热点综述：ADC的治疗窗口：一个亟待修正的教条

尽管现有主流观点认为，抗体药物偶联物（ADCs）能够提高强效细胞毒性载荷的最大耐受剂量，同时降低其最低有效剂量，但越来越多的临床证据表明，ADCs的耐受剂量与相关小分子药物的耐受剂量并无显著差异。然而，当以接近或达到最大耐受剂量给药时，某些ADCs确实显示出更好的疗效。了解这类生物治疗药物所面临的挑战和机遇，将有助于改进下一代ADC的设计。

ADC疗法在近几十年来发展迅速，全球已有12款产品获批上市，另有超过140种ADC正处于临床试验阶段。分析人士预计，到2030年，ADC市场规模将超过150亿美元，从而极大地推动该领域关注度的提升。ADC背后的理论简单而精妙：通过结合单克隆抗体的特异性与强效小分子药物的细胞毒性，ADC能够精准地将毒素递送至肿瘤，同时避免损伤正常组织，从而增加药物的治疗窗口。支持这一理念的临床前数据表明，将药物与抗体偶联后，可以降低该药物的最低有效剂量（MED），并提高其最大耐受剂量（MTD）。相反，临床数据却与这一观点并不一致。我们认为，在根据细胞毒性载荷含量进行标准化校正后，人类中 ADCs 及其相应小分子的 MTD 在细胞毒素含量归一化后大致相同。因此，几乎所有关于ADC的综述和文章中广泛传播的治疗窗口扩大概念（图1A）是不准确的。值得注意的是，当给药剂量接近或达到其MTD的剂量时，某些ADC在患者身上表现出的治疗应答显著优于未偶联的小分子药物。

ADC真的能比小分子药物达到更高的最大耐受剂量吗？

药物的MTD是在无严重副作用（即剂量限制性毒性）所能耐受的最高剂量。从历史上看，确定MTD曾是肿瘤学I期临床试验的主要目标。而近年来，尤其是针对新型靶向药物（包括 ADC），重点在于确定推荐的 II 期推荐剂量（RP2D），因为后者能更好地反映经过多个治疗周期后出现的慢性毒性（例如水肿、积液、肺炎、眼部毒性），以及某些2级副作用（如腹泻、黏膜炎、血细胞减少、神经病变、严重疲劳），这些副作用可能随时间推移变得难以耐受。

目前获批或临床开发中的 ADC 使用的有效载荷与过去几十年发现的高细胞毒性小分子结构密切相关，其中许多此前曾作为独立化疗药物进行评估。比较小分子和 ADC 的临床剂量需要转换为统一单位，以考虑分子量和药物与抗体比（DAR）的差异。因此，考虑到该单元在广泛受众中熟悉，所有 MTD/RP2D 值均转换为细胞毒素含量的 mg/kg。

图 1B 汇总了 10 种已批准的 ADC（按偶联药物归一化）及与偶联药物密切相关的临床评估细胞毒性药物的 MTD/RP2D 值。图 1C 和表 1 对处于活跃临床开发阶段、并已确定 MTD/RP2D 值的 ADC 进行了全面分析，将 ADC 与小分子药物换算为同一单位后可表明，ADC 没有能够通过提高MTD来显著扩大治疗窗。ADC 并未显著提高其药物载荷的MTD这一认识，或许能为该领域现有的一些观察结果提供解释：

(1) 采用通用药物连接子的ADC，往往会因有效载荷相关的平台毒性而出现相似的MTD，且这种毒性与靶抗原无关。这表明，大多数脱靶不良事件与抗体无关。

(2) 由于抗体与靶点在正常组织中的结合而导致的“非肿瘤靶向性毒性”较为常见。 在此情况下，其MTD可能低于采用相同药物连接子的其他ADC。例如，Dato-DXd（一种靶向 TROP2、DAR 为 4 的 DXd-ADC）无法达到与其他含 DXd 的 ADC（如 T-DXd、HER3-DXd、 B7H3-DXd、CDH6-DXd）同等水平的细胞毒性剂量，这很可能是由于正常组织中 TROP2 的表达导致了药物相关不良事件（如皮疹、口腔炎和黏膜炎）。在接受其他 TROP2 靶向 ADC 治疗的患者中，也观察到了类似的皮肤和口腔黏膜毒性反应。

(3) 旨在限制与健康组织结合的工程化 ADC（例如 CX-2009、CX-2029、BA3011、BA3021）在标准化MTD方面，并未优于采用相同药物连接子的经典 ADC。

(4) 在某些情况下，降低ADC的DAR虽会导致其耐受剂量大致成比例地增加，但在按细胞毒素量进行标准化后，改善效果微乎其微。例如，ALT-P7（DAR2 MMAE ADC）的标准化MTD与其他 DAR4 MMAE ADC相当。 同样，B7H3-DXd（DAR4）与其他 DAR8 DXd ADC之间也无显著差异。

尽管有些出人意料，ADC普遍被认为能扩大其有效载荷的治疗窗口，但临床数据明确显示，其最大耐受剂量并未增加。此前已注意到 T-DM1 及其相关小分子药物美登素在临床和临床前研究中的耐受性存在差异。这一十年前的开创性观察结果，如今已通过近 40 种活性 ADC 的临床数据得到了印证，这些 ADC 涵盖了七大类有效载荷（图1B 和 1C；表 1）。

图 1  临床 ADC 和小分子 MTD 分析促使对治疗窗口教条的修订

（A）常见的 ADC 治疗窗口示意图（红框）。ADC更宽治疗窗口的概念似乎基于临床前证据而非临床结局。ADC 治疗优势的修订表示（绿色框）。ADCs 并未显著提升耐受剂量，但在 MTDs/RP2Ds 下，其疗效优于相关的小分子游离药物。

（B）10 个经核准的 ADC 经细胞毒性归一化后，与相关小分子的人类 MTD/RP2D 值图示。

（C）通过细胞毒性含量（可获得的数值）与相关小分子进行比较，进行人类 MTD/RP2D 活跃临床开发中的人类 MTD/RP2D 值的图像表示。

为什么有效载荷和 ADC 的 MTD 值没有明显变化？

ADC 为何无法提高其有效载荷的MTD，其原因至今仍不明朗。 一种可能的解释在于，抗体在保护偶联药物免受清除和代谢方面发挥着关键作用。简而言之，“足量”的有效载荷会附着在抗体上，直到 ADC 通过靶向和非靶向介导的细胞摄取及代谢过程释放游离的有效载荷或其代谢物，而这些物质随后会通过常规的小分子代谢途径被清除。

ADC 的药物连接子还可在血浆中或肿瘤微环境中发生胞外裂解，从而在无需 ADC 先被内吞的情况下，为循环系统提供有效载荷的直接来源。尽管新一代 ADC 采用的连接子比早期一代更稳定，但一些有效的 ADC（包括已获批的 ADC）所使用的连接子在血浆中的半衰期相对较短。 例如，戈沙妥珠单抗（sacituzumab govitecan）含有一个不稳定的碳酸盐连接子，该连接子可在血浆中释放其有效载荷（SN-38），其半衰期约为 20 小时。

通过巯基-马来酰亚胺化学合成的 ADC（目前已获批或正在研发的 ADC 中绝大多数属于此类）可发生整个药物连接子与抗体的解偶联。这一过程被称为逆迈克尔反应，对于连接子中含有马来酰亚胺己酰（MC）基团的 ADC 尤为重要。 典型例子包括 T-DXd 及其他deruxtecan-ADC、vedotin-ADC，以及许多其他处于研发阶段的 ADC（见图 1C 中的“锚定基团”）。对于这些ADC，多达 50%–75%的药物连接子会在约7天内于血浆中脱偶联，而脱偶联的药物连接子会迅速与血浆中含巯基的分子（主要是白蛋白）反应，形成新的偶联物。白蛋白在人体内的半衰期较长，因为它与 IgG 一样，可通过与 FcRn 结合而被主动回收。 因此，有效载荷不会立即释放到循环系统中，而是会一直保留在血液中，直到白蛋白结合物被代谢。药物-连接子从ADC向白蛋白的转移，可能通过白蛋白结合物的非特异性分布以及延长有效载荷半衰期，导致某些毒性反应。相反，它也可能通过白蛋白结合物被肿瘤直接摄取，并且逐渐代谢以在循环系统中释放有效载荷，从而促进抗肿瘤疗效。由于白蛋白在临床前模型中的生物学特性与人体环境存在显著差异，因此目前仍难以准确评估白蛋白在与药物-连接子解偶联相关的毒性和/或疗效中的作用。

ADC是否比其搭载的载荷更加优异？

迄今获批的 12 种 ADC 充分证明了这一类治疗药物的重要性，而 DESTINY-Breast03 和 DESTINY-Breast04 试验的最新数据则凸显了 T-DXd 改变乳腺癌治疗范式的潜力。 另一方面，超过 100 个已终止的 ADC 项目表明，要找到抗体、靶点、药物连接子、药物-抗体比（DAR）和适应症之间的正确组合以开发出成功的治疗药物，仍面临巨大挑战。

在肿瘤学临床试验中， MTD传统上被视为药理活性剂量的最相关替代指标，而MED则完全不予确定。疗效（而非 MED）是Ⅱ期和Ⅲ期临床试验的终点，在此阶段，患者接受的治疗方案是根据Ⅰ期试验确定的剂量方案进行的。 20 世纪 70 年代， FDA对抗癌药物的批准主要基于客观缓解率（ORR），但自 20 世纪 80 年代初以来，批准依据已转向更直接的临床获益证据，包括无进展生存期（PFS）和总生存期（OS）的改善。 这些参数仅针对单一方案（或极少数不同方案）确定，通常在MTD或推荐剂量（RP2D）下进行。尽管ORR并不总能预测生存获益，但肿瘤科医生普遍认可将肿瘤反应评估作为指导癌症治疗的依据，因为 ORR 可直接归因于药物效应。ORR 也是支持 FDA 加速批准的最常见替代终点。 鉴于 ORR 常被用作早期 ADC 试验的主要终点，且过去三到四十年间开发的小分子药物均有ORR 数据，我们对比了小分子药物和 ADC 在治疗类似患者群体时的 ORR（图 2）。

迄今为止，尚无直接将ADC与其载荷进行头对头比较的随机试验。最接近的示例来自DESTINY-Gastric01试验中的T-DXd（携带拓扑异构酶I抑制剂载荷DXd），该试验中医生自选药物对照组的大多数患者（约90%）接受了伊立替康治疗，后者与DXd同属拓扑异构酶I抑制剂类药物；T-DXd治疗组报告的ORR为42%，而医生选择组为12.5%。对于其他几种肿瘤类型，已有跨试验数据可用于定性比较ADC与相关小分子药物。在比较不同试验时，推论应谨慎对待；然而，已有足够的临床数据可以得出结论，即多种ADC显示出优于相关小分子疗法的客观缓解率（图2）。

图 2 ADC 相较于相关小分子显示出更高的疗效

（A）乳腺癌、（B）胃癌、（C）尿上皮癌和（D）非小细胞肺癌中，选定 ADC（蓝色）及相关小分子（粉色）的ORRs。ADC 部分响应，浅蓝色; ADC 完全响应，深蓝色; 小分子部分反应，浅粉色; 小分子完全反应，深粉色。

ADC的成功有哪些机制？

小分子药物与抗体偶联后，其药代动力学（PK）特征发生了根本性改变。ADC延长了细胞毒素的半衰期，包括通过保护其免受肾脏清除而实现。另一方面，ADC也面临着与其他生物制剂类似的问题，这些问题限制了其在肿瘤中的穿透和蓄积。这些问题包括显著的靶向肿瘤但脱靶摄取和非特异性清除、经毛细血管壁外渗受限、因肿瘤间质液体压力升高导致在肿瘤团块内扩散困难，以及“结合位点屏障”现象（抗体与其靶点的结合速度快于其扩散速度，从而阻碍了更深层的穿透）。对于未偶联的抗体而言，部分障碍可通过增加给药剂量来克服，但这一策略不适用于ADC，因为偶联的细胞毒素决定了其最大耐受剂量。事实上，已有报道称，进入人体的ADC中不足1%能够到达肿瘤，其余部分可能导致非预期的毒性。因此，仅凭ADC的肿瘤靶向性可能不足以解释其相较于相关小分子药物在疗效上的改善。

Tarcsa及其合著者分析了已获批ADC的群体药代动力学模型，重点关注循环中游离载荷的作用。他们得出结论认为，ADC可能依赖其他机制来发挥疗效，包括载荷在循环中以有效水平持续释放。ADC载荷的血浆稳态浓度通常高于实验测定的游离药物半数最大有效浓度。抗原表达和ADC自身特性会影响ADC的药代动力学和分解代谢，进而调控载荷释放的速率和位置，继而影响游离载荷的血浆水平和肿瘤浓度。因此，载荷的旁观者效应程度、偶联化学技术（对去偶联的敏感性）以及连接子类型（可裂解或不可裂解）均是关键的设计参数。目前正在进行的针对已知抗原、但采用不同偶联方式或不同载荷的ADC临床试验，有助于揭示哪些ADC特征可在维持可接受耐受性的同时提高疗效。

疗效与表达之间的相关性提示了其他机制的存在。

近期来自不同肿瘤抗原表达水平患者的临床结果支持了以下观点：循环中的载荷可产生基线抗肿瘤效应。例如，许多ADC在肿瘤抗原表达较低甚至阴性的患者中均已显示出疗效。虽然不能排除不同肿瘤对载荷的敏感性差异、抗原定量不精确或某些数据集的样本量较小等因素可能是这一现象的其它来源，但对于某些ADC而言，循环中的载荷浓度足以引发治疗应答是合理的。抗体靶向组分（即ADC直接递送）可在游离细胞毒素提供的基线活性基础上增强疗效，尤其是在高抗原表达的肿瘤中。这一假设通过对HER2阳性乳腺癌脑转移患者中曲妥珠单抗、T-DM1和T-DXd试验数据的比较得到支持：在DESTINY-Breast03试验的亚组分析中，T-DXd和T-DM1的颅内ORR分别为64%和33%，而在独立试验中，曲妥珠单抗未产生客观缓解。完整的血脑屏障（BBB）可阻止抗体穿透，但根据小分子的理化性质，可能不会限制小分子通过。尽管其他因素也可能影响血脑屏障穿透，但循环中的T-DXd的细胞毒性代谢物（即DXd，具有穿透相容性）和T-DM1的代谢物（即DM1和Lys-MCC-DM1，穿透相容性较差）相较于曲妥珠单抗（无细胞毒性代谢物）在穿透能力上的倾向性，可能是观察到的脑转移灶活性差异的最佳解释。 即使仔细考虑了不同 ADC 的结构和特性，也很难理清相似但不同的 ADC 临床益处的起源。

日益增长的上市ADC产品清单表明，将合适的靶点、抗体、偶联方式、药物抗体比（DAR）、连接子、载荷和适应症相结合以生成临床有用药物是可行的。然而，尽管当前ADC在多种肿瘤疾病状态中具有广泛的多样性，但并未显著提高其偶联药物的最大耐受剂量。因此，仍有充分的机会去探索可能进一步提升疗效和耐受性的机制。以下是针对该领域的一些关键考量及其启示：

(1) 如果载荷、连接子、药物抗体比（DAR）和偶联方式均未改变，那么该ADC的耐受剂量至多与其他采用相同技术平台制备的ADC相似（即平台毒性）。

(2) 在多类药物中观察到的ADC与相关小分子具有大致相当的MTD，这一现象直观上易于接受，但较难从机理上加以合理解释。尽管ADC与小分子药物的药代动力学存在巨大差异，但在耐受性的相似性上是否有其解释？

(3) 已有研究成功利用替代给药方案在维持ADC疗效的同时降低了安全性风险。这表明，深入开展药代动力学/药效学（PK/PD）分析对于优化ADC的临床给药策略至关重要。

(4) 更好地理解临床有效ADC的作用机制（抗体靶向递送、循环中持续的游离药物浓度、白蛋白转移，或多种机制的组合）以及ADC结构组分与其PK/PD之间的相互关系，对于指导下一代ADC的设计具有重要意义。

(5) 需要更具预测性的体外和体内模型，以提高临床转化能力。当前的工作流程可能会筛除掉那些本可成为成功药物的化合物，或选出性质欠佳的候选药物。

(6) 新型ADC偶联位点、偶联化学技术和连接子技术被寄予厚望，认为可提高MTD，其依据通常是更好的稳定性带来了临床前耐受性的提升，但这一点尚未得到临床证据的支持。这些新型ADC的临床试验结果将最终验证这些解决方案能否成功超越现有技术。

(7) 针对携带微管蛋白抑制剂的ADC中已明确认知的平台毒性，已有大量工作通过修饰偶联方式或载荷本身来加以改善。尽管这些策略在限制血液学毒性方面取得了一定成功，但由于出现了新的问题（包括眼毒性和肺毒性），未能显著提高MTD。理解并克服此类组织特异性损伤的根源，可能有助于进一步逐步提升MTD。

(8) 通过结构修饰改变载荷的效力，可能会改变药物的治疗窗口，但不一定能拓宽治疗窗口。探索具有更优“类药性”的载荷（如溶解性、通透性、代谢稳定性和转运体底物特征等），可能有助于改善ADC的临床淘汰率。

(9) 应根据肿瘤类型、定位以及相对于正常组织的抗原表达水平来匹配抗体与载荷，以使ADC能够以足够高的水平给药，从而克服非肿瘤组织对抗原的“汇入”效应（即抗原沉没）。

(10) 已开发出携带新型载荷类别的抗体偶联物，包括类固醇、PROTACs、TLR激动剂、STING激动剂、病毒肽和RNA。这些新型偶联物的临床数据有望拓宽抗体递送的应用范围。尽管前景可期，但脱靶效应也可能干扰这些新型药物模式。例如，携带TLR激动剂的免疫刺激抗体偶联物（ISACs）尚未达到预期，四种治疗候选药物中有三种已终止临床开发。

(11) 已有大量研究表明，多种ADC载荷可诱导免疫原性细胞死亡（ICD）。这种免疫刺激现象是一个相对较新的研究领域，有望影响ADC领域的未来发展方向。然而，我们对载荷诱导ICD的理解仍是空白。

(12) ADC与免疫检查点抑制剂（ICIs）或其他细胞毒性药物的联合用药已成为热门趋势，因为这为患者提供了针对单一药物产生多种应答的可能性。尽管已观察到临床获益，但重要的是要明确该效应是由协同作用、叠加作用还是独立药物作用所致。迄今为止，尚无临床证据表明ICIs之间或ICIs与其他药物之间存在协同甚至叠加的相互作用，但更好的生物标志物和患者筛选可能有助于改进包括ADC在内的药物联合治疗策略。

Raffaele Colombo and Jamie R. Rich, Cancer Cell, 2022, 40: 1255-1263. The therapeutic window of antibody drug conjugates: A dogma in need of revision.