumab。另一類是結(jié)合同一細(xì)胞表面同一抗原的兩個(gè)不同表位或兩個(gè)不同抗原，如HER2雙表位抗體zanidatamab和EGFRxcMET?雙抗 amivantamab。雙抗與單抗有不同的藥理效應(yīng)，所以做成ADC后活性、安全性與單抗ADC也會(huì)有所不同。但今天我們主要討論藥物分布的區(qū)分，雙抗ADC主要還是想利用抗體-抗原結(jié)合熱力學(xué)獲得更大組織分配優(yōu)勢(shì)、進(jìn)一步提高腫瘤毒素富集。

抗原驅(qū)動(dòng)的抗體藥物分布類似找工作，不同地區(qū)因?yàn)楣I(yè)性質(zhì)不同吸引不同人才，長(zhǎng)三角富集了生命科學(xué)人才、深圳灣富集了IT人才。雙抗、單抗的分布區(qū)別則類似兩口子一起找工作與單身漢自己找工作。單身漢哪個(gè)地方有工作都可以去，但夫妻同時(shí)找工作就需要同一個(gè)城市兼有兩類分別要找的工作、否則其中一個(gè)人就要失業(yè)（二體問(wèn)題，two-body problem），翻譯到藥物設(shè)計(jì)就是雙抗變成單抗、沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)目的。但如果同一個(gè)城市確實(shí)有這兩類工作、夫妻兩人也都滿足招工要求，兩人留在這個(gè)城市的機(jī)會(huì)就大于單身職工。不僅并不十分滿意自己工作一方（低親和力）需要委曲求全，工作十分匹配的一方（高親和力）也因?yàn)榱硪环焦ぷ鞯脑虿粫?huì)有點(diǎn)風(fēng)吹草動(dòng)就掀桌子不干了。這就是所謂的avidity效應(yīng)，雙抗ADC就是想達(dá)到這個(gè)設(shè)計(jì)目的。

如果雙抗的兩個(gè)抗原不在同一細(xì)胞上那雙抗分布情況會(huì)更復(fù)雜，類似兩人各有自己非常滿意的工作、但這兩個(gè)工作不在一個(gè)城市，那么二人只能平分在兩地的時(shí)間，影響在目標(biāo)城市的富集。比如HER2xCD3雙抗如果只有HER2抗體高親和力、CD3抗體低親和力則在HER2陽(yáng)性腫瘤富集，如果CD3抗體也是高親和力則有部分被分流到T細(xì)胞富集組織。這類雙抗不是ADC藥物設(shè)計(jì)的主流。對(duì)于異質(zhì)性腫瘤可能有些細(xì)胞表達(dá)抗原A、有些表達(dá)抗原B，AxB雙抗可以把毒素遞送到這兩類腫瘤細(xì)胞中、但與組合療法比沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，不在本文討論范圍內(nèi)。有些利用轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白如TfR的雙抗也不是靠抗原分布影響藥物分布，本文也不討論。

那么靶向同一細(xì)胞不同腫瘤抗原的雙抗ADC是否比單抗ADC更能在腫瘤富集毒素呢？我們以EGFRxcMET雙抗Amivantamab為例分析這個(gè)策略，因?yàn)檫@是同時(shí)在腫瘤細(xì)胞表達(dá)的兩個(gè)腫瘤相關(guān)抗原。EGFRxcMET ADC的毒素分布沒(méi)有詳細(xì)研究，但放射性同位素89Zr標(biāo)記EGFRxcMET雙抗（[89Zr]ZrDFO-Amivantamab）在小鼠腫瘤模型的分布最近有一個(gè)研究，可以外推雙抗ADC的毒素富集效應(yīng)[1]。

這里面有兩個(gè)重要因素需要考慮，一是放射性過(guò)渡金屬離子通常需要極性較大配體絡(luò)合、過(guò)膜性較差，從抗體卸載后不一定能離開(kāi)釋放細(xì)胞。所以雙抗顯影劑的金屬離子分布不能完全復(fù)制有旁觀者殺傷效應(yīng)ADC毒素（現(xiàn)代通用毒素）的組織分布，因?yàn)榍罢邚哪[瘤組織逃逸很困難。用上面找工作的比喻，顯影劑的分布更像是跟蹤你工作面試的軌跡、而不是真正工作的軌跡。另一個(gè)需要考慮因素是Amivantamab不結(jié)合小鼠EGFR個(gè)cMET，所以小鼠模型會(huì)夸大腫瘤富集（在人體會(huì)與健康組織靶點(diǎn)結(jié)合而有更嚴(yán)重脫組織毒副作用）。

首選看看這個(gè)顯影劑在腫瘤和正常組織隨時(shí)間的分布，顯然腫瘤相對(duì)于正常組織富集了更多雙抗標(biāo)記藥物。但富集程度并不明顯，尤其考慮到小鼠正常組織抗原與雙抗無(wú)親和力這個(gè)因素。

然后看看這個(gè)顯影劑在不同抗原表達(dá)水平腫瘤的富集區(qū)別。在EGFR高表達(dá)、中表達(dá)、低表達(dá)的腫瘤89Zr濃度也呈梯度下降，說(shuō)明存在靶點(diǎn)介導(dǎo)藥物分布。雖然這個(gè)5x富集雖然不算驚艷但對(duì)治療窗口<1的化療毒素來(lái)說(shuō)也是個(gè)幫助。

與無(wú)靶向的IgG-ADC比，雙抗ADC的富集能力更強(qiáng)，進(jìn)一步證明了靶點(diǎn)介導(dǎo)藥物分布。

與單抗比，雙抗在腫瘤的富集更明顯、但差距也就2-3倍。所以即使在背景干凈的小鼠模型（健康組織抗原不影響分布），雙抗ADC與單抗ADC比在雙陽(yáng)性抗原細(xì)胞富集雖然超過(guò)單抗ADC，但效應(yīng)并不十分顯著。而且這是過(guò)膜較差的ADC本身或離子絡(luò)合物，自由過(guò)膜的毒素富集可能更不顯著、因?yàn)橛卸舅靥右莸睦叫?yīng)，這離10x ADC的小目標(biāo)還有一定差距。

另外雖然與某些正常組織比雙抗比單抗在腫瘤富集程度更高，但與另一些組織比則有所下降，如果考慮在真正腫瘤患者正常組織抗原表達(dá)的影響治療窗口更難預(yù)測(cè)。所以盡管雙抗ADC比傳統(tǒng)ADC顯示一定優(yōu)勢(shì)、但不是壓倒性優(yōu)勢(shì)，要有一個(gè)比較嚴(yán)格的篩選系統(tǒng)才能挑出那些真正比單抗更能富集毒素的雙抗ADC。

[1] Cavaliere, Alessandra, et al. "Development of [89 Zr] ZrDFO-amivantamab bispecific to EGFR and c-MET for PET imaging of triple-negative breast cancer."European journal of nuclear medicine and molecular imaging?48 (2021): 383-394.

腫瘤組織因?yàn)樽儺惣?xì)胞獲得指揮權(quán)因此與正常組織有較大不同，有一定特異性。比如增長(zhǎng)過(guò)快可導(dǎo)致毛細(xì)血管殘缺，令藥物分子從血液循環(huán)進(jìn)入腫瘤組織比進(jìn)入正常組織更容易。這對(duì)生物大分子尤其明顯，產(chǎn)生了所謂EPR效應(yīng)、但最近也有研究顯示即使對(duì)于納米制劑EPR效應(yīng)主要來(lái)自主動(dòng)運(yùn)輸而不是血管泄露[1]。

達(dá)到腫瘤組織的藥物不一定能到達(dá)每個(gè)腫瘤細(xì)胞，因?yàn)槟[瘤組織細(xì)胞間質(zhì)壓力高于正常組織、有的可以接近血壓。另外腫瘤組織細(xì)胞外間質(zhì)（ECM）更密集、表達(dá)很多外排泵、血管分布異常、淋巴系統(tǒng)排泄不暢等因素也導(dǎo)致藥物很難到達(dá)某些區(qū)域[2]。腫瘤異質(zhì)性是腫瘤藥物開(kāi)發(fā)的一個(gè)核心障礙，基因異質(zhì)性很容易理解、不同腫瘤細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致對(duì)藥物敏感度不同。但腫瘤空間異質(zhì)性也是一個(gè)障礙，即使一模一樣的兩個(gè)腫瘤細(xì)胞因?yàn)榭臻g位置的不同也可能對(duì)同一藥物敏感度不同。

腫瘤組織與正常組織的區(qū)別好比落敗村莊與現(xiàn)代城市之區(qū)別。規(guī)劃良好的城市通向每個(gè)住戶都有暢通的路徑，快遞小哥可以輕易到達(dá)任何一個(gè)地址。但貨物從外地通過(guò)大貨車運(yùn)入城市比較困難，因?yàn)榻煌ㄒ?guī)則復(fù)雜、各種限號(hào)限行。這與偏遠(yuǎn)村莊形成鮮明對(duì)比，道路沒(méi)有限制、沒(méi)有紅綠燈交通警，大貨車很容易進(jìn)入。但田間地頭可能長(zhǎng)滿灌木雜草，很多角落快遞小哥很難到達(dá)。

因?yàn)槟[瘤組織血管結(jié)構(gòu)漏洞較多，所以無(wú)論小分子化療藥物還是ADC到達(dá)腫瘤都不比到達(dá)正常組織困難，但腫瘤與正常組織比最后一公里是更大難題。腫瘤內(nèi)部街道通行困難，但如果你有一些臨街房子的鑰匙，能從前門(mén)進(jìn)去后門(mén)出去、覆蓋面積可以顯著提升。所以旁觀者殺傷不僅可以殺傷抗原陰性腫瘤細(xì)胞，也可以更有效殺傷ADC藥物及其毒素自己空間上不可觸及的腫瘤細(xì)胞（包括抗原陽(yáng)性）。

理論上如果一個(gè)小分子化療藥物可以自由進(jìn)出腫瘤細(xì)胞（如有旁觀者殺傷的ADC毒素），那么沒(méi)有ADC的運(yùn)載也可以通過(guò)穿過(guò)處于腫瘤組織外層的腫瘤細(xì)胞而進(jìn)入腫瘤深處，但胞吞轉(zhuǎn)運(yùn) (transcytosis)通常不是小分子藥物穿透組織的主要機(jī)制、與ADC旁觀者殺傷比較有幾個(gè)關(guān)鍵劣勢(shì)。一是化療藥物從血液進(jìn)入腫瘤，因?yàn)槎拘院艽笏运幬餄舛仁艿組TD限制，這導(dǎo)致進(jìn)入腫瘤組織的藥物也受限制。而ADC藥物在毒素卸載之前本身無(wú)活性，所以在血液中理論上人畜無(wú)害。當(dāng)然以前講過(guò)多次這在實(shí)踐中要復(fù)雜很多，ADC與化療比MTD并未提高很多。

二是因?yàn)樯厦嫣岬降哪[瘤組織結(jié)構(gòu)原因?qū)е履艽┻^(guò)前門(mén)進(jìn)入到腫瘤細(xì)胞的化療藥物只是達(dá)到腫瘤組織藥物的一小部分。ADC藥物因?yàn)榭梢岳门c抗原結(jié)合的自用能，所以與化療藥物比較到達(dá)腫瘤組織ADC藥物會(huì)有更大比例進(jìn)入到外層腫瘤細(xì)胞、增加向腫瘤內(nèi)核擴(kuò)散藥物的有效濃度。有時(shí)候抗體結(jié)合力太強(qiáng)會(huì)產(chǎn)生所謂的結(jié)合點(diǎn)障礙難題（binding site barrier），即ADC藥物被扣留在離血管比較近的抗原陽(yáng)性細(xì)胞、影響了ADC（不是毒素）向腫瘤內(nèi)部的分布。解決這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)降低一點(diǎn)ADC抗體親和力或用不攜帶毒素的抗體去消耗一些抗原結(jié)合位點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

三是同樣摩爾數(shù)進(jìn)入腫瘤細(xì)胞的ADC藥物分子和小分子毒素產(chǎn)生的旁觀者殺傷能力不同，因?yàn)槊總€(gè)ADC攜帶不止一個(gè)毒素、如Enhertu攜帶8個(gè)毒素，而化療藥物沒(méi)有這個(gè)一變八的能力。盡管有旁觀者殺傷能力的毒素卸載后因?yàn)檫^(guò)膜性比較好會(huì)快速逃離腫瘤細(xì)胞，但逃離方向是隨機(jī)的。有的回到血液循環(huán)，有的則進(jìn)入腫瘤深處。所以即使在部分腫瘤細(xì)胞短暫富集了毒素，也會(huì)增加小分子毒素自己通過(guò)擴(kuò)散、對(duì)流很難覆蓋區(qū)域的藥物暴露，因此提高療效。當(dāng)然面向間質(zhì)和面向腫瘤內(nèi)核腫瘤細(xì)胞膜也可能有不同性質(zhì)，當(dāng)這方面信息有限。

上調(diào)外排泵是腫瘤對(duì)抗化療打擊的一個(gè)主要耐藥機(jī)制，但外排泵抑制劑目前在臨床試驗(yàn)中尚未顯示能緩解化療耐藥。這是個(gè)復(fù)雜問(wèn)題，但一個(gè)可能是抑制外排泵會(huì)減慢進(jìn)入腫瘤細(xì)胞的藥物向邊遠(yuǎn)地區(qū)擴(kuò)散、降低藥物的腫瘤滲透。如下圖所示，阿霉素（藍(lán)色）加入外排泵抑制劑valspodar后雖然靠近血管（紅色）區(qū)域分布提高，但據(jù)作者說(shuō)遠(yuǎn)離血管區(qū)域反而有所下降[3]。

因?yàn)樯厦嫣岬降腁DC富集優(yōu)勢(shì)，腫瘤通過(guò)外排泵對(duì)抗ADC釋放的毒素會(huì)面臨更復(fù)雜后果，因?yàn)檫@可能比化療藥物更有效幫助毒素的腫瘤滲透、加劇旁觀者殺傷效應(yīng)。當(dāng)然沒(méi)有旁觀者殺傷效應(yīng)的ADC不存在這個(gè)問(wèn)題，T-DM1耐藥研究顯示上調(diào)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可能是個(gè)因素。但依靠旁觀者殺傷的T-DXd臨床耐藥機(jī)制研究DAISY試驗(yàn)并未提及任何外排泵的問(wèn)題，只是觀察到HER2下調(diào)和DNA修復(fù)機(jī)制上調(diào)。當(dāng)然ADC耐藥研究還在早期，期待以后會(huì)有更全面可靠數(shù)據(jù)。

[1] Sindhwani, Shrey, et al. "The entry of nanoparticles into solid tumours."Nature materials?19.5 (2020): 566-575.

[2] Dewhirst, Mark W., and Timothy W. Secomb. "Transport of drugs from blood vessels to tumour tissue."Nature Reviews Cancer?17 (2017): 738-750.

[3] Yu, Man, Alberto Ocana, and Ian F. Tannock. "Reversal of ATP-binding cassette drug transporter activity to modulate chemoresistance: why has it failed to provide clinical benefit?."Cancer and Metastasis Reviews?32 (2013): 211-227.

“You got a fast car
I want a ticket to anywhere
Maybe we can make a deal
Maybe together we can get somewhere
Any place is better”

ADC通常需要抗體將毒素運(yùn)到目標(biāo)腫瘤或其它疾病組織，但有時(shí)候藥物與抗體偶聯(lián)只需要脫離代謝活動(dòng)比較猖狂的血液系統(tǒng)就可以提高成藥性。一個(gè)成功的例子是GLP-1受體激動(dòng)劑，這類荷爾蒙的血液半衰期很短、但與抗體Fc或脂肪酸偶聯(lián)后半衰期顯著延長(zhǎng)。這些貌不驚人的改進(jìn)不僅減少了給藥頻率，而且令高劑量給藥成為可能，把GLP1激動(dòng)劑從一個(gè)半雞肋降糖藥升級(jí)為減肥神藥。

今年的ASCO諾華公布了一個(gè)新型ADC藥物DYP688在葡萄膜黑色素瘤的一期臨床數(shù)據(jù)，8毫克/公斤Q2W組產(chǎn)生22%應(yīng)答率、16毫克/公斤Q2W組產(chǎn)生62.5%應(yīng)答率（但16毫克/公斤QW組應(yīng)答率只有17%）。這個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)于一般ADC來(lái)說(shuō)不算驚艷，但DYP688不是一般ADC。其毒素部分不是高殺傷力的細(xì)胞毒，而是變異G蛋白亞單元Gαq/11的別構(gòu)抑制劑FR900359、一個(gè)靶向藥物。因此這個(gè)ADC沒(méi)有一般ADC常見(jiàn)的血液毒性，而是高血鈣之類的毒副反應(yīng)。G蛋白與Kras類似是個(gè)GTPase，Gαq/11變異把蛋白鎖在打開(kāi)狀態(tài)而持續(xù)激活下游通路。葡萄膜黑色素瘤經(jīng)常有這個(gè)激活變異，而FR900359可以把這個(gè)蛋白鎖在關(guān)閉狀態(tài)。

DYP688抗體部分靶向gp100， 這是葡萄膜黑色素瘤另外一個(gè)異常表達(dá)靶點(diǎn)、也可以算作一個(gè)確證靶點(diǎn)。2022年Immunocore的gp100雙抗療法Tebentafusp-tebn（商品名Kimmtrak）獲得FDA批準(zhǔn)用于治療HLA-A*02:01陽(yáng)性晚期葡萄膜黑色素瘤。因?yàn)镈YP688同時(shí)靶向葡萄膜黑色素瘤的兩個(gè)特異靶點(diǎn)，所以也號(hào)稱是靶向-靶向藥物（targeted-targeted approach）。

一般靶向腫瘤變異基因的所謂精準(zhǔn)藥物因?yàn)楸旧硪呀?jīng)具有特異性所以可以作為小分子抗癌藥開(kāi)發(fā)，但FR900359（也稱UBO-QIC）比較特殊。這個(gè)化合物最早由日本科學(xué)家在上世紀(jì)從朱砂根的一個(gè)共生菌中分離得到，屬于環(huán)狀酯肽類天然產(chǎn)物。它不僅有多肽特征，而且含有多個(gè)酯鍵，所以代謝非常不穩(wěn)定，估計(jì)連細(xì)菌也無(wú)法容忍這個(gè)東西長(zhǎng)期在體內(nèi)存在。FR900359在人肝微粒體中半衰期只有不到10分鐘，所以單獨(dú)使用估計(jì)需要靜脈滴注。以前我們講到過(guò)因?yàn)锳DC療效主要來(lái)自在腫瘤組織釋放的毒素，所以系統(tǒng)清除率高反而是個(gè)優(yōu)勢(shì)。因?yàn)檫@可以保持一個(gè)腫瘤與系統(tǒng)藥物暴露的梯度差，提高安全窗口。人體很多荷爾蒙清除率很高，但通過(guò)與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)合可以避免在運(yùn)輸中變質(zhì)、到了目標(biāo)組織才會(huì)卸載活性荷爾蒙，這和ADC的遞送有異曲同工之妙。

DYP688并非第一個(gè)含有酯鍵的ADC毒素，喜樹(shù)堿類拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑也含有一個(gè)內(nèi)酯。小分子喜樹(shù)堿內(nèi)酯在pH7.4的血液中開(kāi)環(huán)速度很快（十幾分鐘），但如果喜樹(shù)堿連在抗體上則基本穩(wěn)定[1]。FR900359含有多個(gè)非內(nèi)酯直鏈酯鍵、所以更加不穩(wěn)定，即使以ADC形式存在也會(huì)被緩慢水解，但on-ADC水解只在血液中發(fā)生、在腫瘤組織中基本停止。這個(gè)性質(zhì)與小分子喜樹(shù)堿內(nèi)酯水解類似、也令人重新思考ADC的前藥本質(zhì)，如果毒素連在抗體上可以被酯酶水解、為什么不能在鏈接子斷裂前與靶點(diǎn)作用（尤其是核外靶點(diǎn)）？幸好on-ADC水解比小分子水解慢很多（幾天半衰期），而且與抗體代謝半衰期基本同步，所以不怎么影響療效[2]。

抗體偶聯(lián)藥物不一定非要把藥物送到某個(gè)特定組織，對(duì)于有些治療窗口足夠但半衰期太短的藥物只要把他們帶離血液或肝腎等代謝器官就可以顯著提高成藥性。過(guò)去新藥研發(fā)遇到很多活性很好但藥代性質(zhì)優(yōu)化十分困難的例子（如人體荷爾蒙和天然產(chǎn)物），事實(shí)上上個(gè)世紀(jì)新藥臨床失敗的一個(gè)主要因素是藥代性質(zhì)太差、很多me-better藥物也只是延長(zhǎng)了半衰期。在ADC時(shí)代這些傳統(tǒng)難成藥物質(zhì)不僅有了一個(gè)逃避路徑，而且可能反客為主、變劣勢(shì)為優(yōu)勢(shì)。TNF抗體與甾體激素GRM組成的所謂免疫ADC可能是這個(gè)方向最活躍的領(lǐng)域。

這類藥物與抗體偶聯(lián)后可以只在疾病組織中有活性，抗體甚至不需要靶向疾病組織、僅僅避免毒素流落到系統(tǒng)中被清除就有一定治療價(jià)值，如Fast Car歌中所唱"Any place is better"。

[1]?Goldenberg, David M., and Robert M. Sharkey. "Antibody-drug conjugates targeting TROP-2 and incorporating SN-38: A case study of anti-TROP-2 sacituzumab govitecan."?MAbs. Vol. 11. No. 6. Taylor & Francis, 2019.

[2] Khera, Eshita, et al. "QSP modeling of a transiently inactivating antibody-drug conjugate highlights benefit of short antibody half life."?Journal of pharmacokinetics and pharmacodynamics?52.1 (2025): 7.

上一次講到靶點(diǎn)為中心的還原主義似乎無(wú)法支撐制藥工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，今天講一講一個(gè)可能出路、就是利用天然產(chǎn)物。靶點(diǎn)驅(qū)動(dòng)研發(fā)模式的基本假設(shè)是某個(gè)靶點(diǎn)功能失調(diào)導(dǎo)致疾病，任何能調(diào)控這個(gè)靶點(diǎn)功能的化合物、無(wú)論出身貴賤都可以參與成藥考試。但事實(shí)證明，隨機(jī)合成篩選化合物是個(gè)低效策略、DEL可以產(chǎn)生上十億化合物庫(kù)但目前仍無(wú)上市藥物。可能的小分子化合物數(shù)量驚人，據(jù)估計(jì)分子量500以下的穩(wěn)定化合物數(shù)量在10的60次方量級(jí)，盡管沒(méi)人能估算這里面有多少能成藥但普遍共識(shí)是完全隨機(jī)篩選不現(xiàn)實(shí)。

專家認(rèn)為這個(gè)廣闊化學(xué)空間只有幾個(gè)小島是成藥分子的居住地，大部分地區(qū)都是寸草不生的鹽堿地。藥物化學(xué)家很早就發(fā)現(xiàn)有些分子骨架可以稍加改造就能產(chǎn)生治療不同疾病的藥物、所謂的優(yōu)勢(shì)骨架（privileged scaffold），但多數(shù)骨架不會(huì)在任何篩選中給出陽(yáng)性結(jié)果。另外有些骨架雖然可以在某些測(cè)試中表現(xiàn)出一定活性，但除了給你痛苦沒(méi)什么其它作用、正好這類化合物的英文縮寫(xiě)可以湊成PAINS。諾貝爾獎(jiǎng)得主James Black說(shuō)過(guò)一句名言叫做“發(fā)現(xiàn)新藥的最好辦法是從老藥開(kāi)始”，不夸張地講天然產(chǎn)物很可能是發(fā)現(xiàn)新藥第二好的發(fā)現(xiàn)新藥起點(diǎn)、是FIC新藥的最優(yōu)質(zhì)來(lái)源。

天然產(chǎn)物對(duì)新藥發(fā)現(xiàn)如此重要有其深刻的原因。我們常說(shuō)從0到1創(chuàng)新是質(zhì)的跳躍，從1到100是量的改進(jìn)。與此類似從非生命到生命是0到1的跳躍，但人與最先進(jìn)的機(jī)器人除了都能走幾步類似外，內(nèi)在結(jié)構(gòu)完全不同。很多人類有的生命物質(zhì)和生命過(guò)程低等生物也有，人與小鼠97%基因組是一樣的。同一物種不同蛋白（藥物的主要調(diào)控物質(zhì)）是用少數(shù)蛋白域排列組合而成，所以影響某個(gè)物種某個(gè)生物過(guò)程的化合物比一個(gè)隨機(jī)化合物更可能影響同一物種或者不同物種的另一個(gè)生物過(guò)程。人類很多疾病過(guò)程可能與自然界其它某個(gè)過(guò)程同構(gòu)，可以用同樣或類似物質(zhì)調(diào)控。

如果這個(gè)假說(shuō)成立，那么天然產(chǎn)物就提供了一個(gè)無(wú)可比擬的高起點(diǎn)。生態(tài)系統(tǒng)是個(gè)弱肉強(qiáng)食的殘酷江湖，人類站在食物鏈的頂端很難體會(huì)低等生物面臨的生存壓力。多數(shù)生物不能通過(guò)語(yǔ)言溝通、不能主動(dòng)捕食、甚至不能行動(dòng)，天然產(chǎn)物（也叫次級(jí)代謝產(chǎn)物）對(duì)這些物種繁衍生息、抵御外敵起到?jīng)Q定性作用。所有今天還健在的物種都是嚴(yán)苛自然選擇的勝利者，而幫助這些物種生存下來(lái)的天然產(chǎn)物都是高度優(yōu)化化合物、都應(yīng)該拿到一朵小紅花。天然產(chǎn)物與一級(jí)代謝產(chǎn)物有一個(gè)重要區(qū)別，即后者目的是為調(diào)節(jié)宿主自己的功能、前者則是為干預(yù)宿主以外的某個(gè)敵對(duì)（如獵食者）或友好（如配偶）生命體功能。一級(jí)代謝產(chǎn)物如荷爾蒙可以通過(guò)釋放組織控制活性范圍，而天然產(chǎn)物必須要在受控生物體陌生的環(huán)境里完成任務(wù)、這一點(diǎn)與藥物更類似。

沒(méi)人知道多少人類疾病在自然界有對(duì)應(yīng)的生物過(guò)程、也沒(méi)人知道多少天然產(chǎn)物能成為藥物，但是目前為止多數(shù)小分子藥物來(lái)自天然產(chǎn)物提供的分子骨架很說(shuō)明問(wèn)題，NIH Newman教授研究發(fā)現(xiàn)盡管近30年天然產(chǎn)物研究快速萎縮但天然產(chǎn)物骨架對(duì)藥物發(fā)現(xiàn)的影響沒(méi)有實(shí)質(zhì)性下降。生物藥如單抗也可以說(shuō)來(lái)自自然界、至少基本結(jié)構(gòu)來(lái)自大自然，但抗體的工作場(chǎng)所是宿主本身、這一點(diǎn)與天然產(chǎn)物有本質(zhì)區(qū)別。從直覺(jué)看，如果把分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜性比作身體健壯程度，阿司匹林、二甲雙胍（分別來(lái)自乙酰水楊酸和山羊豆堿）在浩瀚的天然產(chǎn)物中就是兩顆豆芽菜。如果這樣化合物都能成為經(jīng)久不衰的大藥，那么數(shù)十萬(wàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多的天然產(chǎn)物到底有什么深?yuàn)W武功想象空間很大。

天然產(chǎn)物優(yōu)勢(shì)如此明顯為何還要篩那么多合成化合物？一是有機(jī)化學(xué)深受天然產(chǎn)物影響，多數(shù)我們熟知的結(jié)構(gòu)類型本來(lái)也是來(lái)自天然產(chǎn)物，當(dāng)然也有苯并二氮卓這樣極端例外。當(dāng)年Leo Steinbach設(shè)計(jì)了一類非天然物質(zhì)，結(jié)果化學(xué)反應(yīng)沒(méi)有按計(jì)劃發(fā)生、而是意外得到這個(gè)非常高產(chǎn)的骨架。二是我們目前的篩選模式在早期通常無(wú)法展現(xiàn)天然產(chǎn)物的巨大優(yōu)勢(shì)，比如親和力這樣基本性質(zhì)不需要你在自然界磨練幾億年也能做到。如同在十歲孩子里篩選未來(lái)球星，如果只看身高和塊頭那么梅西不會(huì)有優(yōu)勢(shì)。但你最后要看在高壓比賽關(guān)鍵時(shí)刻的表現(xiàn)，這時(shí)候球商、耐壓能力、意志品質(zhì)等很難早期評(píng)價(jià)的性質(zhì)就重要了。這一點(diǎn)與新藥基本一致，優(yōu)質(zhì)藥物要在同時(shí)患有多種疾病的復(fù)雜人群產(chǎn)生穩(wěn)定的療效和安全性。這些品質(zhì)很難通過(guò)現(xiàn)有評(píng)價(jià)體系篩出，這也是新藥失敗率長(zhǎng)期高居不下的主要原因。近些年篩選加了一些成藥性限制、但影響有限。

所以最重要的是知道尋找某個(gè)疾病藥物要找什么功能，實(shí)操層面要有足夠篩選通量。因?yàn)樘烊划a(chǎn)物很難獲得，所以通常只能用測(cè)量親和力的高通量篩選。細(xì)胞水平篩選要復(fù)雜一些，但通常只能用容易觀測(cè)的終點(diǎn)如細(xì)胞殺傷。但如上所述這些簡(jiǎn)單任務(wù)并不是天然產(chǎn)物的長(zhǎng)處，它們的主要優(yōu)勢(shì)是與生物體打交道的豐富經(jīng)驗(yàn)。但體內(nèi)篩通量很小，也與現(xiàn)在靶點(diǎn)為中心模式不匹配。另外一個(gè)限制因素是體內(nèi)篩選化合物消耗很大，合成成本高。現(xiàn)在估計(jì)記錄在案的天然產(chǎn)物有20-50萬(wàn)個(gè)，但多數(shù)沒(méi)有被人工合成過(guò)、而天然來(lái)源也及其有限。大概十年前Martin Burke教授提出一個(gè)化學(xué)登月計(jì)劃，準(zhǔn)備用20年時(shí)間合成75%的已知天然產(chǎn)物。但現(xiàn)在合成化學(xué)已經(jīng)嚴(yán)重邊緣化，這個(gè)計(jì)劃估計(jì)離月球可能還沒(méi)有麻雀離的近。正在興起的合成機(jī)器人和AI或許能加快這個(gè)過(guò)程，不過(guò)稍微復(fù)雜一點(diǎn)的結(jié)構(gòu)還是需要大量人工干預(yù)。

基于天然產(chǎn)物的藥物發(fā)現(xiàn)與老藥新用在基礎(chǔ)邏輯上很類似，但老藥新用成功率卻很低。新冠期間大量老藥被用于開(kāi)發(fā)治療新冠，但成功的只有瑞德西韋和地塞米松。主要原因是任何模式的FIC研發(fā)成功率都很低，天然產(chǎn)物排除了一些不確定性但仍需跨越千山萬(wàn)水。看看那些成功藥物走過(guò)的坎坷道路，唯一的感受就是我們肯定誤殺了很多潛在藥物。因?yàn)闊o(wú)論多成功的藥物在成長(zhǎng)過(guò)程中都有無(wú)數(shù)理由可以終止其開(kāi)發(fā)，我們潦草的決策體系與成功藥物需要排除障礙的難度和數(shù)量完全不匹配。另外老藥新用要求一桿入洞、不能再做結(jié)構(gòu)改造，而天然產(chǎn)物通常只是作為先導(dǎo)物來(lái)源、還是要繼續(xù)優(yōu)化的。

通過(guò)復(fù)雜測(cè)試如整體動(dòng)物模型篩選有生物體作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的天然產(chǎn)物是一個(gè)突破現(xiàn)在靶點(diǎn)為中心模式局限的一個(gè)策略，親和力作為第一層篩選注定會(huì)誤傷優(yōu)質(zhì)化合物、別讓千里馬和其它馬比誰(shuí)更節(jié)省草料。這其實(shí)是現(xiàn)代研發(fā)體系出現(xiàn)之前的老策略，但現(xiàn)在我們產(chǎn)生有效數(shù)據(jù)的數(shù)量和從中提取有效信息的能力已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍。靶點(diǎn)為中心模式讓新藥發(fā)現(xiàn)更可控、可理解，但也讓我們付出了沉重的顯性隱性代價(jià)、經(jīng)常誤導(dǎo)我們把寶貴資源浪費(fèi)在沒(méi)有深度潛力的化合物上。為物種生存立下汗馬功勞的天然產(chǎn)物各個(gè)身懷絕技，應(yīng)該受到制藥業(yè)的充分利重視。

今天FDA負(fù)責(zé)人Marty Makary宣布UCSF腫瘤醫(yī)生Vinay Prasad醫(yī)生將掌管監(jiān)管疫苗、血液制品、細(xì)胞和基因療法的CBER，因?yàn)榇巳艘回灡г笷DA不作為、什么產(chǎn)品都批，也經(jīng)常指責(zé)制藥工業(yè)做一些不合理臨床試驗(yàn)擴(kuò)大市場(chǎng)，所以投資人普遍認(rèn)為他負(fù)責(zé)CBER對(duì)廠家不是什么好事。上午XBI綜合指數(shù)還在悠哉游哉過(guò)著太平日子，下午這個(gè)消息出來(lái)后立即跳水、以下滑6.7%收盤(pán)，基因、細(xì)胞療法公司更是普遍兩位數(shù)跳水。CBER只監(jiān)管疫苗和細(xì)胞基因療法，若是此公掌管監(jiān)管藥品的CDER震感還會(huì)更明顯。

Prasad是個(gè)活躍在互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)紅醫(yī)生，也經(jīng)常做一些視頻。他可以算一個(gè)循證醫(yī)學(xué)的原教主義者，頻繁發(fā)表綜述文章給制藥業(yè)挑毛病。據(jù)我不完整回憶他對(duì)腫瘤藥物的主要觀點(diǎn)包括：1）新藥或者讓患者活的更長(zhǎng)、或者活的更好，改善影像學(xué)指標(biāo)對(duì)患者無(wú)意義；2）反對(duì)以單臂試驗(yàn)代替終點(diǎn)作為上市標(biāo)準(zhǔn)，雙盲對(duì)照試驗(yàn)已經(jīng)是真實(shí)世界的代替終點(diǎn)。細(xì)胞療法將由此公監(jiān)管，他多次指出單臂CAR-T臨床高應(yīng)答率是因?yàn)轭A(yù)后不好的患者或者等不到CAR-T制備、或者T細(xì)胞不合格從分母中去掉了，如果將這些患者包括在RCT中則CAR-T優(yōu)勢(shì)不會(huì)有單臂試驗(yàn)?zāi)菢用黠@；3）可以次序用藥不要聯(lián)合用藥，多種療法組合放在一線延長(zhǎng)PFS是意料之中的結(jié)果、不能作為上市根據(jù)；4）不合理的臨床設(shè)計(jì)，如對(duì)照組不是最佳療法、或者進(jìn)展后沒(méi)有使用最佳后續(xù)療法都是作弊。試驗(yàn)開(kāi)始后如果標(biāo)準(zhǔn)療法改善也應(yīng)該讓對(duì)照組患者用，這是他批評(píng)Osimertinib幾個(gè)三期的原因之一。用藥組如果患者脫落太嚴(yán)重則變成非隨機(jī)試驗(yàn)，Pluvicto的VISION試驗(yàn)尤其嚴(yán)重；5）即使嚴(yán)格使用合理對(duì)照的RCT也要看毒性和價(jià)格因素，他曾多次批判XPO1抑制劑selinexor毒性太大；6）臨床試驗(yàn)不能有利益集團(tuán)干擾。

新冠期間他也多次為非主流意見(jiàn)者發(fā)聲，堅(jiān)決反對(duì)學(xué)校關(guān)門(mén)、低風(fēng)險(xiǎn)人群（如年輕人）強(qiáng)制使用疫苗，反對(duì)第二針疫苗以后的加強(qiáng)針。對(duì)于美國(guó)政府在沒(méi)有RCT數(shù)據(jù)支持打過(guò)疫苗人群在奧米克絨毒株療效情況下大量采購(gòu)Paxlovid十分不滿，目前只有英國(guó)的panoramic試驗(yàn)?zāi)軌蚧卮餚axlovid在打過(guò)疫苗人群在現(xiàn)有毒株下是否有效，但這個(gè)試驗(yàn)已經(jīng)三年了還沒(méi)有公布結(jié)果（其中?molnupiravir無(wú)效的結(jié)果試驗(yàn)開(kāi)始半年就公布了）。

Prasad認(rèn)為FDA現(xiàn)在成了橡皮圖章，很多藥物和適應(yīng)癥沒(méi)有足夠證據(jù)。他的理念不能說(shuō)不對(duì)，但是如果嚴(yán)格遵守循證醫(yī)學(xué)原則會(huì)大大增加廠家成本、也可能耽誤一些患者的治療機(jī)會(huì)。對(duì)于嚴(yán)重疾病比如ALS患者如果新藥受益可能大過(guò)風(fēng)險(xiǎn)就有使用的價(jià)值，當(dāng)然什么算嚴(yán)重疾病、怎么算風(fēng)險(xiǎn)與收益有主觀成分。另一個(gè)極端是認(rèn)為現(xiàn)在FDA審批速度太慢，川普上次執(zhí)政曾計(jì)劃讓硅谷大俠Jim O’Neill掌管FDA，他認(rèn)為藥物安全性沒(méi)有大問(wèn)題的情況下就應(yīng)該允許上市、療效由市場(chǎng)決定。前幾年的21世紀(jì)治愈法案包含類似理念、但是通過(guò)所謂同情使用機(jī)制。

藥品是非常特殊的商品，關(guān)乎百姓身家性命。Prasad將會(huì)提高藥品上市門(mén)檻，一方面患者可能會(huì)更放心使用新藥，但另一方面新藥數(shù)量、上市速度可能會(huì)下降而藥品價(jià)格可能會(huì)上升。這個(gè)新平衡是否對(duì)患者更有利還有待觀察。

現(xiàn)代新藥研發(fā)是個(gè)漫長(zhǎng)、復(fù)雜、且昂貴的高風(fēng)險(xiǎn)過(guò)程，將其分割成多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)可控步驟系統(tǒng)去風(fēng)險(xiǎn)化是一個(gè)實(shí)操的需求。您不能把一個(gè)成功率未知的化合物直接推進(jìn)耗資上億美元的三期，如同不能讓一個(gè)沒(méi)有經(jīng)過(guò)各種比賽環(huán)境考驗(yàn)的球隊(duì)去打世界杯。藥物靶點(diǎn)是一個(gè)非常重要的去風(fēng)險(xiǎn)機(jī)制，靶點(diǎn)為中心因此成為新藥研發(fā)的主流模式。

成為主流是有其深刻原因和合理理由的。首先有很多藥物的確有明確可靠靶點(diǎn)，比如以PCSK9抗體為代表的抗體藥物。其次靶點(diǎn)提供了理性藥物設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)、降低了開(kāi)發(fā)總風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)藥物與靶點(diǎn)結(jié)合能力和藥代性質(zhì)就能大概判斷你的藥物在什么劑量、哪些人群可能產(chǎn)生療效。另外如果藥物的動(dòng)物療效來(lái)自患者沒(méi)有的靶點(diǎn)也就不要盲目把這樣藥物推進(jìn)臨床了，比如最早的STING激動(dòng)劑DMXAA只對(duì)鼠源STING有活性、到人體顯然無(wú)法重復(fù)小鼠療效，后來(lái)就沒(méi)有人繼續(xù)浪費(fèi)資源優(yōu)化DMXAA了。

但是有些藥物有明確靶點(diǎn)不等于所有藥物開(kāi)發(fā)都需要靶點(diǎn)，?Arash Sadri最新的分析說(shuō)只有9.4%小分子新藥有是通過(guò)靶點(diǎn)驅(qū)動(dòng)發(fā)現(xiàn)的、盡管這個(gè)比例存在爭(zhēng)議。有些藥物靶點(diǎn)是否與藥物療效有關(guān)也存疑，比如紫杉醇在腫瘤患者癌細(xì)胞內(nèi)的濃度不足以抑制微管蛋白、這是它公認(rèn)的作用靶點(diǎn)。靶向藥物鼻祖格列衛(wèi)是個(gè)BCL-ABL抑制劑，后來(lái)發(fā)現(xiàn)脫靶活性貢獻(xiàn)了一些療效。HER2 ADC在HER2陰性乳腺癌有效，PD-1藥物在某些適應(yīng)癥選擇PD-L1陽(yáng)性患者需要加上非腫瘤細(xì)胞PD-L1。這些例子說(shuō)明即使所謂精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)藥物也存在灰色地帶。

不僅很多藥物的靶點(diǎn)我們不知道，甚至并不是所有成功藥物背后都有一個(gè)傳統(tǒng)意義上的生物學(xué)靶點(diǎn)。比如40年代發(fā)現(xiàn)的碳酸鋰到現(xiàn)在還是雙相情感障礙的一線用藥，難以想象鋰離子在人體高濃度金屬離子競(jìng)爭(zhēng)下能與哪個(gè)蛋白高強(qiáng)度結(jié)合。這并非孤例，下表這些分子量小于200的藥物除了幾個(gè)共價(jià)藥物大多都不會(huì)與生物分子以超過(guò)10nM親和力結(jié)合，因?yàn)槊總€(gè)原子提供的結(jié)合自由能是有上限的（~0.3千卡/摩爾/重原子）、能夠達(dá)到這個(gè)上限的分子很少見(jiàn)。這里面不乏二甲雙胍、阿司匹林這樣的大藥，所以藥物與靶點(diǎn)并非唇亡齒寒、或horse and carriage的共生關(guān)系。

盡管制藥界為搭建現(xiàn)在靶點(diǎn)為中心研發(fā)模式傾注了大量心血和投入，但最近與業(yè)界一些朋友聊天一個(gè)基本共識(shí)是這個(gè)體系不可持續(xù)。雖然這個(gè)模式提供了一個(gè)10%的臨床開(kāi)發(fā)成功率，但隨著開(kāi)發(fā)成本和支付端壓力的不斷提升新藥開(kāi)發(fā)已經(jīng)開(kāi)始向負(fù)回報(bào)率挺進(jìn)。雪上加霜的是，研發(fā)技術(shù)的普及令跟蹤靶點(diǎn)為中心藥物變得越來(lái)越容易，導(dǎo)致你九死一生驗(yàn)證的靶點(diǎn)可在瞬間成為內(nèi)卷中心，F(xiàn)IC與me-too藥物上市間隔越來(lái)越短。

生物體是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)、很多性質(zhì)不能還原成部件功能，發(fā)生故障（疾病）并不一定是某個(gè)零件出了問(wèn)題、而是多個(gè)零件的配合失調(diào)了。多年前冷泉實(shí)驗(yàn)室的Yuri Lazebnik教授寫(xiě)了一篇比較靶點(diǎn)為中心藥物發(fā)現(xiàn)與修理收音機(jī)的文章，值得大家一讀[1]。如同足球比賽，進(jìn)攻丟球了不一定是傳球線路上某個(gè)球員突然暈倒，更多情況是傳球隊(duì)員過(guò)度盤(pán)帶錯(cuò)過(guò)最佳傳球機(jī)會(huì)、接球隊(duì)員占位不合理、隊(duì)員體力下降動(dòng)作變形等。系統(tǒng)故障要在系統(tǒng)水平排除，多年來(lái)靶點(diǎn)為中心模式的還原論基礎(chǔ)不斷受到質(zhì)疑。系統(tǒng)生物學(xué)（Systems Biology）、表型篩選、高內(nèi)涵篩選可能解決靶點(diǎn)為中心還原主義面臨的一些問(wèn)題，尤其在迅速成熟的AI支撐下。

不可否認(rèn)的是靶點(diǎn)為中心模式雷打不動(dòng)除了正當(dāng)理由外也有制藥業(yè)的一些行為因素作怪，比如有了明確靶點(diǎn)令我們覺(jué)得藥物設(shè)計(jì)的理性、精準(zhǔn)性、可控性都增加了，這為挑戰(zhàn)高度不確定的藥物開(kāi)發(fā)提供一些安全感。靶點(diǎn)也是藥物開(kāi)發(fā)失敗的一個(gè)主要甩鍋對(duì)象，否定靶點(diǎn)比否定開(kāi)發(fā)能力更容易接受。靶點(diǎn)作為研發(fā)主線也更容易評(píng)價(jià)進(jìn)展，活性、選擇性、生物標(biāo)記物的改變都是成藥前的里程碑，助力了現(xiàn)在追求進(jìn)展（progress-seeking）而非真相（truth-seeking）的開(kāi)發(fā)文化。

靶點(diǎn)對(duì)于某些藥物是非常重要的，但不是所有藥物發(fā)現(xiàn)都需要靶點(diǎn)、甚至不一定都有一個(gè)現(xiàn)在思考框架下的靶點(diǎn)。為了找到一個(gè)化合物的靶點(diǎn)我們發(fā)明各種化學(xué)生物學(xué)技術(shù)、如胞內(nèi)卡賓蛋白標(biāo)記，為了解決靶點(diǎn)不可成藥性我們用盡了可能辦法，從PROTAC、RNAi、到天文數(shù)字的DEL、多肽化合物庫(kù)。這些技術(shù)固然重要，但我們不能忽略來(lái)自業(yè)界各領(lǐng)域觀察者的共同體會(huì)，即過(guò)度依賴現(xiàn)有模式不可持續(xù)、我們需要關(guān)注主流之外的其它模式。

四分衛(wèi)長(zhǎng)傳技術(shù)是橄欖球比賽最重要因素，但是沒(méi)有看似低效的running game再怎么提高QB的長(zhǎng)傳水平也難以持續(xù)贏得比賽。因?yàn)槟阕⒍〞?huì)遇到擅長(zhǎng)防守長(zhǎng)傳的隊(duì)伍，如同有些疾病不是因?yàn)閱蝹€(gè)靶點(diǎn)功能異常造成。Deming說(shuō)過(guò)“It is not necessary to change. Survival is not mandatory”?，繼續(xù)沉醉于靶點(diǎn)相關(guān)技術(shù)進(jìn)展可能忽略行業(yè)面臨的生存危機(jī)。是時(shí)候看看那些通過(guò)非靶點(diǎn)驅(qū)動(dòng)發(fā)現(xiàn)的藥物能給我們哪些生存啟示。

[1]Lazebnik, Yuri. "Can a biologist fix a radio?—Or, what I learned while studying apoptosis."?Cancer cell?2.3 (2002): 179-182.

隨著優(yōu)質(zhì)ADC靶點(diǎn)的枯竭，很多人開(kāi)始在毒素上做文章。一個(gè)方向是多彈頭ADC，一般是雙彈頭。當(dāng)然每個(gè)技術(shù)出現(xiàn)都會(huì)有人把它推向想象的極限，比如最近有一篇文章將多達(dá)六種不同類型的藥物負(fù)載到一個(gè)抗體上，藥物-抗體比（DAR）最高可達(dá)30 [1]。今天聊一聊多彈頭設(shè)計(jì)的骨感現(xiàn)實(shí)。

1. 六個(gè)臭皮匠=臥龍+鳳雛？

雖然常言說(shuō)三個(gè)臭皮匠頂上一個(gè)諸葛亮，但臭皮匠也是有臭脾氣的、六個(gè)臭皮匠不等于同時(shí)擁有臥龍鳳雛。腫瘤確實(shí)是個(gè)多基因疾病，幾乎沒(méi)有一種腫瘤只用一種藥就可以控制、即使暫時(shí)控制也難免復(fù)發(fā)。因此腫瘤治療有很多治療方案是多藥聯(lián)用，但即使臨床使用的化療藥物組合疊加或協(xié)同作用也并不常見(jiàn)。2017年哈佛的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)DA批準(zhǔn)的組合療法應(yīng)答率高于單藥主要是因?yàn)閷?duì)多個(gè)藥物分別有應(yīng)答的患者在組合療法打擊下一次都應(yīng)答了，這種情況組合給藥和次序給藥區(qū)別不大（見(jiàn)圖一）[2]、但組合療法增加毒性概率和患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

圖一

一個(gè)實(shí)操的障礙是已知單方的可能組合數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于臨床上使用的組合療法，即組合爆炸難題。所以必須有臨床前高效篩選機(jī)制富集成功組合，否則不可能有足夠患者參加臨床試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證所有組合療法。多化療組合與單方比通常治療窗口并無(wú)改進(jìn)，只是少數(shù)有改進(jìn)的組合保留下來(lái)了。諾華科學(xué)家根據(jù)小鼠PDX和預(yù)測(cè)模型估計(jì)只有<5%有單方活性的藥物組合可能會(huì)產(chǎn)生疊加或協(xié)同效應(yīng)[2，3]，因?yàn)槿魏慰赡墚a(chǎn)生協(xié)同療效的組合都可能產(chǎn)生協(xié)同毒性，而且?guī)茁矢蟆o(wú)論對(duì)單方還是復(fù)方來(lái)說(shuō)毒性大于活性的化合物數(shù)量都遠(yuǎn)超有治療窗口的藥物（見(jiàn)圖二，黑色是預(yù)測(cè)會(huì)幫倒忙的組合、彩色是至少與單方同效組合[2]）。

圖二

2. 臨床前數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化難題

雪上加霜的是pick the winner難題對(duì)單方和組合療法開(kāi)發(fā)同樣適用，這少數(shù)可能獲益的組合有多少在臨床能轉(zhuǎn)化成患者收益還是未知數(shù)。盡管我們?cè)敢庀嘈潘幬锸窃O(shè)計(jì)出來(lái)的、至少是臨床前優(yōu)化體系篩選出來(lái)的，但一個(gè)扎心的事實(shí)是多數(shù)首創(chuàng)藥物是臨床篩選出來(lái)的，比紫杉醇抑制微管蛋白效果更好的化合物多如牛毛、但進(jìn)了臨床通通只有毒性、沒(méi)有活性。即使me-too藥物都不一定能在臨床前篩選，三個(gè)紫杉醇類藥物結(jié)構(gòu)變化很小、如同一人設(shè)計(jì)，顯然設(shè)計(jì)者不相信篩選體系、不敢越雷池一步。有研究顯示組合療法臨床研究有一半沒(méi)有引用任何臨床前研究，基本就是盲篩。多彈頭ADC在人體的療效和安全性都無(wú)法在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)可靠預(yù)測(cè)。

3. ADC MTD由毒素決定

Colombo在2022年《Cancer Cell 》的那篇經(jīng)典綜述中比較令人信服地指出，在真正腫瘤患者ADC 的最大耐受劑量（MTD）往往與其所攜帶的小分子毒性藥物MTD相當(dāng)。我們以前分析過(guò)ADC雖然可能選擇性在腫瘤釋放毒素、但這只占總藥量的1%不到，>99%毒素在正常組織釋放、這些毒素最終要回到血液才能被人體清除。所以攜帶毒素的總量ADC比小分子藥物并無(wú)太大區(qū)別，比如Trodelvy比伊利替康的血液SN38 AUC還高十幾倍、較起真來(lái)誰(shuí)是更魔法的子彈還不好說(shuō)。如果單彈頭ADC的MTD與毒素類似，沒(méi)有理由懷疑多彈頭ADC有什么不同。

4. PK同步嗎？

多彈頭ADC因?yàn)槎舅囟荚谝粋€(gè)分子上理論上實(shí)現(xiàn)了毒素釋放的“PK同步”，但幾乎所有ADC 毒素在腫瘤之外組織釋放并最終回到血液、與小分子組合靜脈滴注對(duì)于外周毒性（ADC的主要毒性）不會(huì)有顯著差別。ADC依賴非平衡藥物分布、與小分子系統(tǒng)給藥通過(guò)血液與各組織達(dá)到分布平衡的工作機(jī)制不同，不同毒素組織逃逸動(dòng)、旁觀者效應(yīng)（過(guò)膜性）、腫瘤殺傷動(dòng)力學(xué)的差異會(huì)嚴(yán)重影響腫瘤殺傷疊加作用。另外因?yàn)橹挥猩倭慷舅卦谀[瘤和在靶脫組織釋放，所以各個(gè)毒素在腫瘤比例的個(gè)體差異比血液循環(huán)的個(gè)體差異要大。這可能導(dǎo)致外周毒性穩(wěn)定地與化療組合類似，但腫瘤療效和在靶毒性卻個(gè)體或整體差異都很大。

5. 高DAR 的開(kāi)發(fā)挑戰(zhàn)

高于DAR 8的ADC已被認(rèn)為開(kāi)發(fā)難度巨大，DAR20-30就更難了。負(fù)載越多，分子越疏水，越容易聚集，即便使用疏水性掩蓋等技術(shù)也難以完全解決這一問(wèn)題。高DAR引起的免疫原性也是問(wèn)題，CMC復(fù)雜度也會(huì)幾何級(jí)增長(zhǎng)、每添加一種新毒素就意味著新增一系列雜質(zhì)譜和質(zhì)控點(diǎn)。

6. 多靶點(diǎn)藥物的教訓(xùn)

很多癌癥治療方案依賴聯(lián)合用藥，但將“聯(lián)合用藥”轉(zhuǎn)化為“共軛用藥”卻成功率不高。組合療法依賴靈活性，即藥物劑量可調(diào)、可停、可錯(cuò)峰投用，而當(dāng)六種藥物被永久性地綁在一個(gè)抗體上后，劑量調(diào)節(jié)的空間就不存在了。多彈頭ADC并不是第一次嘗試多靶點(diǎn)共價(jià)化設(shè)計(jì)，多靶點(diǎn)小分子藥（multiple ligands）幾十年前就是一個(gè)熱門(mén)領(lǐng)域，但盡管臨床前看著不錯(cuò)但臨床只有少數(shù)如bendamustine的成功案例。一旦一個(gè)成分的毒性限制了劑量，其他藥物也隨之被“綁架”，只能在亞治療劑量下發(fā)揮作用。確實(shí)有些機(jī)理可以被很低劑量第二個(gè)組分曾敏，但這和開(kāi)發(fā)FIC沒(méi)有什么本質(zhì)區(qū)別。

7. Pipeline in a drug

有些藥物如修美樂(lè)、K藥適應(yīng)癥多，每個(gè)適應(yīng)癥開(kāi)發(fā)成功幾率高，所以被叫做pipeline in a drug，但把多個(gè)藥物共價(jià)鏈接成一個(gè)藥物難以復(fù)制這個(gè)理念。根據(jù)化療的經(jīng)驗(yàn)，次序使用不同毒素的ADC可能是更可控、更安全的策略。

小結(jié)

組合療法開(kāi)發(fā)的障礙也同樣是多毒素ADC開(kāi)發(fā)的障礙，可能的組合太多、但有疊加協(xié)同效應(yīng)組合很少，臨床前沒(méi)有可靠的篩選系統(tǒng)。化療的治療窗口都很小，不是1也達(dá)不到2、沒(méi)有多少出錯(cuò)空間，所以如果固定比例不能調(diào)節(jié)劑量和給藥頻率自縛手腳就更難找到獲勝組合。次序使用ADC已經(jīng)是臨床實(shí)踐，至少短期內(nèi)這可能是更可靠、更安全的利用不同毒素的策略。

參考文獻(xiàn)：

[1] Meng, Xun, et al. "Antibody-mediated co-delivery of programmable drug combinations." (2024).

[2] Palmer, Adam C., and Peter K. Sorger. "Combination cancer therapy can confer benefit via patient-to-patient variability without drug additivity or synergy." Cell 171.7 (2017): 1678-1691.

[3] Gao, Hui, et al. "High-throughput screening using patient-derived tumor xenografts to predict clinical trial drug response."?Nature medicine?21.11 (2015): 1318-1325.

近日輝瑞因肝毒性問(wèn)題終止了小分子GLP-1激動(dòng)劑danuglipron的研發(fā)，再次引發(fā)業(yè)界對(duì)小分子藥物安全性的關(guān)注。小分子藥物在晚期試驗(yàn)因毒性問(wèn)題失敗或或上市后退市的比例高于生物藥，NIH的ToxCast/Tox21篩查也發(fā)現(xiàn)小分子藥物的脫靶活性更常見(jiàn)。那么小分子藥物為何在晚期階段更易出現(xiàn)安全性風(fēng)險(xiǎn)呢？

1. 相對(duì)低親和力和短半衰期

小分子藥物通常與靶點(diǎn)親和力低于生物藥、加上半衰期更短，所以需較高劑量、更頻繁給藥才能達(dá)到治療效果。高劑量會(huì)增加與非靶標(biāo)蛋白的意外相互作用，造成脫靶毒性。相比之下生物藥（如單抗）活性極高、半衰期長(zhǎng)，幾周給一次低劑量即可生效，顯著降低了脫靶毒性風(fēng)險(xiǎn)。

2. 選擇性不足

這是小分子藥物最受詬病的缺陷，其實(shí)低選擇性與低活性是并行的性質(zhì)。如果一個(gè)分子與靶點(diǎn)蛋白極高活性結(jié)合、它與任何其它靶點(diǎn)同樣高強(qiáng)度結(jié)合的幾率很小，因?yàn)楦悬c(diǎn)蛋白極高親和力結(jié)合本身也是個(gè)極小概率事件。小分子與靶點(diǎn)的結(jié)合依賴較少的分子間作用力（如氫鍵、疏水作用），導(dǎo)致選擇性較低。而生物藥（尤其是抗體）通過(guò)大表面積與靶標(biāo)形成多維度結(jié)合，特異性更強(qiáng)、脫靶概率更低。

3. 高效結(jié)合的代價(jià)

我以前講過(guò)小分子這個(gè)稱呼沒(méi)有準(zhǔn)確反映這類藥物的精神氣，應(yīng)該叫高效率藥物、因?yàn)樾》肿悠骄總€(gè)原子貢獻(xiàn)的結(jié)合能遠(yuǎn)高于生物藥。但這個(gè)高效率也是有代價(jià)的，小分子藥物的每個(gè)原子對(duì)產(chǎn)生在靶活性/避免脫靶活性至關(guān)重要，這就意味著代謝過(guò)程中任意原子的改變（如氧化、羥基化）可能生成有毒或滅活代謝產(chǎn)物。生物藥則由核酸、氨基酸構(gòu)成，代謝產(chǎn)物多為天然氨基酸或短肽這樣毒性風(fēng)險(xiǎn)較低物質(zhì)。

4. 結(jié)構(gòu)多樣性也是雙刃劍

小分子結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別，代謝路徑復(fù)雜且難以預(yù)測(cè)。小分子代謝主要在肝臟、肝毒性也是小分子倒下的最常見(jiàn)原因。而生物藥如抗體由有限種類的氨基酸模塊化組裝，代謝機(jī)制相對(duì)保守，以水解為主、副產(chǎn)物更少也更安全。

5. 工作地點(diǎn)復(fù)雜、關(guān)鍵

小分子經(jīng)常作用于細(xì)胞內(nèi)靶點(diǎn)（如激酶、核受體、甚至DNA這種核心部門(mén)），細(xì)胞內(nèi)閑人免進(jìn)、藥物作為外源性活性物質(zhì)在這個(gè)機(jī)關(guān)重地工作容易犯錯(cuò)誤。胞內(nèi)靶點(diǎn)常調(diào)控細(xì)胞存活、增殖等核心功能，干擾后易引發(fā)嚴(yán)重毒性。生物藥因分子量大，通常僅靶向細(xì)胞外靶點(diǎn)（如膜受體）、進(jìn)入細(xì)胞也是很快被代謝掉。胞外靶點(diǎn)不一定可以隨便干擾，但總的來(lái)說(shuō)還是比干擾DNA復(fù)制安全。

6. 朋友圈太大、社會(huì)關(guān)系復(fù)雜

小分子可穿透細(xì)胞膜、血腦屏障，好處是可以靶向各種疾病相關(guān)靶點(diǎn)、但代價(jià)是相互作用網(wǎng)絡(luò)（Interactome）龐大，可與胞外、胞內(nèi)、細(xì)胞核、線粒體靶點(diǎn)結(jié)合。而生物藥僅作用于細(xì)胞外靶點(diǎn)，作用范圍局限。? 自由遷移給小分子藥物提供了更廣闊成藥空間，但也為犯錯(cuò)誤提供了更多機(jī)會(huì)。

7. 毒性、尤其特異質(zhì)性毒性難以早期發(fā)現(xiàn)

即便小分子更容易產(chǎn)生脫靶毒性，但如果能及早發(fā)現(xiàn)也不至于產(chǎn)生太大影響。遺憾的是部分毒性（尤其是特異質(zhì)性毒性如肝損傷）難以通過(guò)臨床前實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)，最近FDA準(zhǔn)備逐漸減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、用AI來(lái)預(yù)測(cè)毒性，可能會(huì)進(jìn)一步增加danuglipron這種昂貴的失敗。預(yù)測(cè)影響藥物存亡的關(guān)鍵性質(zhì)是個(gè)復(fù)雜問(wèn)題，誤傷優(yōu)質(zhì)藥物、放過(guò)劣質(zhì)藥物對(duì)常見(jiàn)和患者都是巨大損失。臨床前實(shí)驗(yàn)顯然沒(méi)有看到danuglipron的任何肝毒性信號(hào)，但過(guò)于嚴(yán)苛的篩選實(shí)驗(yàn)也不一定就對(duì)新藥產(chǎn)出有利。一個(gè)比較有爭(zhēng)議的篩除問(wèn)題藥物的規(guī)則是Lipinski的五規(guī)則，如果嚴(yán)格遵守很多大藥都無(wú)法進(jìn)入臨床。

8. 人群異質(zhì)性

為了能有足夠市場(chǎng)，藥物通常要在異質(zhì)性較高的人群完成關(guān)鍵臨床試驗(yàn)、因?yàn)槿绻拗铺嗉词钩晒σ采虡I(yè)價(jià)值有限。異質(zhì)性人群不僅顯著降低藥物總體療效，更是特異質(zhì)性毒性出現(xiàn)的最佳土壤，幾千患者只要有一兩例嚴(yán)重毒副反應(yīng)、尤其是不可逆不可監(jiān)視的毒性反應(yīng)就足以讓減肥藥這種慢性病藥物止步。盡管GLP1激動(dòng)劑已經(jīng)顯示能降低心血管死亡率但已有注射版和口服多肽上市，沒(méi)有必要用小分子藥物的肝毒性來(lái)?yè)Q心血管事件減少。

小結(jié)

小分子藥物很多優(yōu)勢(shì)來(lái)自其體內(nèi)自由遷徙能力和高結(jié)合效率，但這些產(chǎn)生廣泛活性的性質(zhì)也是廣泛毒性的來(lái)源。小分子藥物不完成三期臨床誰(shuí)也甭想睡好覺(jué)，生物大分子這方面就好多了。對(duì)于減肥藥來(lái)說(shuō)口服是個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)，禮來(lái)的類似產(chǎn)品orforglipron今天公布的三期臨床未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重毒副反應(yīng)，雖然40周只比安慰劑多降低6.3%體重但禮來(lái)市值暴增1000億美元。如此誘惑之下即使有一點(diǎn)早期安全性信號(hào)或間接信號(hào)（如廣泛選擇性強(qiáng)差人意）也可能被自覺(jué)不自覺(jué)忽略，更不用說(shuō)沒(méi)有這樣信號(hào)了。

雖然足球比賽以打入對(duì)方球門(mén)的個(gè)數(shù)為輸贏依據(jù)，但是組織進(jìn)攻的中場(chǎng)球員比鋒線球員可能起著更為關(guān)鍵的作用。理論上如果你想多進(jìn)球就應(yīng)該有盡可能多的前鋒、中鋒，這也是早期足球陣型的主要模式。但隨著足球運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，中場(chǎng)成為發(fā)動(dòng)本方進(jìn)攻、阻止對(duì)方反攻的主要陣地。這和ADC的作用機(jī)制有一定相似之處，早期ADC直接把毒素送到腫瘤細(xì)胞、類似足球比賽的遠(yuǎn)射。現(xiàn)在的主流ADC在很大程度上依賴旁觀者殺傷，類似中場(chǎng)球員把球傳給禁區(qū)內(nèi)的射手、間接完成射門(mén)得分。

中場(chǎng)球員不一定每次進(jìn)攻都要自己射門(mén)，事實(shí)上因?yàn)閷?duì)方防守力量的存在每次進(jìn)攻都以中場(chǎng)球員射門(mén)結(jié)束是個(gè)非常低效的戰(zhàn)士。優(yōu)秀中場(chǎng)會(huì)把球富集到進(jìn)球范圍內(nèi)的前場(chǎng)球員腳下、增加進(jìn)球機(jī)會(huì)。腫瘤細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中的防守陣容十分強(qiáng)大，比如血管分布缺陷、血流不暢、腫瘤細(xì)胞之間的緊密鏈接、缺氧、高酸性等都在不同程度上阻礙生物大分子藥物的進(jìn)攻。這種鋼筋混凝土的防守體系很考驗(yàn)陣地進(jìn)攻的策略。

腫瘤微環(huán)境可以看作足球比賽的禁區(qū)，這里面的任何球員都可能成為進(jìn)球的操刀手、包括對(duì)方防守隊(duì)員的烏龍球，現(xiàn)在靶向腫瘤抗原ADC的旁觀者殺傷就可以看作是烏龍球。微環(huán)境中還有一些比腫瘤細(xì)胞跑動(dòng)更積極的免疫細(xì)胞、比如腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAM），以及就在球門(mén)柱邊上大量富集的基質(zhì)細(xì)胞如腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAF），如果合理利用這些看似無(wú)關(guān)的球員進(jìn)球效率可能更高、因?yàn)榍蚋菀讉鞯剿鼈兡_下。靶向這些非腫瘤細(xì)胞不如靶向腫瘤細(xì)胞精準(zhǔn)、它們可能出腳比較隨機(jī)，但有些球是踢向球門(mén)的、加上數(shù)量龐大所以可能進(jìn)球也不少。

靶向TAM的ADC平臺(tái)主要有兩個(gè)方向，一個(gè)是利用毒素清除微環(huán)境里面的TAM、重塑免疫應(yīng)答，如早期的Axl、MerTK ADC和最近開(kāi)始的CD47 ADC。另一類就是利用TAM作為毒素釋放機(jī)制的ADC、希望TAM能成為被動(dòng)的射門(mén)機(jī)器。一個(gè)有代表性的平臺(tái)是Resolute Science的MAC-TAC技術(shù)，用他們自己話說(shuō)是“Our MAC-TAC platform technology harnesses the power of Tumor-Associated Macrophages (TAMs), employing them to rapidly and efficiently deliver cytotoxic payloads to tumors.“

CAF ADC發(fā)展歷程略長(zhǎng)，ABBV-085是一個(gè)靶向LCCR15的ADC、已經(jīng)進(jìn)入臨床。LCCR15雖然主要在CAF表達(dá)但在某些腫瘤也有表達(dá)，另一個(gè)在CAF和腫瘤均有表達(dá)的類似靶點(diǎn)是FAP、也有人做靶向這個(gè)抗原的ADC如應(yīng)世生物的OMTX705。利用CAF作為毒素釋放機(jī)制而間接殺傷腫瘤的技術(shù)包括靶向TEM8的DAaRTS (drug activation and release through stroma)，其工作機(jī)制如下圖所示，基本上是中場(chǎng)大師故意把球傳到禁區(qū)內(nèi)心不在焉的隊(duì)員、希望他們隨機(jī)出腳能有部分踢向球門(mén)。現(xiàn)在還有一個(gè)靶向纖連蛋白外域B (EDB+FN)的ADC PYX-201已經(jīng)進(jìn)入二期，因?yàn)镋DB+FN主要表達(dá)在腫瘤細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)所以這個(gè)ADC需要在胞外斷裂、屬于非內(nèi)吞ADC.

ADC藥物里打到靜脈一開(kāi)始是一臉懵的，并不知道抗原都在哪里。機(jī)體的血液、淋巴系統(tǒng)主要根據(jù)其電荷、等電點(diǎn)、分子量、抗體結(jié)構(gòu)類型、與FcRn受體結(jié)合力和特異性、糖基化等特征把它按不同比例分配到各個(gè)組織，只有到了腫瘤微環(huán)境ADC才能試探地說(shuō)出接頭暗號(hào)。有些微環(huán)境中表達(dá)抗原的腫瘤細(xì)胞深埋在腫瘤組織，ADC根本沒(méi)有見(jiàn)面機(jī)會(huì)。這時(shí)候就不如把ADC交給微環(huán)境中與腫瘤細(xì)胞距離較近但很容易與ADC分子相遇的非腫瘤細(xì)胞如CAF和TAM，由它們釋放毒素、然后滲透更好的小分子毒素可以完成最后一公里的配送。CAF、TAM則起到菜鳥(niǎo)驛站和豐巢的作用，大大提高了提送效率。

首創(chuàng)藥物因?yàn)榕R床前數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)能力差所以成功率低且隨機(jī)，ADC也不例外。絕大多數(shù)時(shí)候沒(méi)有任何技術(shù)或獵藥人能夠根據(jù)臨床前數(shù)據(jù)把那1%最后能成功的項(xiàng)目準(zhǔn)確挑出來(lái)，這也是pick the winner策略備受詬病的原因，通常只有到了二期臨床（腫瘤藥物比較特殊，一期臨床就有機(jī)會(huì)看到療效信號(hào)）盲盒才能打開(kāi)。如同古代相親，不到蓋頭揭開(kāi)時(shí)刻郎才女貌都是媒婆巧舌如簧畫(huà)的大餅、多數(shù)情況并無(wú)法轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。媒婆的動(dòng)力是把項(xiàng)目推到掀蓋頭的時(shí)刻、也就是所謂的progress seeking而不是最大化轉(zhuǎn)化成功率的truth seeking。這和各種臨床前評(píng)價(jià)系統(tǒng)有異曲同工之妙，生存下來(lái)的多數(shù)是因?yàn)楦菀卓吹疥?yáng)性信號(hào)而不是更可靠轉(zhuǎn)化為臨床表現(xiàn)。

ADC藥物因?yàn)殚L(zhǎng)期以魔法子彈自居所以似乎轉(zhuǎn)化成功率高于其它藥物，但這可能只是幻覺(jué)。本周Elevation Oncology的CLDN18.2-MMAE ADC藥物EO3021因?yàn)樵谛屡R床試驗(yàn)應(yīng)答率未能達(dá)到前年公布的40-50%而被終止開(kāi)發(fā)，令這個(gè)靶點(diǎn)/治療策略受到一定質(zhì)疑。這并非第一個(gè)終止開(kāi)發(fā)的CLDN18.2 ADC，默沙東、施貴寶也先后終止了類似藥物開(kāi)發(fā)，現(xiàn)在大藥廠只有阿斯利康還在堅(jiān)持。事實(shí)上即使HER2這樣標(biāo)桿ADC靶點(diǎn)也至少有10款A(yù)DC因?yàn)楦鞣N原因終止了臨床開(kāi)發(fā)。ADC并非每次都能溫酒斬華雄一樣瞄準(zhǔn)、射擊、勝利，更多時(shí)候自己也是壯士一去不復(fù)返。

核心原因是ADC的工作機(jī)制并非完全清楚，有多少療效來(lái)自抗體的魔法、多少來(lái)自子彈的殺傷力都會(huì)隨著靶點(diǎn)、腫瘤病灶組織結(jié)構(gòu)、抗體/毒素藥理藥代性質(zhì)的改變而變化。ADC比其它藥物結(jié)構(gòu)和功能都更復(fù)雜、牽一發(fā)而動(dòng)全身，而臨床前評(píng)價(jià)體系并不能有效挑選出獲勝組合。甚至早期臨床因?yàn)闃颖颈容^小、難以準(zhǔn)確反映高異質(zhì)性腫瘤患者整體人群的復(fù)雜，數(shù)據(jù)都不一定可靠。另外新藥發(fā)現(xiàn)除了me-too跟蹤外就沒(méi)有容易的項(xiàng)目，您要是以為ADC這個(gè)平臺(tái)技術(shù)找了一個(gè)魔法子彈這個(gè)通俗易懂的口號(hào)就能增加成功率那就可能會(huì)犯驕兵必?cái)〉腻e(cuò)誤。過(guò)大渡河要做好頂著炮火爬過(guò)鐵索橋的準(zhǔn)備，而不要期待買了一張大瀘定橋南站到北站的高鐵票晚點(diǎn)幾分鐘都可以投訴。

即使幸運(yùn)成為首創(chuàng)成功開(kāi)發(fā)者市場(chǎng)也不再是贏者通吃，隨著新藥技術(shù)的普及，尤其是ADC這樣抗體、連接子、毒素選擇都門(mén)檻不高的技術(shù)平臺(tái)，一旦優(yōu)質(zhì)靶點(diǎn)出現(xiàn)很多企業(yè)可以快速開(kāi)發(fā)避開(kāi)首創(chuàng)專利又性質(zhì)接近的跟蹤藥物。如果護(hù)城河不夠堅(jiān)固，浴血奮戰(zhàn)得來(lái)的成果會(huì)被跟蹤者快速蠶食。傳統(tǒng)策略是全面保護(hù)核心產(chǎn)品的各個(gè)方面、形成專利網(wǎng)，甚至可以做一些所謂defensive research合成一些類似物純粹為了保護(hù)核心產(chǎn)品免受競(jìng)爭(zhēng)影響。但對(duì)于ADC這樣復(fù)雜藥物來(lái)說(shuō)漏洞太多，幾乎沒(méi)有可能同時(shí)完全保護(hù)抗體、連接子、和毒素。

這些現(xiàn)實(shí)決定多數(shù)企業(yè)在多數(shù)項(xiàng)目的競(jìng)爭(zhēng)都是處于跟蹤者地位、最多是抱團(tuán)取暖，但跟蹤也是有說(shuō)道的、你不一定知道哪個(gè)項(xiàng)目會(huì)成功但一定要知道誰(shuí)在前面探路。跟蹤正確的開(kāi)拓者如果足夠接近也可能分一杯羹、彎道超車也時(shí)有發(fā)生，跟蹤錯(cuò)誤的開(kāi)拓者則可能成為陪葬。雖然靶點(diǎn)成藥機(jī)會(huì)對(duì)大小藥廠是均等的，但大藥廠資源豐富，化合物優(yōu)化的比較深入全面、臨床開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)豐富、與藥監(jiān)部門(mén)溝通和人脈都占優(yōu)勢(shì)。雖然每個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)在成藥幾率對(duì)大小公司基本一視同仁，但如果遇到好項(xiàng)目資源和經(jīng)驗(yàn)豐富的藥廠不會(huì)因?yàn)榭煽匾蛩氐翩溩佣　⑦@增加了總體成功率。

當(dāng)然也有大藥廠賽諾菲允許iniparib潛伏到三期臨床的露怯事件，小藥廠Pharmacyclics獨(dú)自建立BTK王朝的壯舉，但總的來(lái)說(shuō)大藥廠項(xiàng)目更多由無(wú)法預(yù)測(cè)的biology決定生死，小藥廠則還會(huì)有化合物優(yōu)化不足、臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)不完善等因素帶來(lái)的不確定性。一個(gè)領(lǐng)域通常首創(chuàng)藥物的表現(xiàn)決定開(kāi)發(fā)節(jié)奏，比如ISAC在Silverback和Bolt失敗后基本被業(yè)界放棄、而T-DXd在AZN加入后快速成為行業(yè)標(biāo)桿。跟蹤者如果因?yàn)槭讋?chuàng)非biology因素失敗而被迫成為首創(chuàng)是一個(gè)不幸結(jié)局，如果首創(chuàng)開(kāi)發(fā)給力就更容易在大樹(shù)下面乘涼。

如果大家都跟蹤少數(shù)大藥廠在研項(xiàng)目勢(shì)必造成嚴(yán)重內(nèi)卷，更有效、當(dāng)然也更難的是預(yù)測(cè)哪些小公司的在研項(xiàng)目短期內(nèi)可能被大藥廠收購(gòu)而成為大藥廠項(xiàng)目。每個(gè)大藥廠都有自己擅長(zhǎng)和關(guān)注的領(lǐng)域，產(chǎn)品線也都有可見(jiàn)空白需要補(bǔ)充，但是早期產(chǎn)品收購(gòu)仍然有很多偶然因素。晚期資產(chǎn)收購(gòu)相對(duì)確定，業(yè)界有個(gè)Feuerstein-Ratain規(guī)則、說(shuō)估值低于3億美元（15年前美元）的抗癌在研藥物三期成功率極低，說(shuō)明這個(gè)階段產(chǎn)品估值可以作為收購(gòu)的一個(gè)可靠判斷標(biāo)準(zhǔn)。但這個(gè)時(shí)候項(xiàng)目?jī)r(jià)值已經(jīng)比較明顯，跟蹤者不需要大藥廠的舉動(dòng)作為指導(dǎo)。

ADC領(lǐng)域仍存在很多知識(shí)空白、作為開(kāi)拓者要有頭破血流的心理準(zhǔn)備，每個(gè)新靶點(diǎn)、新毒素都要等到臨床階段才能拆開(kāi)盲盒知道這個(gè)領(lǐng)域有多殘酷。作為跟蹤者則需要眼觀六路，不要成為別人的陪葬。即使幸運(yùn)女神光顧成為首創(chuàng)藥物，因?yàn)楦欗?xiàng)目的技術(shù)壁壘相對(duì)較低、內(nèi)卷同樣殘酷，加固護(hù)城河比其它領(lǐng)域更重要。ADC并非新藥的世外桃源，而是另一個(gè)刀光劍影的江湖。

ADC雖然設(shè)計(jì)目標(biāo)是成為魔法子彈、但實(shí)際應(yīng)用中還更像是大規(guī)模殺傷武器（WMD），與化療比療效確實(shí)有較大提升但毒副作用區(qū)分不大。我們這個(gè)系列文章已經(jīng)從不同方面解析了這個(gè)骨感現(xiàn)實(shí)的根源，今天說(shuō)一下魔法子彈這個(gè)簡(jiǎn)明綱領(lǐng)性提法與腫瘤治療復(fù)雜現(xiàn)實(shí)的沖突。

1. 魔法子彈是個(gè)輕敵的比喻

Naming is framing，雖然專業(yè)藥物設(shè)計(jì)者會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反饋設(shè)計(jì)ADC藥物，但魔法子彈這個(gè)比喻過(guò)度簡(jiǎn)化了ADC藥物面臨的復(fù)雜現(xiàn)實(shí)、可能潛移默化地誤導(dǎo)設(shè)計(jì)者。魔法子彈從字面看有幾層含義，魔法代表可精準(zhǔn)擊中目標(biāo)、子彈多數(shù)人的理解是一個(gè)迅速而徹底的殺傷手段，同時(shí)一般人理解子彈不能連續(xù)殺傷、而是一顆子彈殺傷一個(gè)目標(biāo)，這些性質(zhì)都與ADC工作機(jī)制有很大偏離。ADC和多數(shù)抗癌藥一樣與腫瘤交戰(zhàn)在多數(shù)場(chǎng)景疲于奔命處于下風(fēng)、能接幾招暫時(shí)牽制腫瘤擴(kuò)張已經(jīng)很不容易，這些樂(lè)觀設(shè)想更像抗日神劇里的橋段。

2. 魔法子彈難以通過(guò)ADC實(shí)現(xiàn)

幾個(gè)原因令A(yù)DC難以成為魔法子彈。真正腫瘤特異抗原幾乎沒(méi)有，這是CAR-T這樣更接近魔法子彈療法在實(shí)體瘤舉步維艱的原因之一。由于腫瘤組織的惡劣環(huán)境，ADC藥物分子很難找到所有抗原陽(yáng)性腫瘤細(xì)胞。ADC即使準(zhǔn)確找到抗原陽(yáng)性腫瘤也無(wú)法馬上殺掉腫瘤，因?yàn)锳DC一般認(rèn)為是個(gè)前藥、需要一系列步驟才能激活。毋庸置疑ADC藥物本身和釋放的毒素在腫瘤都有一定程度蓄積，除了臨床前大量數(shù)據(jù)、人體臨床療效和熒光標(biāo)記也支持這個(gè)結(jié)論。但是更詳細(xì)的研究顯示內(nèi)吞、溶酶體降解、毒素滯留時(shí)間等因素影響了毒素在腫瘤的AUC。比如一個(gè)熒光標(biāo)記研究使用了恒定、酸性敏感、和酶水解激活三種熒光探針，發(fā)現(xiàn)內(nèi)吞、溶酶體降解都消耗了部分抗體-抗原結(jié)合的自由能，ADC蓄積不能全部轉(zhuǎn)化為毒素蓄積[1]。

ADC即使100%在腫瘤釋放了毒素也不一定就能高效完成腫瘤殺傷，因?yàn)槎舅匚幢赜凶銐蚰托摹⒖赡茉谕瓿蓺巴庖绲秸＝M織和血液中。藥物殺傷腫瘤是個(gè)生物過(guò)程，要與腫瘤細(xì)胞的反殺傷機(jī)制如DNA修復(fù)打持久戰(zhàn)。但毒素外溢是個(gè)物理過(guò)程，速度要快很多。所以ADC不是射向腫瘤的一槍致命子彈，更像是一支且戰(zhàn)且退的小分隊(duì)、離開(kāi)腫瘤也會(huì)對(duì)正常組織犯下一些戰(zhàn)爭(zhēng)罪。極端情況腫瘤組織成為一個(gè)ADC毒素的卸載車間，毒素卸載后腳沒(méi)沾地就回到血液、導(dǎo)致腫瘤自由毒素AUC無(wú)顯著提升。

更特異的抗體、更高水平抗原并不能解決所有這些問(wèn)題。一個(gè)改進(jìn)的可能是用不需激活就可以起效的毒素、更充分利用抗體與抗原的結(jié)合，射程較遠(yuǎn)的核素是個(gè)明顯的選擇。ADC雖然設(shè)計(jì)是前藥，但不一定非得毒素與抗體分離才能起效、GLP1激動(dòng)劑與Fc融合后仍然保持活性，靶向微管的毒素如果鏈接方式不影響活性或許不用在溶酶體排隊(duì)就可以開(kāi)始?xì)２豢赡嬉种苿┗蜷L(zhǎng)koff配體只要與靶點(diǎn)短暫結(jié)合就可以產(chǎn)生持久效應(yīng)，如同降龍十八掌一招就讓敵人遭受內(nèi)傷、不用反復(fù)出拳敵人也難逃一死。

但這些改動(dòng)可能帶來(lái)更嚴(yán)重的脫靶毒性，因?yàn)槿梭w演化出一整套不依賴靶點(diǎn)的非特異抗體代謝降解機(jī)制、殺傷效率的提高也同樣適用于正常細(xì)胞。解決脫靶毒性可以通過(guò)降低ADC非特異內(nèi)吞來(lái)緩解，但是目前看非特異內(nèi)吞效率低于ADC的小分子偶聯(lián)藥物和多肽偶聯(lián)藥物MTD也沒(méi)有顯著提高。一個(gè)原因可能是雖然這些偶聯(lián)藥物理論上會(huì)被胞內(nèi)酶裂解，但實(shí)際上胞內(nèi)胞外切斷鏈接子能力的差異并沒(méi)有我們希望的那么大，偶聯(lián)藥物即使沒(méi)有任何進(jìn)入正常細(xì)胞的路徑如果不能及時(shí)清除也最終會(huì)被胞外機(jī)制裂解、導(dǎo)致毒素脫落。要解決這個(gè)問(wèn)題又需要優(yōu)化代謝穩(wěn)定性和清除率，迫使偶聯(lián)藥物或者通過(guò)靶點(diǎn)快速進(jìn)入腫瘤細(xì)胞、或被及時(shí)被清除。

3. 魔法子彈真的更安全有效嗎？Careful what you wish for

CAR-T更接近魔法子彈，但目前為止安全性和療效在實(shí)體瘤都不能與ADC相提并論，正常組織表達(dá)少量靶點(diǎn)或與靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)類似的其它抗原都在臨床試驗(yàn)中造成過(guò)傷亡事故。腫瘤惡性程度再高也是來(lái)自正常細(xì)胞、與正常細(xì)胞非常相似，但同時(shí)腫瘤又高度異質(zhì)、即使同一患者的不同腫瘤細(xì)胞之間也各不相同。這個(gè)悖論令腫瘤治療非常困難，只在腫瘤細(xì)胞表達(dá)的特異抗原不存在、在每個(gè)腫瘤細(xì)胞都有足夠表達(dá)的抗原也不存在，所以只殺死表達(dá)靶點(diǎn)抗原細(xì)胞、而不拿靶點(diǎn)抗原陰性細(xì)胞（包括腫瘤和正常細(xì)胞）一針一線的真正魔法子彈無(wú)論療效和安全性都不一定優(yōu)于現(xiàn)在的ADC。

現(xiàn)在的ADC雖然被正常細(xì)胞內(nèi)吞普遍但毒性尚可接受是因?yàn)槎舅胤€(wěn)態(tài)分布時(shí)在正常細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞之間有一定治療窗口、而不是完全因?yàn)閮?yōu)先進(jìn)入了抗原陽(yáng)性細(xì)胞，如果DXd真是六親不認(rèn)那么Enhertu殺死HER2低表達(dá)乳腺癌細(xì)胞之前早已經(jīng)血洗了肝、腎等正常組織。同時(shí)新一代ADC如Enhertu借助旁觀者殺傷效應(yīng)也可以殺死一部分抗原陰性腫瘤細(xì)胞，療效反而超越了紀(jì)律嚴(yán)明的老炮T-DM1。腫瘤增殖速度快于正常組織，除非能斬草除根否則卷土重來(lái)不可避免、殺傷本身就通過(guò)AiP（凋亡誘導(dǎo)增殖）等效應(yīng)促進(jìn)腫瘤再生。抗原陽(yáng)性腫瘤未必比抗原陰性腫瘤惡性程度更高，只清除抗原陽(yáng)性腫瘤可能會(huì)增加讓腫瘤組織更加無(wú)法無(wú)天。

4. Bottom line

ADC的核心是遞送，但完全特異的腫瘤遞送不存在、特異遞送不等于特異殺傷、即使特異遞送能轉(zhuǎn)化成特異殺傷也不一定就能提高腫瘤治療的安全窗口。雖然抗癌不能靠化療這樣的WMD，但魔法子彈即使能在《玻璃球游戲》中虛幻城市Castalia的射擊場(chǎng)百發(fā)百中、在真正腫瘤治療中也是個(gè)難以實(shí)現(xiàn)的烏托邦。以David Horrobin的話“an internally self-consistent universe with little contact with medical reality”為戒[2]，未來(lái)ADC設(shè)計(jì)要充分考慮過(guò)去取得成功的真實(shí)工作機(jī)制和腫瘤的復(fù)雜現(xiàn)實(shí)。魔法子彈是個(gè)非常容易理解的比喻，因此也是一個(gè)非常容易誤導(dǎo)藥物設(shè)計(jì)的比喻。

[1]Shrestha, Pradeep, et al. "Tracking the Fate of Therapeutic Proteins Using Ratiometric Imaging of Responsive Shortwave Infrared Probes." (2024).

[2]Horrobin, David F. "Modern biomedical research: an internally self-consistent universe with little contact with medical reality?." Nature Reviews Drug Discovery 2.2 (2003): 151-154.

ADC利用鏈接子把毒素與抗體通過(guò)共價(jià)鍵牢固地綁定在一起，共價(jià)鏈接子的一個(gè)缺點(diǎn)是一旦斷開(kāi)就不可逆轉(zhuǎn)、毒素與抗體在體內(nèi)環(huán)境無(wú)法重新形成ADC。而現(xiàn)在我們知道ADC雖然可以把毒素選擇性遞送到腫瘤組織，但因?yàn)樘右菽軌据^低所以在腫瘤組織很難長(zhǎng)時(shí)間保持高于血藥濃度的毒素蓄積。這好比灌溉山坡上的農(nóng)田，雖然可以用水泵把水澆到田里、但水會(huì)因?yàn)橹亓α魇А＿M(jìn)入血液的毒素弊大于利，所以需要盡快清除。但毒素畢竟是腫瘤的真正殺傷物質(zhì)、只因迷路就被清除有些可惜，如果能有一個(gè)救贖機(jī)會(huì)回收到腫瘤組織可能會(huì)提高毒素的使用效率。

如果毒素與抗體可以用可逆結(jié)合方式偶聯(lián)，那么流落到血液的毒素則可能被抗體回收重新遞送到腫瘤組織。前面講過(guò)延長(zhǎng)毒素在腫瘤組織滯留時(shí)間以及清除血液毒素的一些策略，那是否有類似滑雪場(chǎng)纜車的技術(shù)能把血液里的毒素持續(xù)運(yùn)回腫瘤組織呢？其實(shí)自然演化都已經(jīng)研究過(guò)這些策略了，比如神經(jīng)遞質(zhì)一旦離開(kāi)突觸就會(huì)被快速代謝失活、類似上回講到的軟藥。而把高活性或代謝不穩(wěn)定荷爾蒙從分泌組織經(jīng)過(guò)血液送到起效組織則使用非共價(jià)結(jié)合的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。今天講一講現(xiàn)在有哪些仿生技術(shù)可能用于ADC毒素回收。

小分子毒素可以通過(guò)擴(kuò)散從血液進(jìn)入腫瘤，但通過(guò)這個(gè)機(jī)制進(jìn)到腫瘤的游離藥物只能低于或等于、而不可能高于血藥濃度，如同水不能自動(dòng)從低處向高處流。如果希望實(shí)現(xiàn)高于血液的腫瘤藥物暴露就必須有機(jī)制提供自由能，通常是藥物載體與腫瘤細(xì)胞特異受體的結(jié)合能或免疫細(xì)胞的能量供給。

一個(gè)可能技術(shù)是一個(gè)可變區(qū)與ADC靶向同一抗原、另一個(gè)可變區(qū)結(jié)合毒素的雙抗。雖然尚無(wú)這樣雙抗用于ADC毒素再回收，但已有一些研究用這個(gè)策略遞送毒素。比如羅氏的科學(xué)家發(fā)明了一系列雙抗，一個(gè)結(jié)合區(qū)可以靶向腫瘤抗原如Her2、IGF1R、CD22、LeY等，另一個(gè)結(jié)合區(qū)靶向一個(gè)甾體藥物異羥基洋地黃毒苷元。這個(gè)甾體可以與各種各樣的活性藥物如化療藥物阿霉素、蛋白如GFP、或RNAi偶聯(lián)在一起，這樣雙抗一端可以通過(guò)與甾體結(jié)合綁定毒素、另一端則可通過(guò)與腫瘤抗原結(jié)合而把毒素遞送到腫瘤細(xì)胞，他們?cè)诙鄠€(gè)體系驗(yàn)證了這個(gè)平臺(tái)的體內(nèi)活性[1]。最近高雄的科學(xué)家開(kāi)發(fā)一個(gè)HER2xPEG雙抗，可以把PEG化脂質(zhì)體阿霉素遞送到HER2陽(yáng)性腫瘤、在小鼠模型中徹底清除植入腫瘤[2]。

德國(guó)默克的科學(xué)家最近開(kāi)發(fā)了一個(gè)類似技術(shù)用于遞送PROTAC。這個(gè)叫做"PROxAb擺渡車"的雙抗一端結(jié)合腫瘤抗原，另一端結(jié)合VHL配體、可以綁定靶向VHL的PROTAC藥物。PROTAC是一個(gè)正在走向市場(chǎng)的新治療模塊，但因?yàn)榉肿恿亢头肿訕O性都比較大所以進(jìn)入細(xì)胞能力較差。PROTAC ADC本身也是一個(gè)前沿，但這個(gè)擺渡車技術(shù)用雙抗與PROTAC的非共價(jià)結(jié)合遞送PROTAC，不僅不需要對(duì)PROTAC分子進(jìn)行不必要的化學(xué)修飾而可能影響藥物性質(zhì)、也更容易實(shí)現(xiàn)抗體與PROTAC的矩陣組合。與ADC類似，PROxAb擺渡車可以顯著延長(zhǎng)毒素的體內(nèi)半衰期、也實(shí)現(xiàn)了小鼠體內(nèi)腫瘤控制的概念驗(yàn)證[3]。

人體自身有一個(gè)天然公交系統(tǒng)，一個(gè)例子是免疫細(xì)胞如巨噬細(xì)胞可以根據(jù)化學(xué)信號(hào)向炎癥組織蓄積、所謂的歸巢效應(yīng)，藥物可以通過(guò)搭便車（hitchhiking）搭乘這些交通工具進(jìn)入疾病組織。中國(guó)科學(xué)家發(fā)明了一類可以在體內(nèi)搭乘巨噬細(xì)胞的細(xì)菌外膜囊泡（OMV）包裹納米毒素，首先利用細(xì)菌OMV被巨噬細(xì)胞識(shí)別、吞噬進(jìn)入細(xì)胞，然后利用巨噬的歸巢效應(yīng)進(jìn)入腫瘤、在小鼠模型顯示腫瘤控制活性[4]。今年另一組中國(guó)科學(xué)家用這個(gè)策略把納米侖伐替尼高效率遞送到肝癌消融療法誘導(dǎo)的腫瘤炎癥病灶[5]。巨噬細(xì)胞甚至可以穿越血腦屏障，將納米阿霉素地送到中樞治療GBM。

另一個(gè)在血液和腫瘤之間擺渡的機(jī)制是白蛋白，白蛋白紫杉醇Abraxane利用這個(gè)機(jī)制成為一個(gè)成功換代藥物。半胱氨酸偶聯(lián)的ADC通常在血液在通過(guò)逆邁克爾加成釋放毒素鏈接子，鏈接子在血液中則可以與白蛋白偶聯(lián)，不僅避免很快被清除還可以成為進(jìn)入腫瘤的一個(gè)機(jī)制。但這些都是共價(jià)偶聯(lián)，一旦進(jìn)入溶酶體被降解、毒素就再與白蛋白無(wú)緣了，無(wú)法回收毒素本身。合成小分子也可以與白蛋白以較高強(qiáng)度和載量通過(guò)非共價(jià)相互作用結(jié)合[6]， TNFxHSA雙抗Ozoralizumab則通過(guò)與白蛋白結(jié)合延長(zhǎng)半衰期、并在炎癥組織蓄積，這些都為利用白蛋白回收ADC毒素提供了思路。

雖然這些技術(shù)尚在早期，但可以借鑒用于ADC毒素回收。比如已經(jīng)有人篩到高活性結(jié)合MMAE的抗體片段，搭乘巨噬細(xì)胞也不一定通過(guò)納米材料吞噬、受體介導(dǎo)內(nèi)吞同樣可行。毒素通過(guò)簡(jiǎn)單修飾可以與白蛋白結(jié)合，如Aldoxorubicin是一個(gè)可以在血液中與靶蛋白共價(jià)偶聯(lián)的化療藥。如果可以把毒素從血液運(yùn)回腫瘤，那么ADC的毒性得到控制的同時(shí)療效也會(huì)增加、降低毒素浪費(fèi)。ADC毒素范圍也可能得到擴(kuò)展，比如某些清除率較低但活性足夠的傳統(tǒng)化療藥物也可以用作ADC毒素、這些藥物治療窗口要高于MMAE這樣自身不可成藥的毒素。雖然這也會(huì)令腫瘤治療變得更加復(fù)雜和昂貴，但是治療晚期腫瘤本來(lái)就不是一件輕而易舉的事。

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ADC因?yàn)榭梢赃x擇性把毒素遞送到腫瘤細(xì)胞，所以大家期待與對(duì)應(yīng)小分子毒素比最高耐受劑量（MTD）會(huì)提高、最低有效劑量（MED）會(huì)降低，因此治療窗口會(huì)顯著改善。這個(gè)設(shè)計(jì)預(yù)期 在臨床前實(shí)驗(yàn)中得到實(shí)現(xiàn)，但2022年Colombo和Rich分析了當(dāng)時(shí)批準(zhǔn)的12個(gè)ADC以及一些在研產(chǎn)品的臨床數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)雖然ADC降低了MED、但MTD基本與小分子毒素差不多，理想碎了一地[1]。后來(lái)輝瑞/Seagen的科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)類似規(guī)律，不僅使用同樣毒素的ADC無(wú)論靶向什么抗原MTD都非常接近、而且毒性譜也都差不多，基本都是脫靶毒性如血液、神經(jīng)毒性[2]。

從理論上講靶向遞送只是改變了毒素的釋放地點(diǎn)、并不能改變毒素總量，因此ADC顯著提高M(jìn)TD不能僅通過(guò)靶向腫瘤抗原實(shí)現(xiàn)、因?yàn)槎舅貧⑼昴[瘤最終要回到體系。靶向遞送只能降低MED，即使降低 MED也不是僅靠靶向就能實(shí)現(xiàn)。ADC藥物還需要足夠穩(wěn)定、通過(guò)靶點(diǎn)內(nèi)吞進(jìn)入腫瘤速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于通過(guò)非特異機(jī)制進(jìn)入正常細(xì)胞、而且靶點(diǎn)抗原表達(dá)足夠特異才能降低MED，但實(shí)際情況是99%以上打入靜脈的ADC藥物在腫瘤以外釋放毒素。這是因?yàn)锳DC分子進(jìn)入腫瘤能力低于預(yù)期（血管結(jié)構(gòu)殘缺、腫瘤組織致密等），如同立交橋邊的小胡同、雖然地址寫(xiě)的挺清楚但曲徑通幽找到實(shí)物非常困難。而抗體進(jìn)入正常細(xì)胞能力則高于預(yù)期（Fc受體等非特異IgG代謝降解機(jī)制），類似體育場(chǎng)雖然有個(gè)大門(mén)收票但圍墻漏洞百出、沒(méi)票的球迷一樣可以隨便進(jìn)出。這個(gè)兩個(gè)因素的疊加令A(yù)DC遞送效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。

ADC靶向遞送以外的其它特征令提高M(jìn)TD成為可能，比如ADC釋放的毒素先進(jìn)入組織再回到血液這個(gè)分布次序、毒素緩釋等。如果這些因素類似，提高ADC藥物MTD的唯一手段是降低系統(tǒng)毒素濃度（假設(shè)參與比較的兩個(gè)毒素活性和安全窗類似）。腫瘤組織如同一個(gè)監(jiān)獄，毒素進(jìn)入這個(gè)監(jiān)獄可以到各個(gè)監(jiān)室搞破壞、實(shí)現(xiàn)旁觀者殺傷，但不能離開(kāi)監(jiān)獄大門(mén)。這在實(shí)踐中很難實(shí)現(xiàn)，毒素或者沒(méi)有旁觀者殺傷、或者在微環(huán)境中快速逃逸。既然有旁觀者殺傷能力的毒素越獄非常容易，快速擊斃逃逸毒素就成為提高M(jìn)TD一個(gè)必須考慮的策略。

一個(gè)辦法是借鑒局部藥物的軟藥設(shè)計(jì)（Soft drug，也叫retrometabolic drug design）[3]，基本思路是在分子內(nèi)引入一個(gè)代謝熱點(diǎn)、最常用的是酯鍵。ADC因?yàn)樵诮M織里釋放毒素，所以只要不進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)就不會(huì)遇到聯(lián)合執(zhí)法的肝腎等代謝器官、可以保持活性。正常組織釋放的毒素目前看在當(dāng)?shù)匚：σ膊淮蟆DC毒性多數(shù)為脫靶毒性，只有回到血液才會(huì)產(chǎn)生危害。而軟藥毒素進(jìn)入血液循環(huán)后就會(huì)快速代謝失活、可以緩解這個(gè)問(wèn)題，喜樹(shù)堿在腫瘤的相對(duì)酸性環(huán)境中穩(wěn)定、在 偏堿性的血液中幾分鐘內(nèi)開(kāi)環(huán)生成減活羧酸可以算是軟藥設(shè)計(jì)的一個(gè)特殊應(yīng)用（這個(gè)反應(yīng)可逆，軟藥滅活不可逆）。這個(gè)我們以前在不同場(chǎng)合講過(guò)，就不重復(fù)了。

軟藥依靠肝腎等代謝器官的配合，那肝腎不配合怎么辦呢？腎病和通過(guò)肝代謝酶產(chǎn)生的藥物藥物相互作用是很常見(jiàn)健康問(wèn)題，所以醫(yī)藥業(yè)多年來(lái)積累了不少治療經(jīng)驗(yàn)可以借來(lái)應(yīng)對(duì)ADC毒性。比如高血鉀的一個(gè)早期治療辦法是給患者口服鈉離子交換樹(shù)脂，在胃腸道形成一個(gè)臨時(shí)人造腎臟、與血液中的鉀離子進(jìn)行交換。很多小分子藥物口服吸收很快、如果是通過(guò)被動(dòng)擴(kuò)散吸收那么應(yīng)該是可逆的，就是說(shuō)毒素也可以從血液快速進(jìn)入胃腸道，DXd等常見(jiàn)ADC毒素的最終去處主要是糞便。所以胃腸與循環(huán)系統(tǒng)對(duì)很多小分子化合物來(lái)說(shuō)是一個(gè)體系、但對(duì)大分子來(lái)說(shuō)則二者存在不可逾越的鴻溝，這就產(chǎn)生了機(jī)會(huì)。毒素吸附樹(shù)脂可能幫助降低毒素血藥濃度，現(xiàn)在有一些化療過(guò)濾裝置[4]和納米吸附材料[5]在研究階段。體外生命支持技術(shù)（透析、體外光分離置換術(shù)）在極端情況下也是可以考慮的。

用毒素結(jié)合抗體中和血液毒素是另一個(gè)策略，比如Balthasar小組提出的反向靶向（inverse targeting）策略，即用毒素中和抗體清除系統(tǒng)藥物而保留給藥組織的藥物濃度。最早這個(gè)策略是用于降低局部化療的系統(tǒng)藥物暴露，最近也被借用到ADC的系統(tǒng)毒性控制。他們?cè)O(shè)計(jì)篩選了結(jié)合多種常見(jiàn)毒素的抗體或抗體片段，比如一個(gè)結(jié)合MMAE的抗體片段ABC3315可以大幅度降低MMAE毒性但不影響ADC的活性，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中加入這個(gè)清除血液MMAE的抗體片段顯著降低了ADC的血液毒性[6]。

還有一個(gè)策略是保護(hù)正常組織、緩解劑量限制毒性（DLT）。ADC的毒性與化療毒性類似，主要是腹瀉、神經(jīng)、血液毒性，傳統(tǒng)的化療保護(hù)劑也可用于應(yīng)對(duì)ADC毒性。一個(gè)新型化療保護(hù)策略是所謂的cyclotherapy，比如p53激動(dòng)劑可以暫停正常細(xì)胞周期而p53變異腫瘤細(xì)胞則繼續(xù)分裂、保持對(duì)化療的敏感。細(xì)胞周期抑制劑Trilaciclib是第一個(gè)上市用于緩解化療毒性的 CDK4/6抑制劑，在三陰乳腺癌臨床試驗(yàn)中證明可以緩解Trodelvy的系統(tǒng)毒性。一個(gè)類似策略是用凋亡酶抑制劑保護(hù)正常細(xì)胞。凋亡酶抑制劑通常極性較大、是外排泵的底物，而腫瘤細(xì)胞經(jīng)常高表達(dá)外排泵、所以凋亡酶抑制劑難以在腫瘤細(xì)胞內(nèi)長(zhǎng)期存在。這類藥物被正常細(xì)胞外排機(jī)會(huì)較低，從而選擇性降低毒素誘導(dǎo)的正常細(xì)胞凋亡[7]。

這些策略還在早期探索階段，有多少能轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品還有待觀察。最有效擺脫ADC MTD困境的策略是提高payload本身的安全窗口，但這顯然是個(gè)非常困難的任務(wù)、也是化療需要抗體幫忙遞送的根本原因。

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為化療藥物裝上導(dǎo)航系統(tǒng)提高靶向性是個(gè)歷史悠久的工程，從早期的各種納米遞送技術(shù)、小分子偶聯(lián)藥物到近些年的ADC、PDC、和細(xì)胞遞送，都是為了讓六親不認(rèn)的化療藥物盡可能多地在腫瘤組織釋放。這個(gè)龐大工程雖然也上市了一些藥物、包括一些重磅藥物，但總的來(lái)說(shuō)沒(méi)有顯著提高化療的治療窗口。今天談一下靶向遞送這個(gè)總體策略的主要技術(shù)障礙。

無(wú)論你用什么方法把毒素遞送到腫瘤組織，毒素必須在腫瘤停留足夠長(zhǎng)時(shí)間以完成殺傷任務(wù)。但小分子毒素通常在組織擴(kuò)散很快，分子量增加擴(kuò)散速度放慢但進(jìn)入細(xì)胞能力也下降。在腫瘤停留時(shí)間長(zhǎng)只是必要條件，要想實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大治療窗口這個(gè)初心使命毒素還必須有較強(qiáng)旁觀者殺傷活性。這要求毒素一要能高效進(jìn)出細(xì)胞連續(xù)作案、二要能在腫瘤組織間隙有效擴(kuò)散。如果相對(duì)于擴(kuò)散速度進(jìn)入細(xì)胞速度太慢則毒素只是到腫瘤組織一游后回到血液、不能完成有效殺傷；如果毒素進(jìn)入細(xì)胞太快則會(huì)被毒素釋放細(xì)胞附近的少數(shù)細(xì)胞獨(dú)占，殺傷面積也受到限制。

局部釋放毒素理論上能增加釋放組織的藥物濃度，通過(guò)局部給藥實(shí)現(xiàn)更大治療窗口已有臨床實(shí)踐、比如局麻藥物。局麻藥物有兩個(gè)重要特征，一是通常會(huì)與血管加壓藥聯(lián)用以降低局麻藥的組織逃離。二是局麻藥一般代謝穩(wěn)定性較差，軟藥的設(shè)計(jì)概念就是從這來(lái)的。藥物離開(kāi)注射點(diǎn)后會(huì)被肝腎快速代謝消除，這是保證注射組織藥物暴露超過(guò)系統(tǒng)暴露的一個(gè)關(guān)鍵條件。

ADC毒素雖然可以在腫瘤局部釋放，但ADC毒素的設(shè)計(jì)卻少有這兩個(gè)方面考慮。多數(shù)ADC毒素是作為小分子單藥使用的化療藥物，優(yōu)化目標(biāo)并不是為了實(shí)現(xiàn)最大局部療效。極端情況如果系統(tǒng)消除速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于毒素逃離腫瘤組織速度，那么即使ADC完全在腫瘤釋放毒素、毒素在腫瘤和血液的暴露水平也會(huì)很相近。這類似賺錢速度遠(yuǎn)慢于花錢速度，局部銀行卡雖然不斷有進(jìn)賬但很快會(huì)進(jìn)入流通領(lǐng)域。

這不僅是個(gè)理論可能。下圖是T-vc-MMAE ADC在接種HER2陽(yáng)性N87腫瘤小鼠通過(guò)靜脈、皮下、瘤內(nèi)三種給藥方式的游離MMAE（這里的free MMAE是指從ADC切割下的MMAE，而不是傳統(tǒng)意義上沒(méi)有與蛋白結(jié)合的MMAE）和偶聯(lián)MMAE的血液AUC，盡管瘤內(nèi)給藥整體ADC腫瘤暴露高于血液、但毒素暴露兩個(gè)組織幾乎一樣。

更令人不安的是留在腫瘤內(nèi)的毒素水平，這直接與療效相關(guān)。如下圖所示，雖然ADC瘤內(nèi)給藥的偶聯(lián)MMAE暴露水平高于靜脈和皮下（定量是6倍于靜脈）、但游離MMAE的AUC瘤內(nèi)和靜脈給藥幾乎一樣，說(shuō)明MMAE逃離腫瘤的速度很快。由此可以外推如果N87多表達(dá)6倍的HER2其實(shí)腫瘤MMAE暴露也未必增加，當(dāng)然這里又有內(nèi)吞和水解效率的干擾了。這也與瘤內(nèi)注射小分子化療藥物通常難以長(zhǎng)期停留在腫瘤組織的經(jīng)驗(yàn)一致。

當(dāng)然如果看絕對(duì)值腫瘤MMAE的水平還是遠(yuǎn)高于血液（400倍），但這里面可能有毒素在不同組織的蛋白結(jié)合率有差異、進(jìn)入血液后被代謝消除等復(fù)雜因素的影響。小分子MMAE因?yàn)檫@些因素也會(huì)在腫瘤和一些正常組織蓄積，不代表真正起作用的非蛋白結(jié)合游離MMAE水平腫瘤和血液濃度有顯著差異。

與毒素逃離釋放組織速度相關(guān)的另一個(gè)現(xiàn)象可能是ADC某些特有毒性如眼毒性，當(dāng)然現(xiàn)在還沒(méi)有足夠數(shù)據(jù)解構(gòu)這個(gè)毒性。眼睛是人體重點(diǎn)保護(hù)單位，有多層穿透障礙如blood–aqueous barrier (BAB)和Blood-retinal barrier (BRB)。眼睛粘液素含量很高，限制藥物分子的擴(kuò)散。這些因素令藥物從系統(tǒng)進(jìn)入眼睛困難重重，常用的眼藥水直接滴到眼睛里生物利用度也就5-10%。反過(guò)來(lái)如果ADC通過(guò)某些機(jī)制能夠進(jìn)到眼睛，那么從眼睛內(nèi)部釋放的毒素逃離眼睛難度也會(huì)較大，這可能是造成ADC獨(dú)特眼毒性的一個(gè)因素。ADC不僅能進(jìn)入眼睛、還可以進(jìn)到中樞，更能肆無(wú)忌憚地大規(guī)模進(jìn)到正常細(xì)胞，該去的腫瘤微環(huán)境它倒是為難了。

因此如果一個(gè)毒素逃離腫瘤和系統(tǒng)清除動(dòng)力學(xué)沒(méi)有按照腫瘤特異激活前藥的要求優(yōu)化，那么無(wú)論用什么遞送技術(shù)、靶向什么靶點(diǎn)都難以對(duì)抗熵值最大這個(gè)熱力學(xué)宿命（即腫瘤與血液毒素濃度相同）。卡陪他濱是一個(gè)腫瘤特異激活小分子前藥的成功典范、小鼠實(shí)驗(yàn)中腫瘤富集明顯，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)乳腺癌患者游離活性藥物5-FU的AUC在腫瘤和血液沒(méi)區(qū)別。Vintafolide是個(gè)小分子版的Elahere、沒(méi)有Fc介導(dǎo)的非特異毒素釋放，但最后以失敗告終。另一類與ADC毒素釋放機(jī)制不同的PDC藥物（代表產(chǎn)品BT8009）早期數(shù)據(jù)還不錯(cuò)，看看以后對(duì)照試驗(yàn)的數(shù)據(jù)怎么樣。偶聯(lián)核藥因?yàn)椴恍枰せ钏圆凰闱八帯?dòng)力學(xué)要求完全不同，不在討論之列。

所以活性藥物從疾病組織逃逸太快和在循環(huán)系統(tǒng)滯留太久是所有偶聯(lián)前藥的公敵，毒素在腫瘤組織釋放不等于就一直在腫瘤待著。上午發(fā)到你工資卡的錢不一定下午還在，賣鹽的有時(shí)候也得喝淡湯。除了高水平抗原表達(dá)、高效內(nèi)吞和降解，要實(shí)現(xiàn)腫瘤自由毒素AUC的提升還必須有一個(gè)全新的毒素優(yōu)化程序。和局麻藥物類似，適合偶聯(lián)遞送的毒素應(yīng)該在該起效的地方多停留、離開(kāi)工作場(chǎng)所要快速自生自滅。