抗体偶联药物时代来临

抗体-药物偶联物时代来临□本报记者白毅今年2月，美国FDA批准抗体-药物偶联物(ADC)Kadcyla上市，用于治疗her2阳性的转移性乳腺癌。今年6月，我国浙江医药集团也宣布将从Ambrx公司引进技术，共同开发靶点为her2的ADC药物。自1997年以来，抗体药物Rituxan、Herceptin在美国相继获准用于临床肿瘤治疗后，有人称“抗体药物的时代来临”；而今，又有人称，“ADC药物的时代来临了”！什么是ADC药物？它有着什么优势？当前的研发重点是什么？产业化开发面临什么难题？带着这些问题，记者日前采访了有关专家和业内人士。抗肿瘤药物研发的新趋势中国医学科学院医药生物技术研究所甄永苏院士介绍说，20世纪以来，抗体药物用于肿瘤治疗取得了突破性的进展，1986年后已批准为治疗药物的抗体及其衍生物已超过40种。然而，治疗性抗体虽然靶向性强，但是由于其分子量大，对于实体瘤的疗效有限。而小分子药物虽然具备对癌细胞的高度杀伤效力，却靶向性不足，常常误伤正常细胞，引起严重的副作用。那么，能否利用抗体对靶细胞的特异性结合能力，将药物特异性地输送到肿瘤部位，从而降低药物的毒副作用并增强抗体药物的疗效及对实体瘤的穿透性？在此想法下，构建ADC药物成为抗肿瘤抗体药物研发的新趋势。中国药科大学生命科学与技术学院刘煜教授谈到，其实，早在100多年前就有学者提出“magicbullet”概念，开展肿瘤靶向研究，直到anti-CD20单抗(Rituximab)成功应用于临床后，才开始了一系列以抗体为基础的偶联技术，其中ADC技术令人瞩目。“随着基因工程技术、抗体制备技术的成熟，以及新型化学连接技术的出现，ADC药物的概念逐渐变为了现实。上世纪60年代，ADC的功效开始在动物模型中进行验证；80年代末，ADC开始进入临床研究阶段。”长期从事抗体药物研制的业内人士刘伯宁谈到。甄永苏解释说，ADC药物由起靶向作用的抗体与能杀死癌细胞的“弹头”药物两部分构成。抗体所针对的靶标通常为肿瘤细胞表面的肿瘤相关抗原或特定的受体。用作“弹头”的物质主要有3类，即放射性核素、药物和毒素，其与抗体连接分别构成放射偶联物、化学偶联物和免疫毒素。有证据表明，ADC单用即对化疗不敏感的肿瘤患者有较高的客观反应率，因此它将成为一类重要的肿瘤治疗剂。专家介绍，目前，经FDA批准上市的ADC药物有3种。另外，“目前已有80多种ADC药物针对肿瘤治疗开展研究，其中30多种已处于临床试验阶段。”刘煜对记者说。刘伯宁也介绍，据《自然•药物发现》杂志统计，2009~2010年共有7种，201广2012年至少有17种ADC药物进入临床研究阶段。ADC候选药物在数量上已经超过同为“改型抗体”的双特性抗体、抗体片段等类别，成为单抗尤其是肿瘤治疗用单抗的研究热点与发展方向。关键技术决定研究成败ADC药物由抗体、细胞毒基团及连接物共同构成。甄永苏认为，在ADC药物研究中，连接物的构建是难点之一。它必须具备一定的稳定性，在未达到靶细胞前，要确保ADC药物的完整性；进入靶细胞后，它又要确保“弹头”药物的有效释放。“ADC药物中抗体负载的‘弹头’数量也取决于连接物。早期ADC药物的研发失败，多是由于连接物技术的落后，后者直接影响了ADC药物的安全性和有效性。”刘伯宁如是说。刘煜认为，ADC技术平台包括细胞毒药物的筛选、连接子技术和偶联方法以及裸抗体。因此，抗体的靶向性质、连接子与抗体及“弹头”药物的连接效率和稳定性，以及“弹头”药物的抗肿瘤活性都直接影响着ADC药物的成药性，尤其是连接子的设计与连接方法是该类药物的研究关键。ADC药物主要依靠“弹头”药物杀伤肿瘤细胞，要取得良好疗效，高效“弹头”至关重要。常用于偶联单抗的化疗药物如阿霉素、丝裂霉素等，虽然对肿瘤细胞有相当强的杀伤作用，但作为“弹头”仍需用十来个或数十个药物分子去连接一个抗体分子以加强偶联物的活性。但如果一个抗体连接的“弹头”太多，“臃肿的体态”在体内会影响抗体功能，体内药代动力学等问题不好解决。甄永苏介绍，他领导的课题组多年来一直致力于ADC研究，研制的力达霉素等高效“弹头”对肿瘤细胞有强烈杀伤作用，比丝裂霉素或阿霉素强1000倍以上。目前制备了多种针对不同靶标的抗体与力达霉素的融合蛋白，在动物体内均有显著的抗肿瘤疗效，其中有的已进入系统的临床前研究。抗体的优化是另一个关键问题。甄永苏表示，单抗及其偶联物均为大分子物质。庞大的药物分子难于透过毛细管内皮层和穿过肿瘤细胞外间隙到达实体瘤的深部。而使用抗体片段，如Fab、Fab‘制备分子量较小的偶联物，可能提高对细胞外间隙的穿透性，增加到达深部肿瘤细胞的药物量。“小型化或适度的小型化是研制ADC药物的重要途径。”“肿瘤靶向性差、应用鼠源单抗造成人抗鼠免疫反应、偶联不稳定导致药物在循环系统稳定性差等是早期ADC药物的缺陷。”刘煜认为，今后ADC药物研究的重点包括：定位偶联技术，这种更精确的技术可控制偶联物的位置和数量；定量偶联技术，因为偶联的药物分子数目会直接影响其在体内的分布；针对实体瘤的抑制和转移研究。目前刘煜实验室主要从事人源抗体及其偶联方式的研究，同时探索其在细胞中的代谢方式。产业开发尚需时日刘伯宁介绍，目前，ADC药物开发的核心技术掌握在少数国外公司手中，如美国的SeattleGenetics公司和Immunogen公司。由于ADC药物研发线不断充实，近年不断有新产品陆续上市，国际制药界对于ADC药物的开发热情持续高涨，众多制药巨头不惜斥巨资从上述公司引进技术。近年，辉瑞、雅培从SeattleGenetics公司，礼来、诺华从ImmunoGen公司，默克从Ambrx公司分别引进ADC药物开发技术，每笔技术引进的支出都在两亿美元以上。刘伯宁谈到，ADC药物产业化制备工艺复杂，包括重组抗体制备、化学药物与抗体的偶联反应、ADC药物的制剂与质控等环节。任一环节出现问题，都会影响其安全性和有效性。刘伯宁具体解释，利用动物细胞表达重组抗体的成本，占据整个ADC药物生产成本的三分之二。ADC药物所使用的化学药物具备高效力的化学毒性，其保存、转移都需在密闭的负压容器里。工作环境中化学药物对于操作人员的职业暴露范围应低于40纳克/立方米。此外，化学药物与抗体的连接反应一般在中性缓冲液中完成，缓冲液的配制、使用应杜绝“微生物污染”等问题。因此，ADC药物的生产车间对于环境的要求，一般远高于生产生物制品cGMP车间。另外，刘伯宁强调，ADC药物所偶联的抗体为大分子糖蛋白，其质量控制应充分考虑重组抗体的聚体、降解、糖基化等“质量变异”。而ADC药物中所含的小分子化学药物，其浓度在纳克/毫升的水平，其含量检测需借助酶联免疫吸附、质谱等新兴检测手段。可见，构建新一代稳定性“连接物”，建立可靠的ADC药物质控体系，以及药物生产车间的资金投入，是目前ADC药物产业化开发所面临的主要问题。刘煜也认为，ADC药物上市的困难除了制备技术、质控外，安全性评价也是难点之一。因为目前有的ADC药物尽管临床前研究数据很理想，但在临床试验及应用中出现了许多