近年来,针对肿瘤治疗的方法和策略层出不穷,从药物设计到纳米剂型的应用,科研界无不走在高分文章的路上。如何能够冲出重围,得到高分杂志的青睐,月芽今天来解读这篇19分讲述抗体药物偶联物的抗肿瘤路程的文章,和大家一起探索高分之路。
Discovery and optimization of HKT288, a cadherin-6 targeting ADC for the treatment of ovarian and renal cancer, 2017, Cancer Discovery (IF:19.783)
研究背景
由于抗体技术的发展,至今全球已报道的抗体有10多万种,其中人源化抗体200多种。而目前FDA已批准上市的抗体药物偶联物(antibody-drug conjugate, ADC)有2种:布妥昔单抗凡酯(brentuximab emtansine)和阿多曲妥珠单抗依酯(ado-transtuzumab emtansine, ATE,图1)
图1 上市美登素类抗体药物偶联物(ADC)阿多曲妥珠单抗依酯(ATE)的结构
ATE是首个FDA批准适用于治疗实体瘤的ADC,其所采用的细胞毒素就是我们今天所讲的美登素类生物碱DM1,美登素类及其一系列衍生物的体外活性(如表1所示)
表1 美登素及其一系列衍生物的体外活性
此外,仍有10余种偶联该类毒素的ADC药物处于临床研究阶段(如表2所示)。
表2 已经上市或进入临床试验阶段的美登素类ADC药物
虽说ADC具有靶向性强、细胞毒性高、毒副作用低、降解半衰期长等特点,但美登素类ADC仍存在很大改进空间:(1)ADC比传统化疗药物具有更高的靶向性,但不足1%;(2)该类ADC缺乏优质的靶标及更为理想的抗体,进一步提升内吞率及抗体介导的生物效应;(3)尚无成熟的技术合成产品均一的抗体偶联美登素类药物。
如何筛选ADC优质的靶标、优化靶标及临床前研究,成为这篇文章解决的重点
文章框架
挖掘用于ADC治疗最优的的靶向肿瘤抗原
发现CDH靶向治疗的最优抗体
CDH6靶向抗体LTV977的靶向性验证及细胞活性
体内试验优化CDH6-ADC的连接子
CDH6靶向ADC的安全性(大鼠及非人灵长类)
HKT288 在肾透明细胞肿瘤的PDX模型中可起到靶向的抗肿瘤作用
HKT288在卵巢癌患者来源移植临床试验(PCT)中的作用
目前,HKT288已进入临床I期试验。
一、挖掘用于ADC治疗最优的的靶向肿瘤抗原
利用癌症基因信息数据库TCGA和基因型组织表达(GTEx)从预测的细胞表面表达基因进行全基因组差异表达分析,发现钙粘蛋白-6(CDH6)基因在卵巢浆液性癌、肾透明细胞和肾乳头状癌中mRNA表达升高且频繁,同时在正常组织中的表达则受限,并通过免疫组化进行验证。这些基因可能会进一步引导ADC靶向至肿瘤并限制其正常组织的暴露。
二、发现CDH靶向治疗的最优抗体(用于细胞毒素药物的递送并治疗CDH6阳性肿瘤)
利用噬菌体上展示的人组合抗体库进行多叉抗体生成运动,筛选出38个独特的免疫球蛋白(IgG)特异性结合CDH6,基于胞内活性、抗体亲和力和抗原表位多样性等指标评价,选择其中10个IgG与SMCC-DM1偶联并在皮下OVCAR3细胞异种移植模型中进行评价。最后得出,LTV977抗体在体外具有高效、靶向性及浓度依赖性的ADC活性。
三、CDH6靶向抗体LTV977的靶向性验证及细胞活性
通过ELISA检测,LTV977可与CDH6结合而无法结合CDH9和CDH10,并在OVCAR3(内源性表达CDH6)和OVACR8-CDH6阳性中相结合,而在OVCAR8-CDH6阴性细胞中没有结合。同时展示了与CDH6复合的相应Fab片段的晶体结构,通过免疫共沉淀得出E-cadherin蛋白同源结构域5(EC5)提供足够空间与抗体结合,并揭示CDH6与抗体结合过程中CDH6残基Tyr575和Asp574的必要性。
此外,通过JURKAT-NFAT-luc报告分析和共培养细胞毒试验,LTV977可诱导Fc介导的效应器功能,包括抗体依赖性细胞毒性和补体依赖的细胞作用。
四、体内试验优化CDH6-ADC的连接子
选择不可裂解的连接子连接药物(SMCC-DM1)、可裂解的SPDB-DM4和不可裂解的sulfo- SPDB-DM4。通过CDH6表达的OVCAR3细胞异种移植动物模型和肿瘤患者来源动物模型(PDX),得出sulfo- SPDB-DM4为最优的连接子。
五、CDH6靶向ADC的安全性(大鼠及非人灵长类)
通过大鼠和猕猴毒性试验考察CDH6-ADC的临床前耐受性。利用CDH6的物种交叉反应抗体检测正常大鼠、猕猴和人组织中CDH6的表达从而评价大鼠和猕猴是否适用于CDH6靶向的安全性评价,结果显示CDH6在正常肾和肝胆管中表达,而在皮肤基底层不表达。将靶向的CDH6-sulfo-SPDB-DM4或无靶向的IgG1-sulfo-SPDB-DM4作用于大鼠和猕猴,CDH6-sulfo-SPDB-DM4的耐受性良好,并称之为ADC HKT288。
六、HKT288 在肾透明细胞肿瘤的PDX模型中可起到靶向的抗肿瘤作用
七、在未经选择的卵巢癌患者来源移植临床试验(PDX clinical trial, PCT)中,HKT288 可在1/3受试者中引起靶向依赖的、强大且持久的抗肿瘤反应
这篇文章的亮点,在于发现有ADC抗肿瘤药物的缺陷,并针对该缺陷挖掘得到ADC的优质靶标,进一步优化靶标,安全性的验证及深入展开临床前研究,包括在PDX和PCT模型中的研究。
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