2021年2月4日 注意,这些资料是旧的。
一、ADC药物概述
(一)ADC药物特点ADC药物的设计思路是将抗体与细胞毒药物进行偶联,从而同时发挥抗体高特异性与细胞毒小分子的高毒性,利用抗体-抗原的高度靶向结合将药物输送至肿瘤部位,将细胞毒药物强大的细胞杀伤能力集中于肿瘤细胞,降低正常组织的毒副作用。 ADC药物由单克隆抗体、偶联链(linker)和细胞毒性小分子药物三部分组成。小分子药物通过偶联链连接至单抗,ADC药物依靠单抗对肿瘤细胞相关抗原的特异性和靶向性达到肿瘤细胞,并通过内吞作用进入细胞,偶联链在细胞内低PH值或溶酶体蛋白作用下断裂,释放出细胞毒药物。ADC药物的出现填补了抗体药物和传统化疗药物之间的空白,提高了药物的特异性并改善了治疗窗口。 1、靶点选择ADC药物目前主要应用于肿瘤领域,因此要求抗原靶点能够在肿瘤细胞高表达,而在正常组织中低表达或者不表达,或仅在特定组织类型中有表达,此标准已足够严格导致很难找到好的靶点,因此在选择靶点时,还需要综合其他因素,包括表达该抗原的细胞类型、细胞所处的周期状态(如分裂期或静止期)、靶点的表达水平、以及靶点可及性等;其次,目标抗原应该存在于细胞表面,以便循环的mAb可进入。同时抗原靶点应具有一定的内吞能力,触发ADC-抗原复合物转运到细胞内。而肿瘤细胞表面抗原数量通常有限,抗原-抗体复合物的内化过程通常效率低下,所以,靶点的选择具有一定挑战性。 目前已上市的ADC药物中,CD22、CD30、CD33、CD79b、BCMA等5个靶点的适应症为血液瘤;HER2、Nectin-4、Trop-2这3个靶点的适应症为实体瘤。关于靶点的可及性,实体瘤相对于血液肿瘤而言,具有更高的阻碍性。实体瘤的微环境等因素导致药物难以渗透,就这一层面而言,血液肿瘤的可及性更好,这也是为什么ADC药物会先在血液肿瘤领域取得突破的关键因素所在(2011年FDA批准Adcetris治疗霍奇金淋巴瘤和间变性大细胞淋巴瘤)。除了以上几种已有上市产品外,针对CD19、Mesothelin、PSMA、EGFR、Nectin-4、CD56、CD138、CD74等的ADC药物也进展较快或较为热门。 (1)HER2靶点HER2阳性作为乳腺癌中的高发类型,在膀胱癌和胃癌等癌种中也有较高发生率。HER2作为乳腺癌治疗中的重要靶点已经经过了多年开发,相关单抗、小分子和ADC药物均有上市,全球目前共批准两款治疗乳腺癌的ADC药物:Kadcyla和Enhertu。Kadcyla作为第二代ADC药物,在和拉帕替尼+卡培他滨对比的EMILA研究中展现出出色的OS和PFS,2013年被FDA批准用于治疗既往已接受赫赛汀和紫杉烷化疗的HER2阳性转移性乳腺癌患者(二线治疗);2019年又因在KATHERINE研究中表现出能够显着降低术后50%的复发风险,被批准用于接受术前新辅助治疗后存在残留浸润性疾病的HER2阳性早期乳腺癌患者的术后辅助治疗。根据目前注册登记的临床实验情况来看,Kadcyla仍在进一步拓展乳腺癌使用场景。Enhertu原研为第一三共,后将日本以外开发权转让给阿斯利康,Enhertu使用第一三共专有的DXd技术改善疏水性,使其能够装载7-8个效应分子,是已经获批ADC的2-4倍,其效应分子为一种创新DNA拓扑异构酶抑制剂Dxd,活性是伊立替康的10倍,此外Enhertu还具有稳定且能被特异性切割的连接子和较强的细胞膜渗透能力,因此Enhertu受到了业界很高关注并且也取得了很好的治疗效果,获得多个突破性药物资格,尤其是在多线治疗后的乳腺癌及其他HER2阳性/突变的癌种方面。2019年12月Enhertu获得FDA加速批准用于在转移性疾病中已接受过2种或2种以上抗HER2药物治疗的HER2阳性转移性乳腺癌患者。国内荣昌生物的在研药物RC-48也在除乳腺癌之外的尿路上皮癌和晚期胃癌方面取得优异疗效,RC48通过CDR移植得到一个全新的、亲和力更强、内吞效果更好的人源化抗体,比曲妥珠单抗有更强的结合细胞表面HER2的亲和力,并且RC48的裸抗也有移植肿瘤生长的能力且强于曲妥珠单抗。在尿路上皮癌和胃癌方面,目前RC48已在国内提交了胃癌的NDA,尿路上皮癌也将于明年申报NDA,海外方面尿路上皮癌适应症获得了FDA的突破性疗法认定,并直接在美国进行2期临床,胃癌适应症也获得了FDA授予孤儿药资格。从以上药物研究可以看出,HER2-ADC药物在HER2表达的相关癌种治疗方面取得持续突破,如乳腺癌、胃癌、膀胱癌、结直肠癌,凸显了在HER2靶点研究已经趋向成熟的当下,ADC药物进一步拓宽了靶向治疗的应用范围,成熟靶点的赛道潜力被进一步挖掘,尤其是在后线治疗和低表达的肿瘤方面将会出现更加出色的疗效表现。(2)CD家族CD抗原已经成为血液肿瘤治疗的重要靶抗原,占目前已上市ADC药物的比重较大。从靶点来看,目前在CD30、CD22、CD33及CD79b的靶点已有药物批准上市,多集中于血液瘤,如白血病、淋巴瘤和非霍淋巴瘤等。在研靶点中,有CD19、CD56、CD138、CD37等靶点均有药物在推进临床,其中CD19是治疗多种B细胞恶性肿瘤的理想靶点,近两年已经超越pd-1和pd-l1成为肿瘤免疫治疗领域中最热门的研发靶点,同时也是CAR-T疗法的靶点,目前还未有靶向CD19的ADC药物上市,但已有ADCT-402(loncastuximab tesirine)申请FDA上市用于治疗复发/难治性弥漫性大B细胞淋巴瘤(r/r DLBCL),因此基本已经验证CD19在ADC领域的成药性,后续有望看见同靶向药物陆续上市。从适应症来看,目前CD系列靶点的 ADC 药物仍集中在血液瘤开发中,实体瘤方面还没有观察到实质性进展,靶向CD56的IMGN901(Lorvotuzumab mertansine)曾经体现出治疗小细胞肺癌效果出色,但因潜在的患者感染问题而被搁置,因此未来在CD系列方面实体瘤是一个有待突破的方向。(3)TROP2靶点Trop2是由TACSTD2基因编码表达的细胞表面蛋白,其高度表达在肿瘤生长过程中起关键作用,还与更具侵袭性的疾病和预后不良相关,其高表达和表达差异化的特点是很好的ADC药物靶点选择。2020年首个Trop2靶向的ADC药物Trodelvy经FDA快速审批通过,用于先前已接受过至少两种疗法治疗转移性疾病的转移性三阴性乳腺癌(mT NBC)成人患者。Trodelvy使用人源化IgG1单抗和拓扑酶抑制剂SN-38偶联而成,靶向在90%以上三阴性乳腺癌中表达的细胞表面糖蛋白Trop2。由于TROP2在多种癌症类型中高度表达,可用于治疗多种不同癌症,因此后续有望看见靶向Trop2的ADC在多项癌种中发挥作用,且目前从第一三共和Immunomedics公司公布的初步临床试验数据来看,靶向Trop2的ADC药物在非小细胞肺癌、尿路上皮癌及乳腺癌其他亚型方面都展现出不错的疗效,在中国已有多家生物医药和技术公司开始开发靶向TROP2的抗体偶联药物。(4)BCMA靶点BCMA又名TNFRSF17,是TNF-receptor家族的一员,在自身免疫疾病和体液免疫中均有重要作用,于霍奇金淋巴瘤、多发性骨髓瘤等疾病有很大关系。GSK的Blenrep是全球首个获批的靶向BCMA的ADC药物,Blenrep的获批不仅标志着BCMA靶点在ADC领域的成功,更说明了ADC药物具有治疗复发或难治性疾病方面的潜力。(5)c-Met靶点C-Met是具有络氨酸激酶活性的膜表面受体蛋白,C-Met相较于正常组织,在肿瘤组织有明显高表达情况,C-Met信号通路过度活化与多种恶性肿瘤的发生有密切关系,靶向C-Met的ADC现在还处于相对早期,在研药物中进展最快的是艾伯维开发的ABBV-399,非小细胞进入临床2期,目前国内多家企业进行跟随布局如恒瑞、荣昌等,充分说明了C-Met的潜力。(6)ROR1靶点ROR1是一种跨膜酪氨酸激酶受体,在多种血液癌症和实体瘤中显着提高,血液瘤包括B细胞慢性淋巴细胞白血病(CLL),急性淋巴细胞白血病(ALL),非霍奇金淋巴瘤(NHL)和髓系血液癌症,实体瘤包括结肠癌、肺癌、胰腺癌、卵巢癌等多种癌症,因此成为备注关注的肿瘤特异性靶点。2020年11月5日默沙东斥资27.5亿美元收购VelosBios公司,获得其主打在研产品VLS-101,是靶向ROR1的ADC 药物,此外今年基石药业也宣布同LegoChem公司合作一款靶向ROR1的ADC药物LCB71,可见ROR1靶点在ADC药物中应用的潜力,以VLS-101在治疗血液肿瘤的1期临床为例,经过多重其他抗癌疗法治疗的MCL患者ORR达到 47%,弥漫性大B细胞淋巴瘤患者的ORR达到 80%,未来ROR1靶点有可能产生新一代的ADC明星药物。(7)非癌症适应症随着ADC设计技术的成熟,全球多家生物医药公司开始探索使用ADC治疗肿瘤学以外的适应症,包括眼科、免疫学、抗感染、内分泌/代谢等疾病领域。这些治疗非癌症适应症的在研ADC目前大部分仍然处于早期开发阶段,但比例逐步增加,在早期开发阶段的比例显着高于临床期开发的比例,未来随着临床前实验逐步向临床中后期推进,非癌症适应症可能成为ADC药物开发的下一片“蓝 海”。据不完全统计,在治疗非癌症适应症时的ADC药物中,绝大多数载荷为非细胞毒素药物,占研发项目90%,这些非细胞毒性药物载荷包括免疫调节剂、酶、以及反义寡核苷酸和siRNA等创新治疗模式,未来非癌适应症也有望迎来创新疗法。2、抗体选择高特异性和高亲和力是ADC药物中抗体应具有的主要特征。此外,抗体还应具有低免疫原性、低交叉反应性、适当的连接结合特性。目前所有的ADC抗体都是IgG分子,因其对靶点抗原的高亲和力和在血液中有较长的半衰期。相比其它IgG分子,IgG1的结合活性更好且更易于生产,多为ADC药物开发的首选。 早期的ADC多使用鼠源或嵌合抗体,容易引起人抗鼠抗体反应,目前ADC开发均采用人源化抗体或全人源化抗体。抗体的筛选需要考虑以下几个因素:特异性的结合、抗原抗体复合物介导ADC药物的内吞效率以及内吞后细胞内的准确定位(如溶酶体)等。此外,对于抗体的修饰,如对于抗体恒定区的糖基化修饰或者对于连接位点的修饰均有助于改善药物的特质和疗效。 3、毒素分子(Payload)毒素分子是决定ADC的杀伤力的关键因素,除需具有极高的毒性外,还需具有足够的水溶性及血清中的稳定性。目前临床使用的毒素药物根据作用机制可分为两类:(1)微管抑制剂,代表性的为奥瑞他汀类衍生物auristatins (MMAE、MMAF、MMAD),美登素及美登素类衍生物(DM1、DM4),通过与微管结合阻止微管的聚合从而阻滞细胞周期;(2)DNA损伤剂,以Calichemicin、duocarmycins、阿霉素类、卡奇霉素为代表,通过与DNA的小沟结合并促进DNA链烷基化,断裂或交联。这些高活性细胞毒化学药物与传统的化疗药物相比,对癌细胞具备更强的杀伤力,通常平均4~6个分子的剂量就可实现对靶向癌细胞杀伤。针对癌细胞不同作用机制荷载药物的开发,一方面有助于提高新一代抗体偶联药物有效性和安全性,另一方面有助于规避专利,同时也将提高药物的创新度和竞争力。 4、连接子(linker)连接子是ADC有效递送细胞毒性药物的基础,连接子必须在血液循环中保持稳定,否则会产生非预期的毒性,而在进入肿瘤细胞能够快速释放有效细胞毒药物以杀死癌细胞。 目前主要分为可裂解连接子和不可裂解连接子。可裂解连接子主要包括化学不稳定连接子,如酸不稳定性连接子(腙类,可在溶酶体等酸性环境有效裂解)和二硫化物的连接子(可在还原性的胞内环境被谷胱甘肽选择性裂解),以及酶催化裂解连接子(肽类连接子,可被蛋白酶裂解),主要是利用其在血液系统和肿瘤细胞的环境差异,低pH(酸敏感),蛋白酶水解(蛋白酶敏感)和还原环境(谷胱甘肽敏感),在肿瘤细胞内被快速分解,Adcetris使用的就是此类“可切除类”链接子;然而“不可切除类”链接子在整个药物血液运输过程中,始终保证抗体与化学药物偶联完整性,依赖ADC抗体成分被胞质和溶酶体蛋白酶完全降解,常见的有硫醚连接子,其在血浆中稳定性较好,半衰期较长,Kadcyla使用的便是此类“不可切除”链接子。 可裂解的连接子在ADC药物被裂解后释放出来的细胞毒药物可以穿透细胞膜并杀死周围的肿瘤细胞,被称为旁观者效应(bystander effect);与此相反,对于不可降解的连接子,抗体部分即使被蛋白酶降解,仍有氨基酸残基与连接子和细胞毒药物相连,这种带电荷的代谢产物无法有效的穿过细胞膜,因此通常不具备旁观者效应。
(二)ADC药物机制1、特异性结合抗体偶联药物通过其具有“制导”作用的抗体部分特异性结合癌细胞抗原表位,经过抗原介导的内吞作用使其进入癌细胞内部, 在细胞内部通过特殊的环境(如溶酶体或低pH值环境)释放出“弹头”高活性细胞毒性药物, 最终实现特异性杀死癌细胞,其作用机制详见图。抗体偶联药物也被认为是更高级的药物递送系统,其抗癌作用机制和抗体药物完全不同, 在业内被誉为具有新作用机制的抗体升级版药物。
2、ADCC效应抗体偶联药物提高了抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用 (antibody-dependent cell-mediated cyto‐toxicity,ADCC),该类药物的抗体Fab段结合病毒感染的细胞或肿瘤细胞的抗原表位, 其抗体的Fc段与杀伤细胞(NK细胞、巨噬细胞等)表面的FcR结合,从而介导杀伤细胞(NK细胞、巨噬细胞等)直接杀伤癌细胞。 3、抑制下游信号通路抗体偶联药物的抗体部分特异性结合癌细胞表位抗原靶点,抑制抗原受体下游信号传导,如罗氏的抗体偶联药物Kadcyla的抗体部分可与癌细胞HER2受体结合,抑制HER2与HER1、HER3或HER4形成异源二聚体,抑制细胞生长信号传导通路。同时HER2可以活化多种下游信号传导通路包括PI3K、MAPK等,Kadcyla的抗体阻碍了这些信号通路的正常传导,将癌细胞阻滞于调定点,诱导癌细胞凋亡。 4、旁观者效应“旁观者效应”(bystander):抗体偶联药物在癌细胞内释放的药物(或链接子-药物组合物)是可渗透或跨膜,这些释放的药物能够杀死相邻癌细胞,这种现象称为“旁观者效应”。实体肿瘤细胞抗原的表达通常是异质性,因此抗体偶联药物可能无法直接有效地杀伤邻近的抗原阴性癌细胞,当抗体偶联药物在癌细胞外或靶细胞内释放细胞毒素后,可释放出的小分子药物不仅可以杀死抗原阳性癌细胞,还可以通过旁观者效应杀死附近的其他癌细胞。同时该类药物旁观者效应还破坏了肿瘤生长的环境,如肿瘤基质细胞和肿瘤血管,从而进一步增强杀伤癌细胞作用。
(三)ADC药物生产技术1、药物抗体比(DAR,drug-to-antibody ratio)每个抗体上连接的细胞毒药物的个数即为药物抗体比(DAR,drug-to-antibody ratio)。从图可以看出,当DAR越大时,ADC药物的药物代谢速率增加,半衰期降低,全身毒性也会随之增加。理想状态下,DAR为4时,药物的疗效最高。因此在实际生产中,通过质量控制、纯化工艺将DAR小于2或DAR大于4的药物去除,以保证药物的均一性。如Thiomab技术,最早由Genentech公司报道,在特定位点插入半胱氨酸残基,随后与细胞毒药物进行位点专一的偶联,最终成品较为均一,DAR介于2-4的ADC药物占比较高。 2、关键质量因素关键因素 | 潜在不良影响 | 改进方向 | 药物抗体比 | 毒性、药代动力学、安全性 | DAR直接影响药物的安全性和疗效;生产过程中DAR被直接控制,DAR的变动区间应当缩小 | DAR种类组成 | 毒性、药代动力学、安全性 | 药品可能较强异质性,生产需要保持DAR的批次间一致性 | 游离药物 | 安全性 | 游离药物可能会增加全身毒性,需要去除 | 聚合物或者片段 | 免疫原性、药代动力学、毒性 | 工艺改进的方向是防止形成聚合物或移除聚合物,其形成可能由于接头药物的疏水性聚集、还原/氧化反应,溶剂改变了抗体结果 | 残留溶剂 | 安全性 | 溶剂用于在偶联抗体时溶解小分子药物,反应结束后将其移除 | 3、抗体偶联技术国际上Seattle Genetics、ImmunoGen和Immuno‐medic是抗体偶联药物研究领域的先驱和专业公司。大型制药公司中,罗氏借助ImmunoGen构建了最大的抗体偶联药物研发管线和技术平台,辉瑞、雅培从Seattle Genetics公司,礼来、诺华从ImmunoGen公司,默克从Ambrx公司分别引进抗体偶联药物技术平台或产品。 ADC共经历了三代技术变革,治疗窗口得到较大改善。第一代ADC的小分子毒性不够强,ADC不够稳定,大多以失败告终;第二代药物采用毒性更强大的小分子,克服了第一代效力不足的弱点,并对抗体进行了优化,但仍采用传统化学方式偶联,抗体偶联比(DAR)均一性差(0-8个甚至更高)且接头稳定性不佳,容易在血液中裂解造成严重毒副作用,目前共有两个第二代ADC药物获批上市(Adcetris和Kadcyla);第三代ADC药物的诞生主要得益于定点偶联技术的发展,如ThioBridge技术、非天然氨基酸偶联、酶促偶联等,更精确的偶联技术可控制高活性药物分子在抗体上偶联的位置和数量,抗体偶联药物的异质性会直接影响其在体内的分布和代谢,因此抗体偶联药物具有更高的均质性将会提高药物纯度、质控等。另外如抗体部分尺寸更小及结合力更高,药物分子能更好深入渗透至实体肿瘤,如新一类DARPin(designed ankyrin repeat proteins)-毒素偶联药物,DARPins是新一代的靶标-结合蛋白,其尺寸更小、结合力更高,因此DARPins是理想的靶向药物,可用于向肿瘤递送毒性小分子药物,实现高效定点杀死癌细胞。
(1)引入反应性半胱氨酸将抗体分子中某一氨基酸残基突变成半胱氨酸,再利用其与药物进行特异性偶联而合成ADC,消除链间二硫键破坏带来的影响,使用该方法的Genentech公司的Thiomab技术、Seattle公司的Engineered cysteinemAbs等。Thiomab采用基因工程技术在抗体特定位置处插入半胱氨酸残基,然后将半胱氨酸上的巯基和药物分子偶联合成位点专一的抗体−药物偶联物,其中抗体偶联比(DAR)为2的产物高达92.1%,这种定点偶联的方式既不会干扰免疫球蛋白折叠和组装,也不会改变抗体和抗原的结合模式。
(2)引入非天然氨基酸法引入非天然氨基酸法主要有Ambrx的EUCODE平台、Sutro Bioppharma的XpressCF+平台、Allozyne的AzAbs平台等。通过利用扩展遗传密码实现突破型蛋白疗法,使用一个可以特异性识别非天然氨基酸的酪氨酰-tRNA/氨酰-tRNA合成酶,通过中国仓鼠卵巢细胞(CHO)转染以代替琥珀密码子的第21个氨基酸,所得细胞即可用于合成带有基因译码—对乙酰苯丙氨酸残基的各种抗体,然后再与羟胺发生肟化反应,主要得到DAR为2的产物。 (3)酶催化法酶催化法主要有Catalent的SMART Tag,Pfizer的BTG平台等。酶催化利用基因工程技术使抗体中产生能被某些酶识别的相关氨基酸序列,再利用酶对底物的特异性将其中的特定氨基酸残基进行改造,从而实现定点偶联,目前主要应用转谷氨酰胺酶、糖基转移酶和分选酶A等。分选酶A(Srt A)是一种具有膜结合巯基转肽酶催化功能的酶,能识别蛋白中的主要序列LPETG并裂解苏氨酸(threonine)和甘氨酸间的肽键后形成一种稳定的中间体,再通过硫酯键把Srt A中的巯基连接到苏氨酸羧基上。 (4)二硫键还原法利用二硫键还原改造的技术有Abzena的Thiobridge平台、Lgenica Biotherapeutics的SNAP平台,Thiobridge原理是将单抗本身的二硫键还原,利用二溴(或二磺酸盐)试剂与还原的链间二硫化物反应,以提供重新桥接的mAb,得到主要的是DAR值为4的产物。
就上述四种定量偶联的原理及技术而言,二硫键还原和引入非天然氨基酸的特点更为明显,二硫键还原理论可以连接8个毒素小分子,在毒素连接数量方面具有更大优势;引入非天然氨基酸法在linker和小分子连接方面的化学键非常稳定,不易在血液中解离,因此血液稳定性好是其优势。 技术 | Linker与抗体连接 | 血液稳定性 | 毒素分子负荷 | 引入半胱氨酸残基 | 硫键 | 较稳定 | 2-4 | 二硫键还原 | 硫键 | 较稳定 | 4-8 | 引入非天然氨基酸 | 碳键 | 稳定 | 2 | 分选酶催化 | — | 较稳定 | 3.2 | 3、ADC药物放大化生产抗体偶联药物需要使用高活性细胞毒类小分子药物作为荷载药物,这类高活性细胞毒小分子药物的毒性非常大,举例说明即一个足球场内放一勺该类小分子 药物粉末就足以使人致死。所以该类细胞毒小分子药物在生产、使用过程中防护级别非常高,国际上Lonza和SafeBridge较为详细地研究过高活性细胞毒小分子药物职业接触限值(occupational exposure limits,OEL),另外Lonza和SafeBridge同时都把抗体偶联药物也列为需要高级别防护的药品种类,其在职业接触限值分类中,SafeBridge将抗体偶联药物归为第5类(OEL5),相当于最高防护级别。在抗体偶联药物生产过程中所有涉及高活性细胞毒类药物的称量、反应和质控等操作均需要采用隔离器等设备防护,避免该类小分子药物产生气溶胶扩散出来,同时也避免污染药品,另外也要做好工作人员的个人防护和培训。个人防护包括呼吸系统、手套、鞋套和一次性防护服等,如直接接触这类药物的工作人员需要穿着一次性无菌防护服,同时也要做好有毒废液的灭活处理工作。目前国内还没有抗体偶联药物商业化生产基地, 但是多家中大型制药企业已有布局或正在建设中,估计不久的将来就会投入商业化生产。 一次性材料和耗材在抗体偶联药物生产中的使用将会极大压缩生产周期,且可多产品灵活使用,所以一次性材料和耗材在该类药物生产中的应用将越来越广泛。因为抗体偶联药物生产过程中通常需要用到一定比例的有机溶剂,所以药物生产用材料(如一次性反应袋、超滤膜包、管路等)需要能够耐受有机溶剂且材料溶出物和析出物都需要符合法规要求,但长期来看其生产成本较高,需要综合考虑评估生产成本、效率和收益的平衡。 (四)ADC药物的改进方向1、寻找新靶点,扩大适应症范围由于靶点是将药物导向癌细胞的关键,因此新靶点的发现成为ADC拓展新适应症、获取更大市场空间的关键。截至目前部分新靶点ADC药物研发进展如下: 靶点 | 瘤种 | 药品名 | 公司 | 阶段 | TROP2 | 三阴性乳腺癌 | 特洛维Trodelvy | 免疫组学 | 2020.04获批上市 | Nectin-4 | PD-1/L1耐药的尿路上皮癌 | 下降 | 西雅图 | 2019.12获批上市 | CD79b | 弥漫性大B细胞淋巴瘤 | 政治 | 基因技术 | 2019.06获批上市 | FOLR1 | 上皮性卵巢癌、腹膜癌、输卵管癌 | Mirvetuximab Soravtansine | 免疫原 | 2016.03开始临床3期 | BCMA | 多发性骨髓癌 | 贝兰他单抗 | 葛兰素史克 | 2019.11开始临床三期 | CEACAM5 | 非小细胞肺癌 | SAR408701 | 赛诺菲 | 2020.03开始临床三期 | HER3 | 结直肠癌、非小细胞癌、乳腺癌 | U3-1402 | 第一三共 | 2020.07开始临床2期 | 2、寻找新毒性小分子,更加安全、有效由于肿瘤细胞表面抗原数量有限,抗体连接的小分子药物数量也有限,同时大分子穿过细胞膜的效率较低,因此能够进入肿瘤细胞内部的毒性小 分子数量有限,这就对小分子杀伤肿瘤细胞的效率要求较高。由于高毒性的要求,目前传统的细胞毒类抗肿瘤药组合ADC的试验多以失败告终,主流技术路线是采用auristatins和maytansinoids家族的衍生物,进入肿瘤细胞后破坏DNA或者微管从而抑制其增殖。 3、优化Linker设计理想的ADC药物应当在循环系统中保持稳定,尽可能减少毒性小分子的脱落以免造成过高不良反应,同时在进入肿瘤之后,又应当有效的释放毒性小分子以完成杀伤癌细胞的功能,两种目标的平衡则对linker的设计有很高的要求。 4、均一化DAR除寻找新的靶点、新的毒性小分子和优化linker设计之外,ADC类药物开发的也有其他的改进思路,如提升药物/抗体比率(DAR)的均一性。若每个抗体上结合的小分子药物数量波动范围较大,则裸抗体会与ADC竞争结合位点,从而削弱治疗效果;优化抗体分子与毒性小分子的结合,提升DAR的均一性有利于强化抗肿瘤效果。
二、ADC药物研发管线(一)国外公司名称 | 药物名称 | 靶点 | 小分子药物 | Linker类型 | 适应症 | FDA上市时间 | 西雅图遗传学 | Adcetris | CD30 | 甲基丙烯酸甲酯 | 可断键 | 霍奇金淋巴瘤和系统性简变性大细胞淋巴瘤 | 2011.8加速批准,2015.8完全批准 | 罗氏 | 卡西拉 | HER2 | DM1 | 不可断键 | HER2阳性乳腺癌 | 2013.2。 2020.3在国内获批上市 | Genentech/罗氏 | 政治 | CD79b | 甲基丙烯酸甲酯 | 可断键 | 弥漫性大B细胞淋巴瘤 | 2019.6 | 辉瑞 | 贝松萨 | CD22 | 卡奇霉素 | PH和氧化还原敏感 | 复发或难治性CD22+急性淋巴细胞白血病 | 2017.8
| 米洛塔格 | CD33 | 卡奇霉素 | PH和氧化还原敏感 | CD33+急性髓性白血病 | 2017(第二次)
| 阿斯利康 | Lumoxiti | CD22 | 甲基丙烯酸甲酯 |
| 毛细胞白血病 | 2018.9 | 第一三共/阿斯利康 | 恩赫图 | HER2 | dxd |
| 晚期HER2阳性乳腺癌/胃癌(日本) | 2019.12 | 免疫组学 | 特洛维 | Trop2 | SN-38 |
| 三阴性乳腺癌 | 2020.4 | 葛兰素史克 | 布伦列普 | BCMA | 奥斯他汀F |
| 多发性骨髓瘤 | 2020.8 | 安斯泰来/Seattle | 下降 | Nectin-4 | 甲基丙烯酸甲酯 | 可断键 | 局部晚期或转移性尿路上皮癌 | 2019.12 | (二)国内从靶点组成来看,国内企业仍然集中于追随热门靶点,如HER2、Trop2、CD19等,也有部分企业布C-Met、特殊糖蛋白抗体等相对早期的靶点;从抗体设计结构来看,毒素小分子多以MMAE系列为主,也有部分企业用自研的毒素小分子;从适应症方面来看,多集中于乳腺癌、胃癌及血液瘤方面。国内暂无国产ADC药物获批上市,荣昌生物的纬迪西妥单抗是国内首个提交新药上市申请的自主研发的ADC药物,用于治疗局部晚期或转移性胃癌,另有多家企业的ADC药物正处于临床或IND申请阶段。 公司名称 | 药物名称 | 靶点 | 适应症 | 研发状态 | 审评时间 | 荣昌生物 | 注射用纽迪西妥单抗(RC48)
| HER2 | 局部晚期或转移性胃癌 | 申请上市 | 2020.8.28 | HER2低表达的局部晚期或转移性乳腺癌 | 临床3期 | 2020.5.11 | HER2阴性局部晚期或转移性尿路上皮癌患者 | 临床2期 | 2019.12.26 | 胆道癌 | 临床2期 | 2019.10.17 | HER2过表达尿路上皮癌 | 临床2期 | 2019.1.8 | HER2过表达或HER2突变的晚期非小细胞肺癌 | 临床1期 | 2019.5.27 | RC88 | 间皮素 | 晚期恶性实体肿瘤 | 临床1期 | 2019.10.23 | RC108 | 满足 | 多种实体瘤 | IND | 2020.9.10 | 百奥泰 | 注射用BAT8001 | HER2 | HER2阳性的晚期乳腺癌有效性和安全性 | 临床3期 | 2018.2.22 | 注射用BAT8003 | Trop2 | 晚期上皮癌 | 临床1期 | 2019.4.1 | 多禧生物 | 注射用重组人源化抗Trop2单抗-Tub196偶联剂DAC-002 | Trop2 | 晚期实体瘤 | 临床1期 | 2020.9.15 | 注射用重组人源化抗HER2单抗-Tub114偶联剂DAC-001 | HER2 | HER2阳性乳腺癌和/或胃癌 | 临床1期 | 2019.6.21 | 东曜药业 | 注射用TAA013 | HER2 | 局部晚期或转移性HER2阳性乳腺癌患者 | 临床3期 | 2020.6.3 | 浙江医药 | ARX788 | HER2 | HER2阳性乳腺癌 | 2/3期 | 2020.8.27 | HER2阳性晚期胃癌 | 临床1期 | 2019.4.18 | 复星医药 | 重组HER2人源化单克隆抗体单甲基奥瑞他汀F偶联剂注射液 | HER2 | HER2阳性的晚期乳腺癌和/或晚期恶性实体瘤 | 临床1期 | 2019.4.23 | 科伦博泰 | 注射用A166 | HER2 | HER2表达局部晚期或转移性实体瘤 | 临床1期 | 2018.8.9 | 注射用SKB264 | 太多2 | 恶性实体瘤 | IND获批 | 2020.10.22 | 上海医药 | 注射用重组抗HER2单抗MCC0DM1偶联剂 | HER2 | HER2阳性的乳腺癌 | 临床1期 | 2019.3.21 | CD30单抗-DM1偶联剂 | CD30 | 简变性大细胞淋巴瘤、HL和皮肤T细胞淋巴瘤 | IND | 2018.3.9 | 美雅珂生物 | 注射用MRG003 | 表皮生长因子 | 晚期实体肿瘤 | 临床2期 | 2020.9.28 | 注射用MRG002 | HER2 | 晚期实体瘤 | 临床1期 | 2018.10.11 | 注射用MRG001 | CD20 | 非霍奇金淋巴瘤 | IND获批 | 2019.5.5 | 石药集团 | 抗HER2单抗-MMAE偶联药物注射液 | HER2 | HER2阳性晚期实体瘤 | 临床1期 | 2019.10.29 | 海正药业 | 抗HER2单抗偶联美登素衍生物 | HER2 | 乳腺癌 | 临床1期 | 2019.6.18 | 偶联海兔毒素衍生物 | HER2 | HER2阳性晚期实体瘤 | IND | 2018.3.30 | 浙江特瑞思 | 抗CD20偶联MMAE | CD20 | 复发或难治的CD20阳性B细胞非霍奇金淋巴瘤 | 临床1期 | 2018.11.29 | 恒瑞医药 | 注射用SHR-A1811 | HER2 | 乳腺癌 | 临床1期 | 2019.8.13 | 注射用SHR-A1403 | 满足 | 晚期实体瘤 | 临床1期 | 2019.1.31 | 齐鲁制药 | 抗HER2偶联DM1 | HER2 | 乳腺癌 | IND获批 | 2017.1.5 | 三生国健 | 抗HER2偶联DM1,二类治疗用生物制品 | HER2 | 实体瘤 | IND获批 |
| 复旦张江 | B003 | HER2 | 实体瘤 | 临床1期 |
| 天士力 | 145 | CD20 | 实体瘤 | 临床1期 |
| 昭华生物 | ZV03 | 糖蛋白 | 胰腺癌、卵巢癌和肺癌等 | 临床前 |
|
| ZV05 | 5T4 | 乳腺癌、胰腺癌和非小细胞肺癌等 | 临床前 |
| 启德医药 | GQ1001 | HER2 | 实体瘤 | 临床1期 |
| GQ1003 | Trop2 | 实体瘤 | IND |
| 云顶新耀 | 特洛维 | Trop2 | 三阴性乳腺癌三线治疗 | IND获批 | 2020.4 | 三、ADC药物产业链投资机会整体来看国内的ADC药物发展仍然处于追随海外先进公司的水平,在靶点、适应症和设计结构方面都有进一步提升潜力,因此未来不仅要结合国内具体情况关注国内即将商业化品种的市场价值,还应更多关注海外新技术的进展来评判国内研发平台或在研药物的潜力和成长空间。从投资价值角度来看,需要关注平台的外延价值、产品疗效新突破以及由于ADC生产高壁垒而带来的外包产业机会,平台价值、疗效新突破及外包产业为三大核心投资方向。 (一)可持续技术平台价值关注拥有某一或某几个领域专利技术的平台型公司,具备产品迭代和管线扩充的潜力; 公司 | 平台来源 | 技术名称 | 在研产品 | 荣昌生物 | 自研 | 硫桥 | RC48等 | 多禧生物 | 自研 | TubulysinB类似物系列 | DX-CH09等 | 百奥泰 | 自研 | 催化偶联方法 | BAT-8001等 | 诺灵生物 | 自研 | 高分子偶联方法 |
| 启德医药 | 自研 | 连续偶联工艺 | GQ001等 | 美雅柯 | 引进 | GlycoConne,HydraSpace | MRG003等 | 昭华生物 | 引进 | C锁,K锁 | ZV03等 | (二)疗效新突破新适应症扩展方面关注在疗效有新突破和新适应症方面有进展的潜力品种; (三)外包产业ADC药物复杂的工艺需要更加专业化的CMO平台从事从抗体、毒素分子、连接到成品的全覆盖合同开发与制造的一站式生产,目前约占70%的ADC药品生产外包给CMO企业。 四、企业分析(一)荣昌生物(9995.HK)荣昌生物打造其独有的抗体和融合蛋白平台、抗体偶联药物平台和双功能抗体平台,目前列为国内ADC药物开发企业“第一梯队”,涵盖ADC药物发现/优化、工艺开发、分析开发和生产,在研药物涵盖了HER2、间皮素、c-Met三种靶点,并申报了双功能细胞毒素、连接子、抗体药物缀合物制备等多项专利。 RC48是荣昌生物自主研发的抗体偶联药物(ADC),由全新HER2单克隆抗体、组织蛋白酶可裂解连接子和MMAE以及细胞毒性有效载荷组成,拥有丰富的在研适应症,包括Her2阳性的乳腺癌、胃癌、尿路上皮癌和胆道癌。RC48是国内首个获NMP批准进入临床的ADC药物。 (二)云顶新耀(1952.HK)云顶新耀的全部产品管线均来自license in,共有8款产品,涵盖肿瘤、免疫、心肾和感染性疾病4个领域。2019年4月云顶新耀与Immunomedics(IMM.US)订立许可协议,以成交额8.35亿美元的价格购买了Trodelvy在大中华区、韩国和某些东盟国家(不包括日本)等东南亚地区的独家开发及商业化权益,成为当时大中华地区最大一笔单一资产许可协议。2020年4月Trodelvy成功获得美国FDA批准,成为全球首个治疗转移性三阴性乳腺癌的抗体药物偶联物(ADC),也成为首个针对trop-2靶点的靶向药物。公司基于全球授权许可获得后期阶段的在研管线,成功率高,无需负担前期研发投入。 (三)多禧生物该公司目前已独立研发出4大类(微管蛋白抑制剂,DNA小沟槽抑制剂,DNA烷基化和RNA聚合酶抑制剂)近三十多个共轭体的小分子药物,五十几个新智能化链接体(包括定点定位链接技术),确定了24个癌细胞靶抗原(计划研发其中的11大类,24个靶向癌症药物),并申报了23个PCT(世界知识产权专利),多个专利已在多国授权。 至今多禧生物已投入1.2亿研发费用,目前其注射用重组人源化抗Trop2单抗-Tub196偶联剂(DAC-002)及注射用重组人源化抗Her2单抗-Tub114偶联剂(DAC-001)均处于临床I期。 (四)百奥泰(688177)百奥泰自主开发的靶向HER2的BAT8001,拥有独特的药物设计,既能特异性结合肿瘤细胞,又能在肿瘤细胞内释放化学毒素,高效杀伤肿瘤细胞。作为自主研发的国家一类新药,该产品相关技术已获得多项中国和美国专利授权。目前正在开展治疗HER2阳性晚期乳腺癌的Ⅲ期临床试验,是国内ADC药物研发进展最快的药物。 此外,百奥泰自主研发的靶向Trop-2 BAT8003,是国内首家针对该靶点提交IND的产品。BAT8003由糖基化修饰的重组人源化抗Trop2单克隆抗体通过稳定的硫醚键与Batansine进行共价连接而成,毒素分子Batansine获得多项美国、中国和其他国家专利授权。此外,BAT8003采用的是不可剪切式连接子,保证了ADC在体内循环的安全性,该连接子对酸、肽酶和组织蛋白酶均不敏感,不含二硫键,使ADC在血液循环中稳定一旦进入细胞即能释放药物。目前BAT8003已经获得NMPA的临床批件,正在开展临床I期试验。 (五)科伦博泰科伦博泰两款产品注射用A166和注射用SKB264均进行了中美双报。A166已进行了临床I期,拟用于HER2阳性乳腺癌、胃癌等恶性肿瘤的治疗。A166是全球首个通过赖氨酸定点定量偶联、具有创新连接子和高活性毒素小分子的第三代抗HER2 ADC,注射用SKB264则通过新型偶联方式实现高毒素负载,其偶联方式和毒素小分子具有自主知识产权。 (六)美雅珂美雅珂斥资1.25亿美元购买了荷兰一家生物技术公司Synaffix的定点偶联技术GlycoConnect™以及高极性化的连接子技术HydraSpace™,以提升ADC的有效性和耐受性。目前处于IND及临床阶段的有MRG001、MRG002、MRG003三款ADC药物,其中注射用MRG003已处于临床II期。涵盖CD20、HER2、EGFR三种靶点,涉及结直肠癌、头颈癌、胃癌、乳腺癌、非霍奇金淋巴瘤等领域。 总结: - ADC药物研发热情高涨,正迎来爆发期。ADC药物作为单克隆抗体和小分子毒性药物结合体,兼具抗体药物靶向性和化疗药物肿瘤杀伤性。随着技术不断迭代和成熟,ADC药物先后共经历三代技术变迁,第三代定点偶联技术的应用使得ADC药物功能更加均一、稳定和有效,在治疗上取得越来越好的成果。2019-2020两年间共有6款ADC药物获FDA批准上市,其中较早上市的Adcetris和Kadcyla于2019年销售额分别达10.81亿美元和15.72亿美元,已成为“重磅炸弹”产品,此外Polivy,Enhertu和Trodelvy也有成为重磅炸弹的潜力,目前制药界对ADC的研发热情高涨,未来有望看到更多ADC药物获批上市。
- ADC药物专利技术将成为ADC药企的核心竞争力。一个高效的ADC药物需要综合考虑抗体(靶点及抗体筛选优化)、小分子药物、接头及连接技术及其之间的有效组合,ADC药物产业链上游主要由掌握这三部分核心技术的研发企业主导,未来技术平台专利价值将不断凸显,掌握更多专利技术将成为ADC药企的核心竞争力。
- 国内ADC起步较晚,仍集中于热门靶点。国内从事ADC药物开发的企业大多由单抗等生物药业务转化而来,近两年市场逐渐出现专注于ADC技术领域的药企如诺灵生物、启德医药、多禧生物等,目前国内ADC研究靶点主要集中在HER2和CD家族。整体来看国内ADC药物发展相较于国外在抗体靶点、适应症和ADC结构设计等方面均存在进一步提升空间,随着2020年首个国产ADC药物荣昌生物RC48申报上市,标志着中国ADC药物商业化元年的到来,未来以投资价值角度来看,需重点关注ADC药企技术平台的可持续价值、产品适应症的新突破及ADC药物复杂工艺催生的外包CMO/CDMO产业机遇。
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