*仅供医学专业人士阅读参考
最新综述报道 ADC 药物耐药性与抗原表达、ADC 加工以及有效载荷有关。
抗体药物偶联物（ADC）由特异性靶向单克隆抗体和高活性细胞毒药物通过连接子偶联而成，凭借着独特的药学特性，ADC 药物在抗肿瘤治疗领域展现出强大抗肿瘤活性的同时，具有相比传统化疗更高的安全性。
近年来，ADC 药物在抗肿瘤治疗领域的发展十分迅猛，尤其在 HER2 阳性乳腺癌治疗领域，ADC 药物带来的显著获益革新了乳腺癌治疗格局，更为患者提供了强有力的治疗新选择。尽管 ADC 的临床表现十分优异，但仍然面临着耐药问题。有综述报道表明[1]，ADC 药物耐药性与抗原表达、ADC 加工以及有效载荷有关。现将相关研究内容梳理如下，以飨读者。1ADC 耐药机制根据 ADC 的复杂结构对潜在耐药机制进行分类，下表总结了拟定的临床前和临床耐药机制，根据抗原表达变化、ADC 加工和有效载荷变化进行分类。采用这种方法对耐药机制进行分类为未来的研究提供了方向，有助于进一步了解这些机制和药物开发的新靶点，从而扩大 ADC 的疗效。
表 1.耐药机制的分类
2抗原表达
在 T-DM1 的早期试验中，观察到 HER2 表达水平更高和更均一的肿瘤更有可能对治疗产生反应。考虑到 HER2 表达可能具有异质性，并且在 16%-36%的病例中报告了肿瘤内异质性。对于需要 HER2 表达均质性的治疗药物，当 HER2 水平发生任何变化时，都可能面临耐药的发生。该假设的进一步证据包括观察到 HER2 阳性肿瘤在治疗后表现出较低的 HER2 表达，并且更多的异质性表达与较高的复发率和较低的生存率相关[2]。一项对接受 T-DM1 和帕妥珠单抗新辅助治疗的早期 HER2 阳性乳腺癌患者的研究发现，治疗前存在 HER2 异质性（定义为 5-50%肿瘤细胞中 ERBB-2 扩增或 HER2-FISH 阴性区域）可反向预测治疗反应。事实上，在治疗前活检具有异质性的患者中，0%获得了病理学完全缓解，而联合使用 T-DM1 和帕妥珠单抗时，发现 55%的非异质性患者达到 pCR[3,4]。此外，T-DM1 耐药患者的循环肿瘤 DNA(ctDNA) 显示 HER2 扩增较少的肿瘤细胞[5,6]。
抗原表达下降可介导 ADC 耐药这一假说的进一步证据来自临床前细胞系。使用对曲妥珠单抗耐药的 JIMT1 细胞构建对高浓度 T-DM1 有反应的异种移植肿瘤，然后使用周期性 T-DM1 处理这些肿瘤以产生耐药性，随后的检测表明 HER2 表达降低[7,8]。在胃癌细胞模型中，一个临床前示例表明旁观者效应在克服抗原表达下降中的重要性。这些细胞对 T-DM1 产生耐药性，然后表现出对具有不可裂解连接子的 ADC 的耐药性，同时保留对具有可裂解连接子和细胞渗透性有效载荷的 ADC 的敏感性[9]。JIMT1 细胞系的类似研究确定恢复 HER2 表达可逆转对 T-DM1 的耐药性。
除抗原表达水平异常外，抗原与另一种细胞表面受体的二聚化可能能够介导对 ADC 的耐药性。NRG-1β 是一种已知可引起 HER2/HER3 异二聚体化的配体，在 HER2 扩增的乳腺癌细胞系亚群中可抑制 T-DM1 的细胞毒活性。这种耐药性可以通过加入帕妥珠单抗来克服，帕妥珠单抗是一种抗 HER2 单克隆抗体，可阻断 HER2/HER3 二聚化和下游信号传导。在体外和体内肿瘤异种移植模型研究中，T-DM1 与帕妥珠单抗联合给药显示出协同效应[10]。另一种策略利用 ADC 中的双特异性抗体，涉及识别靶抗原不同表位的两个臂。这表明 REGN5093-M114（一种双特异性 MET 靶向 ADC，正在 MET 过表达 EGFR 突变 NSCLC 细胞系中进行研究）的临床前研究获得成功。
T-DXd 与 T-DM1 具有明显的结构差异，T-DXd 包括膜渗透性有效载荷和可裂解连接子，基于此特性，T-DXd 具有旁观者效应，释放的有效载荷能够穿透邻近肿瘤细胞发挥抗肿瘤作用，这也是 T-DXd 克服 T-DM1 耐药性的重要机制之一。
鉴于抗原异质性在介导 ADC 耐药中的影响，未来解决这种耐药的策略可能包括具有双抗体的药物（双特异性 ADC）。此外，有利于增加抗原表达的联合治疗可能具有价值。在一项 ERBB2 扩增或突变肺癌的研究中，观察到当 T-DM1 和不可逆泛 HER 激酶抑制剂奈拉替尼联合治疗时，肺癌细胞对 T-DM1 的摄取增加，但当使用可逆 HER2 抑制剂拉帕替尼时，观察到 T-DM1 的摄取减少。
ADC 加工
ADC 的复杂性，尤其是与小分子相比，为出现耐药性提供了许多可能的机会（图 1）。在许多情况下，特别是在具有不可裂解连接子的 ADC 中。在 ADC 释放有效载荷之前，其通常结合靶抗原，然后经内化进入肿瘤细胞，并在细胞内进行加工、处理。在临床前研究中，某些耐药原因，尤其是细胞内机制难以证明是耐药的驱动因素，但根据治疗耐药模型的观察结果得出了推论[8]。提出的介导 ADC 耐药的假说涉及细胞内摄取和加工的改变。在 ADC 进入细胞之前，提出的一种机制涉及通过屏障减少对细胞的渗透，包括细胞基底膜的增加[8]。另一个提出的机制来自最近的临床前工作，证明异常的内体转运可能参与 T-DM1 耐药[4]。
ADC 确保特异性的一种机制是通过表达靶抗原的细胞中网格蛋白介导的内吞摄取。在对 T-DM1 耐药的N89-TM 细胞系中，发现了一种摄取的替代机制，其中细胞使用小窝蛋白-1(CAV1)包被的囊泡，其效率可能较低[11,12]。与这一观察结果一致，最近在胃癌中的一项研究发现肿瘤 CAV1 水平与 T-DM1 肿瘤摄取呈负相关。在多个异种移植模型中，CAV1 的遗传或药理学抑制增加了 T-DM1 摄取，并与 T-DM1 协同作用[13]。此外，糖胺聚糖修饰通过促进膜脂筏中 CAIX 与 CAV1 的结合，负性调节肿瘤抗原 CAIX 和抗 CAIXADC的内化。在药理学上抑制蛋白糖胺聚糖修饰可增加抗 CAIXADC 内化和细胞毒活性。在另一项不同的研究中，由于 pH 值的变化，ADC 到达溶酶体后，观察到对 T-DM1 耐药的细胞缺乏蛋白水解活性，导致模拟溶酶体贮积病的药物蓄积。
图 1. ADC 的可能耐药机制
发现对 T-DM1 耐药的 JIMT1-TM 细胞系中包括 Rab5B、ATG9a 和 HTT 在内的蛋白增加，其介导溶酶体加工和囊泡的转运。蛋白质组学分析显示，Rab6（一种参与微管介导转运的蛋白）和细胞骨架张力相关蛋白 PAK4 的蛋白水平特别高。为了扩展这些发现，在活细胞成像显微镜下观察 JIMT1-TM 细胞以及 361-TM 细胞系。对于 361-TM 细胞系，与对 T-DM1 不耐药的亲本细胞相比，具有不可裂解连接子的 ADC 在溶酶体中花费的时间显著更长，提高了关于 ADC 加工效率较低的认识。有趣的是，在具有可裂解连接子的ADC 中未观察到该结果，表明了克服耐药性的机制。在 JIMT1-TM 细胞系中，含可裂解和不可裂解连接子的 ADC 均表现出较长的协同作用。发现对 T-DM1 耐药的 JIMT1-TM 细胞系中蛋白增加，包括 Rab5B、ATG9a 和 HTT，其介导溶酶体加工和囊泡转运。蛋白质组学分析显示蛋白水平特别高，包括参与微管介导转运的蛋白 Rab6 和细胞骨架相关蛋白 PAK4。为了扩展这些发现，在活细胞成像显微镜下观察 JIMT1-TM细胞以及 361-TM 细胞系。对于 361-TM 细胞系，与对 T-DM1 不耐药的亲本细胞相比，具有不可裂解连接子的 ADC 在溶酶体中花费的时间显著更长，这引起了学者对 ADC 加工效率较低的关注。有趣的是，在具有可裂解连接子的 ADC 中未观察到该结果，表明了克服耐药性的机制。在 JIMT1-TM 细胞系中，含可裂解和不可裂解连接子的 ADC 在溶酶体中的共定位均长于亲本细胞。不出所料，与亲本细胞相比，发现两种耐药细胞系的连接子-有效载荷代谢物均减少，但尚不确定这是由 HER2 表达减少、ADC 加工减少还是两者共同驱动。与有效载荷释放可能涉及不同 ADC 取决于连接子状态的观点相一致，最近一项利用 CRISPR 筛选的研究证明，含可裂解连接子的 ADC 在 ADC 摄取后立即被快速加工，并被运输到早期内体中，而含不可裂解连接子的 ADC 需要进一步的溶酶体递送才能成功释放有效载荷。另外有文献报道，唾液酸的耗竭通过增强 ADC 溶酶体递送（可能通过减少 ADC 再循环）促使细胞对 ADC 毒性敏感[14]。
载药观察到的一些耐药机制涉及有效载荷本身，可以通过使用具有替代有效载荷的 ADC 来克服。例如，拓扑异构酶抑制剂有效载荷的 ADC 耐药性可由拓扑异构酶表达变化或下游信号传导机制变化驱动（图 2）。在非霍奇金淋巴瘤的肿瘤模型中也观察到了这一点，将包含基于 auristatin 有效载荷的 ADC 替换为基于蒽环类药物的有效载荷的 ADC 有助于患者接受 ADC 治疗的进一步反应。同样，在对 T-DM1 耐药的乳腺癌细胞中，肿瘤细胞对 T-DXd 仍然敏感。为了跟踪这些结果，采用针对 T-DM1 敏感和耐药的细胞建立小鼠肿瘤异种移植物模型。由 T-DM1 耐药细胞构建的异种移植物模型对 T-DM1 不敏感，但当用 T-DXd 处理时，这些小鼠表现出肿瘤体积减小[15]。该理论的应用包括开发其他 HER2 靶向或者 TROP-2 靶向 ADC，这些药物均可能提供替代的有效载荷，从而克服有效载荷相关耐药。
图 2. ADC 的耐药机制
在患者接受 ADC 治疗时进行全外显子测序的能力允许实时追踪耐药突变的发展，并为未来的治疗提供理论上的策略支持。例如，有研究评估了 1 例对 SG 反应延长（超过 8 个月）的患者的耐药机制，该患者在开始该治疗前接受过全外显子测序。进展后行快速尸检取材，并将治疗前后标本与 SG 进行比较。对治疗后发生的突变进行的分析表明，肿瘤亚克隆携带 TOP1 突变（编码拓扑异构酶-1，SG 有效载荷的靶标），以及独特的亚克隆携带 TACSTD2 突变（编码 TROP-2，SG 的抗原靶标）。这些发现意味着存在针对 ADC 抗体和有效载荷的平行耐药机制，该结果表明肿瘤细胞可能对序贯 ADC 耐药，包括具有相似有效载荷或相似抗体靶标的 ADC[16]。未来得益于靶向和快速测序方面的创新，可以根据患者从以前的治疗中产生的耐药突变，为患者提供个性化的治疗指导。
由 ATP 结合盒转运蛋白介导的 ADC 有效载荷外排增加是另一种可能的耐药机制。与亲本细胞相比，在 T-DM1 耐药细胞中观察到转运蛋白表达增加，高达 20-50 倍。在 AML 细胞模型中观察到该机制，作为对吉妥珠单抗(GO)耐药的一种手段。同样，编码 ATP 结合盒的 ABCB1 水平较低的患者对 GO 的反应改善。在不同的细胞系中，对 T-DM1 产生耐药性后，基因 ABCC1 的表达增加。最后，在紫杉醇耐药癌细胞系的临床前模型中，紫杉类衍生物有效载荷的 ADC 耐药与 ABCB1 过表达介导的 TUBB3 活化相关。
已经提出了多种可能的临床前和临床机制来解释这些耐药手段，研究发现对 T-DM1 耐药的细胞系对具有不可裂解连接子的曲妥珠单抗导向、基于 auristatin 的 ADC 同样表现出耐药性。当编码药物外排泵 ABCC1 的 MRP1 被 siRNA 逆转或敲低时，肿瘤细胞表现出对含有不可裂解连接子的 ADC 的新敏感性。有趣的是，在对 GO 耐药的 AML 细胞中，当使用外排潜力较差的细胞毒性药物 vadastuximab talirine 代替时，出现了新的缓解。在 ADC 治疗 9 个月后，使用 RNAseq 分析临床前乳腺癌小鼠模型，该模型使用抗 nectin- 4 靶向 ADC（称为 N41mab-vc-MMAE）治疗。此外，在该模型中，ABCB1 上调。当 ADC 与 P-gp 药理学抑制剂 tariquidar 联合给药时，观察到快速的治疗反应，其耐受性显著优于 tariquidar 和多西他赛联合给药[17]。
结论虽然 ADC 的问世为肿瘤患者提供了新的治疗选择，但大多数肿瘤最终会对这些药物产生耐药性。最近的临床前模型和临床分析试图模拟这些耐药机制，旨在开发出能够克服和改善这些耐药性的新型治疗策略。鉴于 ADC 的复杂性，涉及抗原表达减少、ADC 转运和加工减少、对细胞毒性有效载荷耐药和药物外排增加均可能成为其潜在耐药机制。未来克服对 ADC 初始耐药性的努力应建立在所述机制的基础上。正在进行的优化 ADC 序贯治疗和联合治疗的研究将有望为这些药物的最佳使用提供更多线索。总之，相关探索例证了转化研究在提示新的治疗选择和可能改善患者的临床结局方面的前景。参考文献[1] Abelman RO, Wu B, Spring LM, et al. Mechanisms of Resistance to Antibody-Drug Conjugates. Cancers (Basel). 2023 Feb 17;15(4):1278.[2] Yamazaki CM, Yamaguchi A, Anami Y, et al. Antibody-drug conjugates with dual payloads for combating breast tumor heterogeneity and drug resistance. Nat Commun. 2021 Jun 10;12(1):3528.[3] Filho OM, Viale G, Stein S, et al. Impact of HER2 Heterogeneity on Treatment Response of Early-Stage HER2-Positive Breast Cancer: Phase II Neoadjuvant Clinical Trial of T-DM1 Combined with Pertuzumab. Cancer Discov. 2021 Oct;11(10):2474-2487.[4] Swain SM, Shastry M, Hamilton E. Targeting HER2-positive breast cancer: advances and future directions. Nat Rev Drug Discov. 2023 Feb;22(2):101-126.[5] Hunter FW, Barker HR, Lipert B, et al. Mechanisms of resistance to trastuzumab emtansine (T-DM1) in HER2-positive breast cancer. Br J Cancer. 2020 Mar;122(5):603-612.[6] Sakai H, Tsurutani J, Iwasa T, et al. HER2 genomic amplification in circulating tumor DNA and estrogen receptor positivity predict primary resistance to trastuzumab emtansine (T-DM1) in patients with HER2-positive metastatic breast cancer. Breast Cancer. 2018 Sep;25(5):605-613.[7] Abelman RO, Wu B, Spring LM, et al. Mechanisms of Resistance to Antibody-Drug Conjugates. Cancers (Basel). 2023 Feb 17;15(4):1278.[8] Loganzo F, Tan X, Sung M, et al. Tumor cells chronically treated with a trastuzumab-maytansinoid antibody-drug conjugate develop varied resistance mechanisms but respond to alternate treatments. Mol Cancer Ther. 2015 Apr;14(4):952-63.[9] Sung M, Tan X, Lu B, et al. Caveolae-Mediated Endocytosis as a Novel Mechanism of Resistance to Trastuzumab Emtansine (T-DM1). Mol Cancer Ther. 2018 Jan;17(1):243-253.[10] Phillips GD, Fields CT, Li G, et al. Dual targeting of HER2-positive cancer with trastuzumab emtansine and pertuzumab: critical role for neuregulin blockade in antitumor response to combination therapy. Clin Cancer Res. 2014 Jan 15;20(2):456- 68.[11] García-Alonso S, Ocaña A, Pandiella A. Resistance to Antibody-Drug Conjugates. Cancer Res. 2018 May 1;78(9):2159-2165.[12] Sung M, Tan X, Lu B, et al. Caveolae-Mediated Endocytosis as a Novel Mechanism of Resistance to Trastuzumab Emtansine (T-DM1). Mol Cancer Ther. 2018 Jan;17(1):243-253.[13] Pereira PMR, Mandleywala K, Monette S, et al. Caveolin-1 temporal modulation enhances antibody drug efficacy in heterogeneous gastric cancer. Nat Commun. 2022 May 9;13(1):2526.[14] Tsui CK, Barfield RM, Fischer CR, et al. CRISPR-Cas9 screens identify regulators of antibody-drug conjugate toxicity. Nat Chem Biol. 2019 Oct;15(10):949-958.[15] Takegawa N, Nonagase Y, Yonesaka K, et al. DS-8201a, a new HER2-targeting antibody-drug conjugate incorporating a novel DNA topoisomerase I inhibitor, overcomes HER2-positive gastric cancer T-DM1 resistance. Int J Cancer. 2017 Oct 15;141(8):1682-1689.[16] Coates JT, Sun S, Leshchiner I, et al. Parallel Genomic Alterations of Antigen and Payload Targets Mediate Polyclonal Acquired Clinical Resistance to Sacituzumab Govitecan in Triple-Negative Breast Cancer. Cancer Discov. 2021 Oct;11(10):2436-2445.[17] Cabaud O, Berger L, Crompot E, et al. Overcoming Resistance to Anti-Nectin-4 Antibody-Drug Conjugate. Mol Cancer Ther. 2022 Jul 5;21(7):1227-1235.材料由阿斯利康支持，仅供医疗卫生专业人士参考审批编号：CN-118062 过期日期： 2024-7-4* 此文仅用于向医学人士提供科学信息，不代表本平台观点
