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ADC平台梳理:正大天晴、康宁杰瑞、百奥泰篇

医药速览 BiG生物创新社
2024-10-13

图1. ADC通过不同途径杀伤癌细胞的机制概述

抗体偶联药物(Antibody-drug conjugates, ADC)是一类针对癌症的生物治疗药物,它结合了单克隆抗体(mAb)的靶向能力和细胞毒性药物(Payload,有效载荷)的抗癌能力。抗体和有效载荷通过连接子(Linker)进行连接,允许将特定药物递送至抗体靶向的癌细胞。ADC进入细胞后,连接的有效载荷被释放并杀死细胞(图1)[1]。虽然ADC旨在靶向并杀死肿瘤细胞,同时不伤害健康细胞,但第一代ADC平台存在一些局限性,导致ADC的治疗窗狭窄且对患者具有不可接受的毒性。
针对上述问题,本专题系列将总结归纳国内外知名企业应用的ADC技术平台。


前几期主要介绍了Synaffix、Mersana、Thiologics、Concortis、MediLink、KELUN、DualityBio和荣昌生物宜联/映恩/科伦博泰ZmworksByondis的ADC技术平台,今天将继续介绍一些公司的ADC技术:

作者:知乎_西山含黛

  01  


正大天晴ADC药物的研发管线主要集中于HER2、Claudin18.2靶点。

HER2靶点

正大天晴所开发的靶向HER2的ADC对标第一三共的Enhertu (Trastuzumab deruxtecan, DS-8201)[2]。DS-8201 (US10155821B/CN105829346B)是由曲妥珠单抗(Trastuzumab,US5821337A,已过期)和喜树碱类似物Deruxtecan (DXD,US5658920A,已过期)由可切割Linker (MC-GGFG)偶联构建。2022年2月17日,正大天晴公布了靶向HER2的ADC专利-WO2022033578[3]该专利别出心裁地在Linker上引入氘代基团,将用于反应机理研究的氢氘交换放置到ADC的构建当中,巧妙地规避了第一三共关于DS-8201的专利。
WO2022033578专利中构建的ADC通式为Ab-(L-U)n,其中Ab表示抗体部分,涉及Trastuzumab以及利用“Knobs-into-holes”方法[4](H435R、Y436F)[5]构建的双特异性抗体(Bispecific Antibody, BsAb) 23C2 Her2-2 (针对HER2不同表位ECD2+ECD4);L表示Linker部分,专利实施例中采用的仍是MC-GGFG,但对其氘代衍生物进行说明并保护(MC-GGFDDG/GGFGDD,R1=R2或R1≠R2);U表示细胞毒性药物部分,属于依沙替康衍生物-DDDXD,其在NCI-N87肿瘤细胞试验中活性(IC50=4.01 nM)优于DXD (IC50=4.45 nM);n为所构建ADC的DAR值,采用Xevo G2-XS高分辨质谱测量。

该专利中构建ADC的偶联方法仍是利用抗体链间二硫键,TCEP还原后进行偶联(图2上),构建Trastuzumab-DDDXD (DAR=7.7)和23C2Her2-2-DDDXD (DAR=5.8)。内吞实验方面,针对NCI-N87与SK-BR-3两种HER2+细胞的实验结果表明anti-Her2双抗ADC的内吞均强于曲妥珠单抗ADC (图2中);细胞活性方面,针对NCI-N87、BT474与SK-BR-3三种HER2+细胞的实验结果表明anti-Her2双抗ADC的细胞杀伤能力优于曲妥珠单抗ADC (图2下)。

图2. 氘代ADC的构建及其生物学活性评价

氘化药物作为新化学实体(NCE),可在不损失药物活性的前提下,通过改善其药代动力学特征,增加药物暴露量,减少特定代谢产物、改善代谢谱,降低首过效应、增加生物利用度等优势[6]。正大天晴利用自身技术优势,WO2022033578专利不仅保护了具有氘代修饰的DXD,还在权利要求中明确保护了可切割Linker-DXD的氘代结构(图2上);此外,该专利还公布了氘代Linker及DDDXD的合成路线,在Linker的合成过程中也完美避开了第一三共专利中所保护的结构。

正大天晴已为该专利技术转化的HER2双抗ADC-TQB2102申报临床Ⅰ期实验(NCT05735496),适应症为晚期恶性肿瘤,目前还未招募患者入组[7]目前,国内外尚无靶向HER2双抗ADC上市,预期TQB2102将在恶性肿瘤领域体现出显著的疗效,成功上市后将为广大的恶性肿瘤患者带来全新的治疗选择。

Claudin18.2靶点

Claudin 18.2 (Claudin18亚型2)由CLDN18基因编码,属于Claudin蛋白家族[8]。Claudin18.2在正常情况下低表达,充当通透性屏障;当其异常表达时,会使屏障功能受损、组织通透性增加,为肿瘤的转移打开“方便之门”,高表达的Claudin18.2通常预示着肿瘤的增殖分化和侵袭转移。作为泛癌靶点,Claudin18.2被认为继HER2之后的又一明星靶点。

正大天晴研发的一种靶向Claudin18.2的ADC-TQB2103,适应症为晚期恶性肿瘤。TQB2103采用具有自主知识财产权(中国生物制药有限公司)的Claudin18.2单抗,具有更强的靶细胞结合和内吞活性,且结合特异性更优;TQB2103的抗体部分与阳性肿瘤细胞表面的Claudin18.2抗原结合,ADC复合物通过内吞作用转移到溶酶体,接头在溶酶体中被酶切并释放小分子毒素,导致DNA损伤和阳性肿瘤细胞死亡,甚至通过旁观者效应杀死邻近的阴性肿瘤细胞;通过高DAR值、低毒性的毒素分子设计,有望在增强TQB2103药效的同时降低毒性,扩大治疗窗口。临床前研究表明,TQB2103可显著抑制Claudin18.2+的人胃癌、胰腺癌细胞在裸鼠上的生长;在食蟹猴毒理实验中毒性可控,具有较大的治疗安全窗口[9, 10]

2023年2月10日,中国生物制药宣布,自主研发的1类新药注射用TQB2103已向中国国家药品监督管理局药品审评中心(CDE)提交临床试验申请并获得受理(CTR20231316);4月27日,正大天晴启动首次临床研究。

目前国内共有多个靶向Claudin 18.2 ADC在研,布局企业包括荣昌、恒瑞、君实、石药、科伦等。作为“明星”靶点,期待该方面的研究能有更多振奋人心的消息,造福患者。

  02  


针对HER2靶点的双特异性ADC除了前述的TQB2102外,还有康宁杰瑞的利用自主研发的双特异性抗体KN026[11, 12]构建的JSKN003[13]

KN026是康宁杰瑞采用具有自主知识产权Fc异二聚体平台技术(Charge Repulsion Improved Bispecific, CRIB)[14, 15]开发的HER2双特异性抗体,可同时结合HER2的两个非重叠表位,导致HER2信号阻断,优于曲妥珠单抗和帕妥珠单抗联用的效果;同时,KN026对HER2中低表达肿瘤和曲妥珠单抗抗性细胞株也有抑制作用。

图3. 糖定点偶联平台技术构建双特异性ADC

基于以上KN026的活性优势,对其糖基化位点进行工程化改造,制备双特异性ADC-JSKN003 (图3)[16]。BsAb在UDP-GalNAz存在的情况下经β-1,4-半乳糖基转移酶(β-1,4-al-T1)催化在糖基化位点上引入-N3基团,与DBCO-PEG4-GGFG-DXD发生环张力驱动叠氮炔基环加成反应(Strain-Promoted Alkyne-Azide Cyclo-additions, SPAAC)反应构建JSKN003,其DAR值约为4。与DS-8201相比,JSKN003对HER2高表达阳性肿瘤细胞(NCI-N87\BT474)的杀伤效果更好。利用SK-BR-3+MDA-MB-468混合细胞系(1:1)进行旁观者效应研究,JSKN003在2-50 nM浓度下比DS-8201有更强的旁观者杀伤能力;利用该种糖定点偶联平台构建的JSKN003在HER2高表达的细胞体系中较DS-8201显示更高的ADCC活性,表明该种偶联方法保留偶联母分子抗体的ADCC活性;JSKN003在40 nM时内吞效率是DS-8201的2.33倍,说明JSKN003对靶点介导的信号通路抑制能力更强,肿瘤杀伤力远强于DS-8201,肿瘤抑制能力更强,该结论也在BxPC-3肿瘤模型动物实验中得到验证;此外,JSKN003具有更好的血清稳定性。

目前,JSKN003正在澳大利亚开展一项多中心、开放标签、剂量递增及首次人体研究的Ⅰ期临床研究(NCT05494918),在中国的新药临床试验申请(IND)已获得中国国家药品监督管理局批准(NCT05744427, Ⅰa/Ⅰb, Not yet recruiting)。

针对HER2靶点的双特异性ADC除上述提及的TQB2102和JSKN003外,还有Zymeworks的ZW49[17]、阿斯利康的MED14276[18]等。目前,双抗ADC仍处于起步阶段,其安全性和有效性是否具有更好的表现还需要再临床实验上进一步验证。

  03  


百奥泰在研ADC管线包括以下五款:BAT8006[19]、BAT8007[20]、BAT8008[21]、BAT8009[22]和BAT8010[23]基于旧有平台构建的ADC-BAT8001[24]\BAT8003[25]已经终止研究。

虽然接连折戟2个ADC药物,但百奥泰并未放弃该领域的研发工作。结合早期ADC失败的原因,百奥泰迅速构建了新一代的ADC技术平台,本部分将重点介绍专利WO2023061457 (CN115429893,表1)中涉及的ADC技术[26]

表1. WO2023061457专利技术的简单梳理

相较于初代ADC技术平台,新一代技术平台将美登素衍生物换成了拓扑异构酶I抑制剂。同时,对所构建ADC的Linker进行了大规模的优化,通过分支Linker引入PEGylation修饰,1)改善ADC的水溶性,减少因细胞毒素药物疏水性导致的ADC聚集,在高DAR值的情况下也能保持一定的稳定性;2) PEGylation增加药物分子的体积,降低其被肾脏的过滤速度,从而延长体内的半衰期[27];此外,3)PEGylation带来的空间位阻是否影响Linker酶切、细胞毒性药物释放还需要进一步验证。

利用上述新一代ADC技术平台,百奥泰重新立项多个ADC产品研发项目,并于2022年迅速将五款ADC产品推进至临床I期实验(表2)。

表2. 百奥泰新一代ADC药物的研究概况

百奥泰利用专有的Linker-payload技术平台,使ADC (BAT8010,可切割Linker,对标Enhertu)中的细胞毒素药物能够在血液循环系统中稳定存在,同时可在肿瘤细胞中被切割释放,相较于其初代ADC技术平台(BAT8001,不可切割Linker,对标T-DM1)而言,使其旁观者效应得到广泛发挥,能够杀伤附近的肿瘤细胞,克服肿瘤细胞异质性。

基于以上ADC新技术平台优势,希望百奥泰能够凤凰涅槃,断腕重生!
本专题-国内外知名企业应用的ADC技术平台-首发自:医药速览,将会陆续更新,欢迎转发关注。


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由于时间仓促,若有纰漏/不足,欢迎各位批评指正(dyc21@mails.tsinghua.edu.cn),谢谢!

 主要参考文献 


1.Fu, Z., et al., Antibody drug conjugate: the "biological missile" for targeted cancer therapy. Signal Transduct Target Ther, 2022. 7(1): p. 93.

2.Ogitani, Y., et al., DS-8201a, A Novel HER2-Targeting ADC with a Novel DNA Topoisomerase I Inhibitor, Demonstrates a Promising Antitumor Efficacy with Differentiation from T-DM1. Clinical Cancer Research, 2016. 22(20): p. 5097-5108.

3.Zhang, X., et al., Antibody drug conjugate against a HER2 target. 2022, Chia Tai Tianqing Pharmaceutical Group Co., Ltd.

Nanjing Shunxin Pharmaceuticals Co., Ltd. Of Chiatai Tianqing Pharmaceutical Group.

4.Ridgway, J.B., L.G. Presta, and P. Carter, 'Knobs-into-holes' engineering of antibody CH3 domains for heavy chain heterodimerization. Protein Eng, 1996. 9(7): p. 617-21.

5.Jendeberg, L., et al., Engineering of Fc(1) and Fc(3) from human immunoglobulin G to analyse subclass specificity for staphylococcal protein A. J Immunol Methods, 1997. 201(1): p. 25-34.

6.Chandra Mouli, H.M., et al., Deuterated driven new chemical entities: An optimistic way to improve therapeutic efficacy. Bioorg Chem, 2023. 135: p. 106490.

7. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT05735496?term=TQB-2102&draw=2&rank=1.

8.Grizzi, G., et al., Anti-Claudin Treatments in Gastroesophageal Adenocarcinoma: Mainstream and Upcoming Strategies. J Clin Med, 2023. 12(8).

9.https://www.sinobiopharm.com/userfiles/files/E23020343-Sino%20Bio-PA(3).pdf.

10.https://www.adcreview.com/drugmap/tqb2103/.

11.Zhang, J., et al., First-in-human HER2-targeted bispecific antibody KN026 for the treatment of patients with HER2-positive metastatic breast cancer: results from a phase I StudyHER2-targeted bispecific antibody KN026 in MBC. Clinical Cancer Research, 2022. 28(4): p. 618-628.

12.https://www.alphamabonc.com/pipeline/kn026.html.

13.https://www.alphamabonc.com/pipeline/jskn003.html.

14.Xu, T., Preparation of heterodimeric antibodies with mutagenic CH3 structural domain to enhance stability, specificity and therapeutic efficacy. 2017, Suzhou Alphamab Co., Ltd.

15.Xu, T., et al., Therapeutic heterodimeric Fc proteins and preparation method based on charge network. 2013, Suzhou AlphaMab Co., Ltd.

16.Xu, T., et al., Antibody-drug conjugate targeting human HER2 and application in tumor immunotherapy. 2023, Jiangsu Alphamab Biopharmaceuticals Co., Ltd.

17.Jhaveri, K., et al., 460MO Preliminary results from a phase I study using the bispecific, human epidermal growth factor 2 (HER2)-targeting antibody-drug conjugate (ADC) zanidatamab zovodotin (ZW49) in solid cancers. Annals of Oncology, 2022. 33: p. S749-S750.

18.Makawita, S. and F. Meric-Bernstam, Antibody-drug conjugates: patient and treatment selection. American Society of Clinical Oncology Educational Book, 2020. 40: p. 105-114.

19.mai, s., et al., Abstract P4-01-12: BAT8006, a novel FRα ADC with strong bystander effect, for the treatment of advanced solid tumor. Cancer Research, 2023. 83(5_Supplement): p. P4-01-12-P4-01-12.

20.https://www.adcreview.com/news/first-patient-dosed-in-phase-1-study-for-bat8007-an-antibody-drug-conjugate-targeting-nectin-4/.

21.Mei, X., et al., Abstract P4-01-32: BAT8008, a novel Trop-2 ADC with strong bystander effect, for the treatment of Trop-2 positive cancer. Cancer Research, 2023. 83(5_Supplement): p. P4-01-32-P4-01-32.

22.https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-drug/def/anti-b7-h3-antibody-drug-conjugate-bat8009.

23.https://www.businesswire.com/news/home/20230306005401/en.

24.Hong, R., et al., Safety, tolerability, and pharmacokinetics of BAT8001 in patients with HER2‐positive breast cancer: An open‐label, dose‐escalation, phase I study. Cancer Communications, 2021. 41(2): p. 171-182.

25.Tang, W., et al., Development of a potent Trop-2 antibody-drug conjugate, BAT8003, for the treatment of Trop-2 positive gastric tumors. Cancer Research, 2019. 79(13_Supplement): p. 4821-4821.

26.Tang, W., et al., Antibody-drug conjugate and application thereof. 2023, Bio-Thera Solutions, Ltd.

27.Gupta, V., et al., Protein PEGylation for cancer therapy: bench to bedside. J Cell Commun Signal, 2019. 13(3): p. 319-330.

28.https://bio-thera.com/plus/view.php?aid=834.

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