ADC到底是什么？（十四）ADC是正宗前藥嗎？

2024年7月27日 | Filed under: 制藥工業(yè),抗腫瘤藥,藥物化學(xué),新藥研發(fā),制藥常識(shí),文獻(xiàn)綜合 | Posted by: 路人丙

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ADC一般被認(rèn)為是一個(gè)前藥（prodrug）。前藥的定義是藥物本身沒有活性，在體內(nèi)經(jīng)代謝處理后才有活性的藥物，如果藥物和代謝產(chǎn)物都有活性那么嚴(yán)格講不能稱為前藥。為什么要求前藥激活前沒有生物學(xué)活性呢？那是因?yàn)橛行┣闆r下你希望藥物在疾病組織的特定環(huán)境下激活，減少對(duì)非疾病組織造成傷害。一個(gè)相關(guān)的設(shè)計(jì)思路是軟藥（soft drug，也叫逆代謝藥物、retrometabolic drug），這種藥物完成治療任務(wù)會(huì)快速代謝失活、比如局麻藥物。過時(shí)自合飄零去對(duì)于ADC毒素來說也是一個(gè)有益性質(zhì)，因?yàn)槎舅厝绻x開腫瘤被快速代謝失活會(huì)降低系統(tǒng)毒性。

ADC因?yàn)槎舅匕踩翱诤苄∷韵Ｍㄟ^前藥設(shè)計(jì)增加治療窗口，但直到最近我們并沒有確切數(shù)據(jù)證明ADC主要是通過游離毒素殺傷腫瘤的。小分子前藥設(shè)計(jì)一般是在分子對(duì)活性敏感區(qū)引入代謝基團(tuán)以保證前藥無活性，但現(xiàn)在ADC設(shè)計(jì)中小分子毒素一般是在對(duì)結(jié)構(gòu)變化不敏感區(qū)域通過鏈接子偶聯(lián)到抗體上。比如常用的喜樹堿類藥物在反應(yīng)中心羥基內(nèi)酯的對(duì)面區(qū)域幾乎任何結(jié)構(gòu)改造都有TOP1抑制活性，進(jìn)入臨床的十幾個(gè)TOP1抑制劑在這個(gè)區(qū)域改造千奇百怪。所以從與靶點(diǎn)結(jié)合角度看，毒素并不在意連在末端的是一個(gè)完整抗體、一個(gè)殘缺的抗體、還是一個(gè)乙酰基，因?yàn)檫@個(gè)長尾巴并不打擾毒素與靶點(diǎn)的結(jié)合。

但藥物除了能與靶點(diǎn)高效結(jié)合外還要進(jìn)入靶點(diǎn)所在區(qū)域，所以ADC是不是前藥取決于哪一級(jí)代謝產(chǎn)物、包括ADC本身能否在胞內(nèi)遇到靶點(diǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)把VC鏈接子用蛋白酶無法識(shí)別的非天然氨基酸替代、或敲除細(xì)胞組織蛋白酶從而改變胞內(nèi)毒素存在形式，MMAE ADC的殺傷力并不會(huì)下降，但尚無直接證據(jù)ADC本身不經(jīng)過任何降解就可以殺傷腫瘤細(xì)胞。一般認(rèn)為抗體藥物無法調(diào)控胞內(nèi)機(jī)制（當(dāng)然這個(gè)理念也在改變），給人印象抗體在胞內(nèi)無所作為。但多數(shù)抗體不能調(diào)節(jié)胞內(nèi)靶點(diǎn)是因?yàn)闆]有進(jìn)入細(xì)胞的路徑，ADC因?yàn)橛邪獍悬c(diǎn)幫忙可以進(jìn)到胞內(nèi)，所以有可能以完整抗體身份在胞內(nèi)做一些事情。

抗體并非進(jìn)入細(xì)胞就粉身碎骨，降解也需要時(shí)間。比如曲妥珠單抗在SK-BR-3細(xì)胞中的降解半衰期是16個(gè)小時(shí)，長期給藥時(shí)的藥物穩(wěn)態(tài)期胞內(nèi)可能有相當(dāng)濃度的抗體藥物。有研究顯示不可裂解ADC藥物T-DM1凈內(nèi)吞速度是胞內(nèi)降解速度的~2倍，所以也可能在胞內(nèi)蓄積一定ADC藥物濃度。盡管內(nèi)吞從機(jī)制上看是通過胞飲所以抗體可能被脂雙層包裹，但是還是有可能通過各種機(jī)制與細(xì)胞質(zhì)中靶點(diǎn)相遇。因?yàn)镈M1靶點(diǎn)是細(xì)胞質(zhì)中的微管，所以T-DM1有可能在被降解之前就開始破壞微管結(jié)構(gòu)，那么T-DM1就不能稱作真正意義的前藥。

對(duì)于毒素為DNA損傷劑的ADC如T-DXd來說這種可能性要小很多，因?yàn)榘悬c(diǎn)在細(xì)胞核內(nèi)、而抗體進(jìn)入細(xì)胞核的難度比進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)大很多。今年一三共的科學(xué)家用熒光標(biāo)記T-DXd的抗體部分發(fā)現(xiàn)在HER2陽性腫瘤細(xì)胞體外實(shí)驗(yàn)中的確只有少量抗體（紅色）能夠到達(dá)細(xì)胞核（藍(lán)色），多數(shù)被送到溶酶體（綠色，圖1）。而在體內(nèi)腫瘤實(shí)驗(yàn)中DXd（紅色，圖2）則可以進(jìn)入細(xì)胞核（藍(lán)色），這說明T-DXd是一個(gè)貨真價(jià)實(shí)的前藥。

當(dāng)然最近也有研究說喜樹堿類藥物的靶點(diǎn)不僅是TOP1，也有其它蛋白靶點(diǎn)，因?yàn)闊oTOP1表達(dá)的細(xì)胞也對(duì)某些喜樹堿衍生物敏感。這就不排除ADC可以直接參與靶點(diǎn)調(diào)控了，因?yàn)榧?xì)胞質(zhì)中存在大量DXd（圖2白色）。這些DXd可能是游離的、也可能是T-DXd，此前在分辨率較低的熒光標(biāo)記實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)DXd和曲妥珠基本是在同一區(qū)域出現(xiàn)、說明至少部分DXd信號(hào)來自T-DXd。

Tzm nucleus

圖1

DXd nucleus

圖2

ADC血藥濃度即使按摩爾濃度算也通常遠(yuǎn)高于毒素，但這主要與ADC、毒素的清除率和組織分布差異有關(guān)，不能說明腫瘤細(xì)胞內(nèi)ADC原藥也比游離毒素多很多，畢竟我們還希望腫瘤細(xì)胞能成為加工ADC、釋放毒素的一個(gè)車間。這個(gè)數(shù)據(jù)通常是未知的，所以難以估計(jì)ADC直接參與細(xì)胞殺傷的程度。當(dāng)然前面講了除了ADC原藥濃度，毒素靶點(diǎn)在胞內(nèi)地址決定了ADC是否需要“激活”才能起效。

ADC進(jìn)入細(xì)胞后是先需要釋放毒素再開始?xì)€是可以一邊切斷鏈接子、同時(shí)可以開始抑制靶點(diǎn)活性可能與很多因素有關(guān)。如果是前面一種情況，鏈接子斷裂效率會(huì)影響ADC療效，ADC藥物可能特異性更高、更安全。如果是后者，ADC可能會(huì)更廣譜、當(dāng)然也可能毒性更大。隨著更多數(shù)據(jù)的產(chǎn)生我們對(duì)這些過程的認(rèn)識(shí)也會(huì)越來越清晰，可以更有的放矢地設(shè)計(jì)新一代ADC。

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