Journal of Clinical Investigation期刊（IF=15.9）近期在线发表了一篇题为 “Antibody-drug conjugates in breast cancer: overcoming resistance and boosting immune response” 的综述 [1] ，内容主要包括ADCs的应用现状、作用机制、耐药机制、克服耐药性的策略以及增强免疫反应。本篇特对ADCs药物的耐药机制和克服耐药性的策略进行整理，以飨读者。
尽管 ADC 对肿瘤治疗有着重要影响，但一部分患者对 ADC 有原发耐药，另一部分患者最初对 ADC 有反应，但后来出现了耐药。几项试验报告显示，乳腺癌患者在使用ADC治疗时出现疾病进展，但未出现初始肿瘤反应（表2）。
表2 乳腺癌试验中对ADC的原发性耐药
ADC 的耐药机制很复杂，但通常与抗体或有效载荷成分的耐药性有关（图 1）。
图1 耐药机制
对整个ADC复合物的耐药性可通过物理屏障，如结合位点屏障发生[18]。这种屏障是由密集的肿瘤微环境造成的。由于难以通过血脑屏障，以脑肿瘤为靶点的 ADC 也会存在物理屏障[19]。其他因素如吸收、分布、代谢和排泄（统称为ADME）行为、DAR值和剂量也可导致耐药性的产生。ADME行为可导致较低量的循环ADC，例如h1F6靶向抗体在与化疗有效载荷偶联时清除速度更快 [20] 。DAR 值越高，体内清除率越高 [20] 。
抗体耐药性
抗原丢失
研究表明，在接触 ADC 后，抗原水平在开始治疗后不久就会明显降低[21]。在长期暴露于T-DM1后，在人乳腺癌细胞系的蛋白质和RNA水平上观察到HER2降低[21]。虽然用ADCs治疗可以选择抗原阴性癌细胞的克隆，但ADC的旁观者效应可能会减轻耐药细胞的克隆扩增。 然而，TNBC细胞中人工CRISPR/Cas9介导的TROP2缺失已被证明可以抑制TNBC细胞生长[22]。通过产生靶向TROP2的小发夹RNA来下调TROP2也降低了TNBC细胞系的侵袭能力，这表明应答TROP2 ADC治疗的抗原下调可能会损害癌细胞[22]。然而，目前尚未探索在抗TROP2压力下TROP2丢失的影响，因此，这些发现的转化获益仍不清楚。
除了 ADC 靶向破坏抗原表达细胞外，抗体靶点的获得性分子改变也会导致抗原丢失。研究观察到在经历延长应答但最终获得SG进展的患者中抗体靶点TROP2的获得性分子发生了改变。TACSTD2/TROP2T256R错义突变编码对抗体具有显著较低结合亲和力的蛋白质，这可以解释为一种耐药机制 [23]。 抗原的截短形式是另一种潜在的耐药机制。虽然曲妥珠单抗的耐药性与 HER2 的截短形式 p96HER2 有关，但目前还不清楚 p96HER2 是否也会降低与抗 HER2 ADC（如T-DM1 和 T-DXd）的结合[24]。
ADC内化和再循环的紊乱
癌细胞也可能通过 ADC 内化和转运至溶酶体过程中的失调而产生耐药性。内吞后溶酶体降解是 ADC 被处理的主要途径。评估T-DM1耐药性的研究人员发现，在耐药细胞中，ADC被内化成caveolin-1阳性（CAV-1阳性）斑点，并改变向溶酶体的转运。内化成 CAV-1 阳性斑点后，就无法对 T-DM1 的不可裂解连接子进行适当的酶处理。此外，由于这些CAV-1阳性隔室具有中性pH值，因此带电的有效载荷无法穿透膜作用于相邻细胞，从而降低了ADC的旁观者活性[25]。
即使ADC被适当内化，在有效载荷释放之前，这些内吞体的一部分也会迅速再循环回细胞膜，导致ADC从细胞中清除[26]。研究发现，增加溶酶体pH值可阻止溶酶体酶的蛋白酶活性，并降低T-DM1的活性[27]。
克服这些耐药机制的一种策略是促进更快速的内化和有效的溶酶体转运。通过靶向 HER2上的两个非重叠表位来诱导 HER2聚集，设计了二价双特异性抗体 HER2定向ADC来解决这一假设[28]。从理论上讲，这种设计创造了一个大的受体聚集生物网，与任何单特异性抗体相比，可以快速增强HER2的内化。并且，双特异性抗体也会导致溶酶体降解增加[29,30]。
有效载荷的耐药性
药物清除
通过增加药物外排泵的表达来清除药物是当前研究最多的化疗耐药途径之一[31]。考虑到主要作用机制是通过传递化学毒性有效载荷，研究人员已经用ADC评估了类似的机制。在对维布妥昔单抗耐药的细胞系中，ATP结合盒（ABC）药物转运蛋白ABCB1已显示上调，增加了有效载荷单甲基澳瑞他汀E（MMAE）从细胞中的输出[32]。类似地，对恩诺单抗耐药机制的研究也发现了耐药性肿瘤中ABCB1表达的上调[33]。对恩诺单抗的敏感性已被证明可通过新一代ABC转运抑制剂（如靶向ABCB1的他立喹达）恢复[33]。 此外，外排泵的清除率受所用有效载荷类型的影响。 例如，暴露于MMAE有效载荷的ABCB1过表达细胞具有显著降低的MMAE活性[34]。 相比之下，有效载荷单甲基澳瑞他汀F（MMAF）的活性不受ABCB1过表达细胞系的影响[34]。
信号通路的改变
与许多其他癌症化疗药物一样，持续暴露于ADC会导致获得性耐药突变的压力。评估吉妥珠单抗在急性髓系白血病（AML）细胞中的耐药性研究显示出磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）途径的活化，并且使用试验性AKT抑制剂MK-2206抑制该途径能够使耐药性AML细胞对卡奇霉素-γ和吉妥珠单抗的有效载荷敏感。在乳腺癌细胞中，肿瘤抑制因子PTEN的缺失可导致PI3K/AKT信号传导的激活。T-DM1耐药细胞具有降低的PTEN水平，这支持PI3K/AKT激活导致耐药性的发现。与PI3K抑制剂CDC-0941联合使用可导致乳腺癌细胞生长的协同抑制，表明与这类抑制剂的联合使用可以规避ADC的耐药性[35]。
凋亡信号通路的调节是另一种耐药途径。Polo样激酶1（PLK1）是一种调节细胞周期的有丝分裂激酶，在T-DM1耐药细胞中上调[36]。在T-DM1耐药细胞中，白血病抑制因子受体（LIFR）的过表达可显示出可激活信号转导及转录激活因子3（STAT 3）路径[37]。这种级联导致抗凋亡蛋白Bcl-xL、Bcl-2、survivin和Mcl-1的上调，并随后赋予T-DM1耐药性[37]。
靶向DNA损伤应答通路与ADC相结合是克服有效载荷耐药性的另一种方法。作为DNA损伤应答通路的一部分，DNA-拓扑异构酶复合物通常通过多聚核苷酸磷酸化酶依赖性（PARP依赖性）机制被去除，这使得DNA断裂得以修复。PARP抑制剂阻断该路径以允许持续的DNA链断裂和随后的细胞死亡。SG联合PARP抑制剂他拉唑帕利和卢卡帕利的I/II期试验显示出有前景的协同抗肿瘤作用 [38] 。耐受性可能是这种联合的一个问题，进一步的研究可能有助于确定最佳剂量和治疗时间。
有效载荷靶点的改变
研究还发现，暴露于T-DM1后，有效载荷靶点TOP1发生了变化。TOP1的点突变被认为会改变酶的DNA结合亲和力，并阻止有效载荷与酶-DNA界面的充分结合[23]。这些发现并不是ADC所独有的，并且与TOP1改变的历史报道相一致，TOP1改变会对使用TOP1抑制剂的常规化疗产生耐药性[39]。
有效载荷多样化可能是克服由于有效载荷靶点改变而产生有效载荷耐药性的一种方法。NCT04152499（ClinicalTrials.gov）是一项评价具有贝洛替康衍生物有效载荷的TROP2靶向ADC的I/II期临床试验。既往接受过抗HER2 ADC （T-DXd）治疗HER2低表达的HR+/HER2-晚期或转移性乳腺癌患者符合条件。对具有不同有效载荷作用机制的ADC进行顺序施用，有可能克服对有效载荷改变的耐药性。
需要生物标志物的迫切性
鉴于试验中对ADC的应答率可能低至21%，因此需要改进ADC生物标志物，以适当选择患者并改善这些药物的治疗指数。FDA最近批准了一项基于免疫组织化学（IHC）的伴随诊断，以帮助评估HER2低表达乳腺癌并预测该人群对T-DXd的反应[40]。然而，目前还没有被批准的用以预测哪些患者会对ADC产生耐药性的生物标志物。传统上，生物标志物通过IHC表达或其他测定（如FISH）进行临床检测，尽管这两种方法都有其自身局限性，包括局灶性受体阳性肿瘤中的采样误差和受体测定的有限可重复性[41,42]。较新的方法可能涉及成像和循环肿瘤产物[43]。
然而，ADC的生物标志物开发必须克服一些挑战。在对使用预先选择的靶抗原的ADC进行I期和II期临床试验评估后发现，19%的试验显示靶点表达与ADC应答之间没有关联[44]。这一发现表明，靶点表达的存在只是患者选择的一个重要组成部分。有效载荷耐药性和反应标志物正在福尔马林固定和石蜡包埋的胰腺癌肿瘤和结直肠癌肿瘤组织中进行评估[45,46]。
ADC生物标志物开发的其他挑战包括肿瘤异质性和在某一时刻从一次活检中采样的准确性[47]。评估蛋白质的新模式包括通过正电子发射断层扫描（PET）对放射性标记的单克隆抗体（mAb）进行成像，这被称为“免疫PET”。这些方法能量化组织中的mAb，可用于通过剂量优化改善ADC的治疗窗口[48]。在乳腺癌ZEPHIR试验中，在T-DM1治疗前进行基线锆-曲妥珠单抗成像，然后进行正电子发射计算机断层扫描（PET-CT）以评估治疗反应[49]。在免疫PET分类为HER2阳性的患者中，72%的患者影像学反应呈阳性。而在免疫PET分类为HER2阴性的患者中，88%的患者病情稳定或进展[49]。
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