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双抗ADC系列第八期 | 靶向 HER2 的双抗原 BsADC 能否成为乳腺癌治疗的破局之刃？

08月31日

编译：肿瘤资讯

来源：肿瘤资讯

双抗ADC（BsADC）代表了乳腺癌治疗中一个充满前景且快速发展的前沿领域，具有重塑治疗格局的潜力。同时靶向 HER2 和快速周转受体（如 CD63、PRLR 和 APLP2）的双靶点 BsADC 可进一步优化 HER2 靶向 ADC 的内化和溶酶体转运，具有增强细胞毒性和降低临床应用 HER2 阈值的潜力。值得注意的是，这些创新策略虽然展现出令人信服的临床前概念验证，但尚未进入临床试验，凸显了将这些设计转化为治疗药物的挑战。

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表：乳腺癌治疗中处于开发阶段的BsADC

靶向 HER2×CD63 的 BsADC

CD63 是四跨膜蛋白超家族的成员，表现出广泛但非普遍的表达。它主要定位于细胞表面、晚期内体和溶酶体。CD63 的胞质结构域包含 YXXØ 共有基序，使其能够与衔接蛋白（AP）相互作用并招募网格蛋白包被。这种与 AP-2/AP-3 和网格蛋白的相互作用使 CD63 成为一种衔接蛋白，促进相关蛋白从细胞表面向晚期内体 - 溶酶体区室的延长转运。CD63 在这些细胞区室中的存在使其成为旨在增强内化和溶酶体转运、最终改善药物递送和治疗疗效的 BsADC 的潜在靶点。

为确保双特异性抗体（bsAb）的肿瘤特异性，bsHER2×CD63 的 CD63 臂在缺乏肿瘤特异性臂时不应结合和内化。因此，需要一组具有不同 CD63 亲和力的突变 CD63 抗体。已证明单个氨基酸组氨酸替换可用于改变抗体亲和力。因此，应用定点诱变在抗 CD63 单克隆抗体（克隆 2192）的可变重链和轻链结构域中引入组氨酸替换，以降低其对 CD63 的亲和力。组氨酸替换策略利用了组氨酸侧链独特的化学性质：随着 pH 从中性胞外环境（pH 约 7.4）降至酸性内体 - 溶酶体区室（pH 约 4.5–5.0），组氨酸侧链逐渐质子化。这种质子化引入正电荷，可破坏抗原 - 抗体结合界面内的静电相互作用或引起空间冲突，从而特异性地在低 pH 下降低结合亲和力。为定量表征这些工程化抗体，通常使用表面等离子体共振（SPR）评估其结合特性。该技术测量一系列 pH 缓冲液（例如从 pH 7.4 至 5.5）中的关键动力学参数，如结合速率（k_on）、解离速率（k_off）和平衡解离常数（K_D）。成功的 pH 敏感突变体在中性 pH 下应表现出与野生型抗体相当的 K_D 以确保细胞表面结合，但在酸性 pH 下应表现出显著减弱的 K_D（k_off 速率显著增加），以促进在溶酶体中快速解离并实现高效的受体再循环。此外，使用表位分箱实验（例如竞争性 SPR 或 ELISA）确认组氨酸突变不改变表位特异性，确保抗体仍靶向 CD63 上的期望区域。这种全面表征对于验证亲和力降低既是 pH 依赖性的，又不损害预期的靶向功能至关重要。通过将这种低亲和力突变臂与来自抗 HER2 抗体（克隆 153）的另一个 Fab 臂组合，创建了靶向 HER2×CD63 的双特异性抗体。靶向 HER2 的臂负责与肿瘤细胞的特异性结合，靶向 CD63 的臂负责促进细胞毒性载荷的内化和溶酶体递送。随后，bsHER2×CD63 通过 VC 连接子与抗有丝分裂剂 duostatin-3 偶联。bsHER2×CD63-ADC 对 HER2 阳性肿瘤表现出强效细胞毒性，这在单价 HER2 和 CD63 特异性 ADC 中未观察到。例如，在高 HER2 表达的 SK-BR-3 细胞系中，bsHER2×CD63-ADC 的 IC50 为 0.15 nM，与单特异性 HER2-ADC（IC50>1.5 nM）相比，效力提高了 10 倍以上。然而，在低 HER2 肿瘤（如 MCF-7 细胞，IC50>10 nM）中观察到的疗效不足表明需要进一步优化。

靶向 HER2×PRLR 的 BsADC

催乳素受体（PRLR）是一种 1 型细胞因子受体，在一部分乳腺癌中表达，可能参与其发病机制。它在约 25% 的人类乳腺肿瘤中相对过表达，而在包括乳腺在内的一些正常人体组织中低水平表达。与 HER2 不同，PRLR 快速且组成性地内化，并高效转运至溶酶体，在那里被降解。PRLR 胞质结构域促进其自身快速组成性内化和溶酶体降解。关键的是，当 HER2 在细胞表面被双特异性抗体交联至 PRLR 时，这一特性被利用，将 HER2 纳入相同的快速内化和降解途径。这种强制的伙伴关系显著增强了 HER2 的降解，从而改善了偶联细胞毒性载荷的递送和疗效。低水平的细胞表面 PRLR 足以介导 PRLR ADC 的有效杀伤。

使用 "杵臼结构" 方法生成了具有 HER2 和 PRLR 臂的双特异性抗体（HER2 (T)×PRLR）。HER2 (T) 臂来源于曲妥珠单抗的一级序列。PRLR 臂来源于一种名为 H1H7672P2 的全人源 VelocImmune PRLR 抗体。HER2×PRLR BsADC 由 HER2×PRLR 双特异性抗体通过不可裂解的异双功能连接子（琥珀酰亚胺基反式 - 4-[马来酰亚胺甲基] 环己烷 - 1 - 羧酸酯，SMCC）与美登素衍生物 DM1 偶联组成，平均 DAR 为 3.3。使用结合两种受体的双特异性抗体在细胞表面非共价交联 HER2 与 PRLR，显著增强了 HER2 的降解以及非竞争性 HER2 ADC 的细胞杀伤活性。此外，在共表达 HER2 和 PRLR 的乳腺癌细胞中，HER2×PRLR 双特异性 ADC 比 HER2 ADC 更有效地杀伤细胞。这在 BT-483 细胞中 IC50 降低约 10 倍（BsADC 为 0.15 nM，HER2 ADC 为 1.5 nM）以及 T47D/HER2 和 MDA-MB-361 细胞系中效力显著增强得到证实，凸显了这种双特异性方法的一致获益。

靶向 HER2×APLP2 的 BsADC

APLP2 是淀粉样前体蛋白家族中普遍表达的成员。APLP2 胞质尾中含有的酪氨酸包含重叠的基于酪氨酸的 NPXY 和 YXXØ 基序。类似地，APLP2 可结合 AP-2，在网格蛋白介导的内吞后介导有效内化并导向溶酶体降解。

APLP2 可通过全长双特异性抗体技术将 MHCI 复合物和抗原 - 抗体复合物递送至溶酶体降解途径，设计了具有一个 αHER2（赫赛汀）臂和一个 αAPLP2 抗体臂的双特异性抗体，可同时结合 APLP2 和 HER2 的重组胞外结构域（ECD）。通过谷氨酰胺转氨酶的位点特异性偶联策略确保稳定性，将 AmPEG6-MMAD 偶联在 DAR=2 或 4 的双特异性抗体上。APLP2 靶向可有效地将再循环的靶标重新导向溶酶体以释放载荷。在体外，DAR 为 4 的 HER2×APLP2 BsADC 对 HER2 阳性细胞表现出强效细胞毒性（例如在 BT-474 中 IC50 为 0.8 nM），显著优于常规 HER2 靶向 ADC。这种体外效力转化为体内疗效，在 BT-474 异种移植模型中，单剂量 BsADC（5 mg/kg）实现了 85% 的肿瘤生长抑制，而相同剂量的常规 ADC 抑制率为 45%。

靶向 HER2 和 HER3 的 BsADC

人表皮生长因子受体（ErbB）家族成员是正常细胞生长和发育的强效介质。ErbB 家族由四个密切相关的 I 型跨膜酪氨酸激酶受体组成：EGFR、HER2、HER3 和 HER4。受体二聚化（异二聚化或同二聚化）是 ErbB 功能和这些受体信号活性的必要条件。HER2-HER3 异二聚体被认为是相互作用强度、配体诱导的酪氨酸磷酸化和下游信号传导方面最强效的 ErbB 配对，并作为致癌单元发挥功能。一些研究者报告称，在过表达 HER2 的肿瘤中，HER3 可能是 HER2 致癌活性的必要伙伴。此外，HER2 和 HER3 的共过表达是乳腺癌患者生存受损的预测因子。在对 T-DM1 耐药的 HER2 阳性乳腺癌细胞系中观察到 HER3 的更高表达和激活。考虑到 T-DM1 的耐药性，靶向 HER2/HER3 异二聚体的 BsADC 将是克服 T-DM1 治疗局限性的一种有前景的策略。

研究者构建了一种靶向 HER2/HER3 的双特异性 ADC（BsADC），并在体外表征了其理化性质、靶标特异性和内化，在乳腺癌细胞系和动物模型中评估了其抗肿瘤活性。该 HER2/HER3 靶向 BsADC 的 DAR 为 2.89，表现出强效且选择性的抗肿瘤活性，每个关键主张均有定量数据支持。在共培养模型中确认了特异性，即使存在 20 倍过量的 MCF10A 正常乳腺上皮细胞，BsADC 对 JIMT-1 肿瘤细胞仍表现出 99.21% 的特异性结合。细胞内化略有增强，BsADC 在 4 小时内实现 57% 的内化 —— 分别比 HER2 和 HER3 单特异性 ADC 高 1.4 倍和 2.1 倍。该偶联物表现出强效的靶标依赖性细胞毒性，在 T-DM1 耐药的 JIMT-1 细胞中 EC50 为 80.25 ng/mL，与单特异性 HER2 和 HER3 靶向 ADC 相比，效力分别提高了 15 倍以上和约 2 倍。这种增强的体外效力转化为体内疗效，在 JIMT-1 异种移植模型中，单剂量 3 mg/kg 的 BsADC 实现了 30% 的肿瘤生长抑制，与联合使用单特异性 ADC 的疗效相当。此外，全面的体内表征包括药代动力学、剂量反应和安全性分析。BsADC 表现出良好的药代动力学特征，在小鼠中的终末半衰期为 4.65 天。建立了明确的剂量反应关系，其中 0.3 和 1 mg/kg 单剂量显示最小疗效，而 3 mg/kg 时实现显著的肿瘤生长抑制（TGI 约 30%）。关键的是，更高且重复的给药方案（10 mg/kg，每周一次，共两周）表现出优越且强效的肿瘤生长抑制（TGI 为 92%），凸显了该化合物的剂量依赖性疗效。关于安全性和耐受性这一关键转化指标，在所有研究中任何 BsADC 治疗组均未观察到显著的体重减轻。这种良好的安全性特征与小分子对照药物卡奈替尼（canertinib）诱导的显著毒性（以大量体重减轻为证）形成鲜明对比。此外，BsADC 治疗显著延长了荷瘤小鼠的生存期，进一步支持了其治疗潜力。与联合使用单特异性 ADC 相比，HER2/HER3 BsADC 的优越疗效 —— 在总 ADC 剂量减半的情况下实现了相当的肿瘤生长抑制 —— 强烈提示存在协同效应。这种协同作用可能由单个双特异性分子共同结合并使 HER2 和 HER3 异二聚化所导致的内化增强所介导，这与开发 BsADC 的核心理念完全一致。

参考文献

[1] Ji, X., Yang, Y., Ma, C. et al. Recent advances in bispecific antibody-drug conjugates for breast cancer therapy. Cancer Chemother Pharmacol 96, 15 (2026). https://doi.org/10.1007/s00280-025-04863-9

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