文章來源：醫(yī)藥魔方Med

作者：樹葉

治療耐藥性永遠是一個熱門的討論話題，無論小分子、大分子亦或先進的PROTAC、ADC，似乎都無法逾越耐藥的鴻溝。抗體偶聯(lián)藥物（antibody drug conjugate，ADC）作為時下的熱門賽道，又存在那些耐藥機制呢？旨在更清晰的理解耐藥機制，本文以HER2 ADC 為例，進行簡單介紹。

ADC的作用機制：探究耐藥的溯源

創(chuàng)新性的HER2 ADC全球已經(jīng)上市了3款藥物，分別為恩美曲妥珠單抗（T-DM1）、Enhertu(T-DXd)和維迪西妥單抗（RC48-ADC）。ADC通常都有3個核心成分：能與腫瘤相關抗原結(jié)合的抗體（antibody）、細胞毒性載荷（payload）和將兩者連接在一起的連接子（linker）。對于HER2 ADC而言，通常抗體多是采用曲妥珠單抗或帕妥珠單抗及其相關類似物，但也有使用其他的抗體或雙抗；Linker幾乎都是采用了可裂解形式，而載荷也多是細胞周期性毒素（如下圖）。

Cancers 2022, 14, 154（下同）

通常，ADC藥物作用機制主要包括以下步驟：ADC藥物中的抗體與細胞表面表達的抗原HER2結(jié)合，此后ADC-HER2形成的復合物通過受體介導的內(nèi)吞或胞飲作用被內(nèi)化，在成熟的溶酶體作用下ADC發(fā)生降解，釋放的細胞毒性物質(zhì)導致DNA損傷等作用，最終影響腫瘤細胞的增殖。

ADC藥物作用機制圖示

然而，具體的藥物在作用機制上也會基于藥物的性質(zhì)存在差異。以T-Dxd和T-DM1為例，首先兩個藥物在Linker的選擇上存在差異，所以使用不可裂解的T-DM1切割只能發(fā)生在溶酶體區(qū)室，需要酸性蛋白酶（如組織蛋白酶B或纖溶酶）的作用，才能釋放細胞毒DM1；而可裂解的T-Dxd則可發(fā)生在早期或晚期內(nèi)體以及溶酶體中。其次，雖然兩個藥物都是作用于細胞周期，但T-DM1作用于靶細胞中的微管聚合屬于微管蛋白抑制劑，而T-Dxd作用于拓撲異構(gòu)酶 I 阻止DNA鏈的斷裂和重新連接，最終導致細胞凋亡。第三，T-DM1不具備旁觀者效應，而T-Dxd可以通過旁觀者效應殺傷HER2低表達或不表達腫瘤細胞。

不難看出，盡管HER2 ADC在作用機制上具有相似性和一致性，但也并未完全相同。表現(xiàn)在抗體種類、Linker和載荷上的差異形成了藥品間的差異化策略，多數(shù)也會轉(zhuǎn)化為臨床療效的不同。

ADC的耐藥機制：基于作用機制的追溯

在理解了ADC藥物的結(jié)構(gòu)和作用機制之后，就不難推測可以發(fā)生的耐藥種類：抗原HER2的改變、HER2內(nèi)化的改變、溶酶體的改變、藥物外排泵的表達和活性增加、增加配體的產(chǎn)生和替代通路的激活、信號通路蛋白變化等。

1. HER2的改變

仍以T-DM1為例，由于T-DM1中的抗體需要結(jié)合HER2蛋白，當患者接受了前線的曲妥珠單抗和帕妥珠單抗治療之后，可能會降低HER2的表達水平，同時T-DM1又不具備旁觀者效應，導致降低了T-DM1 作為二線療法的治療效果。因此，作為應對需要對HER2陽性乳腺癌患者重新進行 HER2 狀態(tài)檢測，以保證療效。

對于在手術前經(jīng)歷了局部進展，也會顯示出HER2表達的高度異質(zhì)性。總的來說，就是要關注HER2表達狀態(tài)，HER2缺失或表達下降都是T-DM1耐藥的原因。推此即彼，與曲妥珠單抗結(jié)合的亞域IV改變或缺失以及與帕妥珠結(jié)合的亞域Ⅱ都會對使用這兩種抗體制備的ADC藥物產(chǎn)生抗性。此外，MUC4作為一種膜相關粘蛋白，其表達也與曲妥珠單抗耐藥有關，通過部分掩蔽HER2并阻止其結(jié)合。

2. HER2內(nèi)化的改變

當HER2 ADC 與 HER2 結(jié)合之后，該復合物就會內(nèi)化到細胞中，內(nèi)皮素A2蛋白可以促進這一過程。事實上，已經(jīng)觀察到這種蛋白在HER2陽性細胞中的沉默會降低HER2內(nèi)化并減弱對曲妥珠單抗和T-DM1的反應。HER2泛素化和運輸?shù)饺苊阁w的過程可以通過與伴侶HSP90的組成性結(jié)合而改變。因而，改變HER2靶向治療的功效。

另一方面，含HER2的內(nèi)體向質(zhì)膜的快速再循環(huán)可能會減緩T-DM1到達溶酶體的速度。HER2的特點是快速循環(huán)，在曲妥珠單抗結(jié)合后觀察到這一過程。在對T-DM1獲得性耐藥的臨床前模型中，觀察到 T-DM1-HER2 復合物的更快循環(huán)和DM1的細胞內(nèi)釋放減少。不過，該模型的 HER2 水平也低于親本系，也會導致表現(xiàn)耐藥表型。

最近，描述了 T-DM1 通過由 CAV1 組成的小窩內(nèi)化，這種情況限制其到達溶酶體的抗性機制。在臨床前模型中，對 T-DM1 具有獲得性抗性的細胞系中觀察到 CAV1 的過表達。此外，T-DM1 和 CAV1 的共定位與一組 HER2陽性細胞中對 T-DM1 的反應降低相關。而且，CAV1 的沉默不足以恢復 T-DM1 敏感性。

3. 溶酶體的改變

HER2 ADC 到達溶酶體和溶酶體酶的處理對于釋放與抗體結(jié)合的有效載荷至關重要。溶酶體是酸性區(qū)室，蛋白水解能力取決于調(diào)節(jié)溶酶體 pH 值的液泡質(zhì)子泵 H+-ATP 酶（V-ATP 酶）。由于帶電的分解代謝物（極性）不能自主滲透溶酶體膜，因此 Lys-MCC-DM1 需要借助從溶酶體到胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運機制。SLC46A3 是一種溶酶體膜蛋白，可介導 Lys-MCC-DM1 從溶酶體向細胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運，在T-DM1獲得性抗性的幾個模型中觀察到 SLC46A3 表達缺失，其慢病毒表達恢復了對 T-DM1 的敏感性。此外，最近研究表明，溶酶體 pH 值的增加以及溶酶體酶活性的降低也是對 T-DM1 產(chǎn)生抗性的原因。

另一種對 T-DM1 抗性的模型中，還報告了溶酶體酸化的降低。在這種情況下，觀察到 Lys-MCC-DM1 的細胞內(nèi)濃度降低，因為 V-ATP 酶在抗性細胞溶酶體中的異常活性降低了 T-DM1 的分解代謝和活性分解代謝物的產(chǎn)生。

4. 藥物外排泵的表達和活性增加

外排泵的表達和/或活性增加是化療耐藥性的重要機制。這也不難理解，如果細胞中釋放的有效載荷，過多的被外排泵轉(zhuǎn)送至胞外，特別是對Lys-MCC-DM1這種無法自動滲透的藥物（類似旁觀者效應），有效性必然降低。

具體而言，ABCB1/MDR1/P-gp、ABCC1/MRP1、ABCC2 和 ABCG2/BCRP/MXR/ABCP 的表達改變導致臨床前模型中對 T-DM1 的耐藥性。在這些研究中，轉(zhuǎn)運蛋白活性的抑制恢復了對 T-DM1 的敏感性。

5. 配體增加和激活替代通路

其實，這種機制更多的是具有了替代信號通路，以及影響了藥物療效的發(fā)揮。在一項體外研究中，由于HER2/HER3 的二聚化和PI3K/AKT通路的激活，或者在一些 HER2陽性細胞系中添加 HER3 配體神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白 (NRG) 抑制了T-DM1 的作用。

此外，在對 T-DM1 獲得性耐藥和對曲妥珠單抗原發(fā)性耐藥的模型中，HER2 水平的降低伴隨著EGFR 水平的升高，也是一種耐藥機制。然而，EGFR 沉默不足以逆轉(zhuǎn)耐藥表型。并且，觀察到增加的 EGFR 水平導致整聯(lián)蛋白（α5β1 和 αVβ3）的量增加，從而導致抗性細胞的運動性和侵襲性增強。

6. 參與信號通路的蛋白質(zhì)的變化

這種耐藥機制比較復雜，而且針對不同的載荷也會表現(xiàn)出不同的機制。不過，這種耐藥機制又相似或接近直接使用載荷導致的信號通路上的改變。

針對T-DM1而言，處理后會導致細胞周期蛋白 B1 增加并停滯在細胞周期的 G2/M期，這一過程會觸發(fā)有絲分裂災難表型特征。然而，在T-DM1 具有抗性的細胞中沒有觀察到這種現(xiàn)象，沒有發(fā)生細胞周期蛋白 B1 的積累。

此外，也發(fā)現(xiàn)在對 T-DM1 具有抗性的模型中有絲分裂激酶、polo 樣激酶 1 (PLK1) 的表達增加。而且，PTEN 水平降低也會導致抗性表型，降低了 T-DM1 和曲妥珠單抗的作用。同時，PTEN 的缺失和編碼PI3K催化亞基 (PIK3CA) 的基因激活突變又會導致 PI3K/AKT 通路的組成性激活，也成為HER2受體治療的耐藥性機制。

最近，在對 T-DM1 獲得性耐藥的 HER2 陽性乳腺癌細胞系中觀察到抗微管蛋白藥物的耐藥性增加。這些細胞的聚合微管蛋白和βIII微管蛋白水平較低，基線非整倍性增加。然而，親本系中微管蛋白βIII的沉默不足以產(chǎn)生對T-DM1的抗性，表明耐藥性的原因可能涉及多種因素，包括微管/微管蛋白復合物的修飾和染色體不穩(wěn)定性。

如何管理ADC的耐藥問題

如何管理ADC藥物的耐藥問題，自然也要從耐藥機制出發(fā)，清晰每一種藥物或表現(xiàn)出的耐藥模式選擇合適的應對策略。

比如針對藥物外排泵，有效的策略就是替換一種外排泵不能主動泵出的藥物形式，包括替換為不同載荷、不同偶聯(lián)技術的新型ADC藥物或載荷的修飾物，如基于馬來酰亞胺的親水接頭PEG4Mal替換的DM1，使其變成了Lys-PEG4Mal-DM1，避免了被排出。當然，也可以選擇降低藥物外排泵活力的藥物，減少活性代謝物外排。

面對HER2的改變，包括內(nèi)化、循環(huán)和二聚體，也可以采取相應的措施。對于HER2再循環(huán)可以加入抑制循環(huán)加速的HSP90 抑制劑，不僅可減少 HER2 再循環(huán)還可以誘導 HER2 在細胞內(nèi)囊泡中的定位，從而改善HER2的降解。對于二聚體，可以采用HER3抗體或HER2/HER3雙特異性抗體，當然目前國內(nèi)還沒有這些藥物上市。

面對通路激活的耐藥情況，相對而言已經(jīng)有更多的經(jīng)驗和藥物，比如聯(lián)合使用小分子HER2抑制劑或PI3K/AKT和MAPK/ERK通路的抑制劑。聯(lián)合用藥不僅是一種對抗耐藥性的有效策略，也可以是一種增效的治療手段，傳統(tǒng)化療中就有很多組合療法。而對于ADC藥物，同樣可以聯(lián)合小分子藥物、PD-1/L1免疫藥物等。

寫在最后：ADC代表了一類具有高抗腫瘤活性的藥物，但國內(nèi)的應用尚沒有完全普及，耐藥性的種類和應對經(jīng)驗還需要積累。總的來說，針對HER2 ADC藥物的耐藥機制多樣，需要結(jié)合抗體、溶酶體、載荷等多方面的因素共同分析。目前，沒有更多的針對 T-DXd或其他HER2 ADC藥物耐藥機制的描述，但預計針對曲妥珠單抗、帕妥珠單抗和/或T-DM1描述的一些機制可以外推至T-DXd及其他使用相同抗體或技術的HER2 ADC藥物。

參考文獻

1、Cancers 2022, 14, 154. https://doi.org/10.3390/cancers14010154.