▉ 摘要

图1 ADEPT的原理

抗体导向酶催化前体药物疗法 (antibody directed enzyme prodrug therapy，ADEPT) 是将单克隆抗体与活化酶交联, 借助抗体识别肿瘤细胞表面抗原, 把酶带到靶部位, 无抗癌活性或低活性的前体药物在酶的催化下转化为细胞毒药物, 实现抗癌药物在靶部位的特异性释放。该方法在临床上已显示出可行性。

▉ 1. 前言

《Antibody-Mediated Enzyme Therapeutics andApplications in Glycogen Storage Diseases》

肿瘤相关抗原的发现为癌症诊断和治疗奠定了基础。早期的研究通过抗体偶联作用将药物选择性地传递到肿瘤。抗体-药物与细胞表面的抗原结合，药物在细胞内释放以杀死细胞。尽管这种技术增加了药物的选择性，但由于肿瘤抗原表达的特异性，在不影响抗体特异性的情况下，可以附着在抗体上的药物分子数量有限，细胞内运输能力差，成功几率有限。

为了克服早期抗体药物偶联和常规化疗的一些局限性，提出以抗体导向酶催化前药物治疗(ADEPT)的形式。该方法的优点在于：

⑴ 借助抗体识别瘤细胞表面的抗原，酶-抗体把酶带到靶部位，无抗癌活性或低活性的前体药物在酶的催化下转化为细胞毒药物, 实现抗癌药物在靶部位的特异性释放；

⑵ 一个酶分子可以将许多前药分子转化为细胞毒性药物，从而在肿瘤内产生比单独给药更高浓度的药物；

⑶ 前药分子被活化后，可扩散到相邻细胞，杀伤远离靶细胞的肿瘤细胞，提供旁观者效应。

https://www.slideshare.net/adeelsheikh29/adept-132920043

提出ADEPT后，研究了多种哺乳动物和非哺乳动物来源的酶（表1），唯一被转化为临床研究的酶是羧肽酶G2 (CPG2)。因此，本篇文章将详细介绍使用CPG2的ADEPT系统。

▉ 2. CPG2和ADEPT系统

CPG2是一种应用于ADEPT的细菌酶。CPG2主要用于与苯甲酸氮芥类前药联用。由于需要在细胞外间隙产生细胞毒剂，因此抗体常选择肿瘤相关抗原如人绒毛膜促性腺激素（hCG）的和癌胚抗原（CEA）的非内源性单克隆抗体。前体药物是酶的底物，在血液中稳定并无毒。烷基化类前体药物是理想的选择，大量研究表明，在大剂量范围内，可以实现对肿瘤细胞的对数线性杀伤，且不会引起耐药性。谷氨酸烷化剂前药和CMDA前药与CPG2的结合是目前研究的热点。

ADEPT首次在人绒毛膜癌异种移植瘤（CC3）中进行测试，该模型在肿瘤部位和血液中分泌人绒毛膜促性腺激素（hCG）。抗hCG的抗体F(ab)2片段与CPG2结合，在体外模型具有抗原结合特异性和催化功能。该抗体-酶偶联物经静脉注射给以CC3 nude小鼠。偶联物注射56-72 h，在血液中清除，到达肿瘤部位后，分三次给以CMDA前药，肿瘤完全消退。

在不影响肿瘤局部酶的情况下加速血液中酶的清除至关重要，因此开发了一种三步ADEPT系统，其中第二步是在不影响肿瘤局部酶的情况下灭活和清除循环酶。三步ADEPT系统通过开发酶的单克隆抗体来实现。第一步是抗体-酶结合，第二步是半乳糖化酶修饰的抗体，第三步是前药。使用相同的抗体-酶系统，三步ADEPT在耐药卵巢癌模型中产生生长延迟，使用不同的抗体但相同的酶和前药，在人乳腺异种移植模型中获得了治愈。随着异种移植模型的成功，开始了临床研究（表2）。

2.1 临床试验1 ：A5B7-F(ab)2-CPG2 + SB43 gal + CMDA 前药

该研究是在化疗难治愈、预期寿命小于8周的晚期转移性结直肠癌患者中进行的。由于CMDA前药从未在人体中使用过，因此初始阶段仅涉及前药小范围剂量递增，在血液中未检测到活化的药物，因此该范围内是低毒性的。这一首次在人体研究中的应用为随后的临床试验提供了有价值的信息，同时确定了异种移植模型对临床研究的价值。

2. 2 临床试验2: a5b7-F(ab)2- cpg2 + SN43 gal + CMDA前体药物

这项研究的目的是测定ADEPT关键的参数，因此使用与第一例相同的试剂。131-碘放射标记抗体-酶，以便能够测量血液中的药代动力学；通过连续的SPECT成像估计肿瘤和正常组织中的酶活性；从一些患者采集肿瘤活检标本，以测量酶水平。

这项临床研究证实了ADEPT作为癌症治疗药物的潜力，但也强调了一个事实，即理想的药物应该具有较短的半衰期，以避免毒性。

2.3 临床试验3: A5B7-F(ab)2-CPG2 +BIP 前药

该项研究研究了新药物的安全性和耐受性。使用了与前两项研究相同的抗体-酶结合物，但没有酶灭活和清除步骤。尽管没有临床反应，但该研究提供了关于这种新前药的安全性和药代动力学的宝贵信息。本研究也证实了酶的灭活和清除步骤对实现酶的高肿瘤/血液比的重要性。因此，需要开发一个更好的酶传递系统，为了实现这一目标，开发了抗体酶融合蛋白(MFECP)。

▉ 3 融合蛋白

3.1 临床试验1：MFECP1融合蛋白 + BIP 前药 （ADEPT单循环）

这是人类首次研究抗体酶融合蛋白。

MFECP1在所有患者中都表现出良好的安全性和耐受性。MFECP1融合蛋白 + BIP 前药的ADEPT系统的毒性主要取决于血液中的酶浓度水平、前体药物剂量和融合蛋白与前药给药的间隔时长。这项研究表明ADEPT循环的重要性。

图3. MFECP1融合蛋白 + BIP 前药的ADEPT系统工作原理 图片来源《A Phase I Study of Single Administration of Antibody-Directed Enzyme Prodrug Therapy with the Recombinant Anti- Carcinoembryonic Antigen Antibody Enzyme Fusion Protein MFECP1 and a Bis-Iodo Phenol Mustard Prodrug》

3.2 临床试验2：MFECP1融合蛋白 + BIP 前药 （ADEPT多循环）

该研究是ADEPT单循环研究的延续。这项研究表明，该ADEPT系统可以重复给药，具有良好的耐受性，良好的肿瘤定位、前药激活和临床效果。这些结果为ADEPT作为II临床试验中的单一药物或作为联合疗法实验提供了支持。

3.3 前景

ADEPT是一种低毒性治疗方法，因此，与传统的化疗药物联合使用，不会对正常组织产生额外的毒性。目前临床上除了CPG2系统，还没有ADEPT与其他药物联用的案例。但是，化疗药物也可以与ADEPT联合使用以增强疗效。

4.1 血管破坏剂（VDAs）

每个ADEPT循环的效果可以通过将与其他模式相结合来增强。有研究将抗血管药物DMXAA与ADEPT联合使用。该研究表明，ADEPT与DMXAA联合使用时，通过引起肿瘤坏死，或者通过将偶联物和前体药物封锁在肿瘤内或两者的联用没有额外的毒性，治疗效果增强。

另一种化合物，CA4P也可以与ADEPT联合使用，可以与放射免疫治疗协同作用，并在临床前模型中消除肿瘤。CA4P可能比DMXAA具有优势，因为CA4P的有效剂量远低于小鼠的最大耐受剂量。

4.2 DNA修复调节因子

ADEPT可与干扰DNA修复的药物联合使用。聚（ADP-核糖）聚合酶（PARP）酶在DNA损伤修复中起关键作用。PARP抑制剂已被单独用于治疗由于BRCA1或BRCA2基因突变引起的双链损伤修复功能缺失的癌细胞，或者联合使用以增强化疗和放疗的效果。

另一种酶是DNA依赖性蛋白激酶（DNA-PK），它在修复对细胞最致命的双链断裂损伤中起着重要作用。如果体内研究可以验证，这种组合可以作为胰腺癌的潜在有用治疗方法。

4.3 免疫调节因子

ADEPT也可以与细胞因子联合使用。体内研究提供了早期证据，该研究将酶-前体药物系统与细胞因子相结合。首先用酶-前药治疗肿瘤以减轻肿瘤负担，然后进行IL-2增强免疫力以达到更大的治疗效果。

最近，许多免疫治疗分子在癌症临床治疗中显示出有效性，并且有可能与ADEPT结合使用。早期的大鼠研究报告表明，ADEPT可以与宿主免疫系统协同作用，提供抗肿瘤作用和持久的保护性免疫。ADEPT与免疫调节抗体联合使用是否能为人类提供有效的治愈和持久的免疫力还有待观察。

5. 挑战-免疫原性

免疫原性一直是ADEPT的关键问题之一。降低CPG2免疫原性的方法包括B细胞表位的修饰。然而，B细胞修饰具有局限性，因为去除一个免疫原性表位可能导致另一个表位成为显性，并且整体免疫应答可能不会降低。

修饰酶的T细胞表位可能是ADEPT中更好的策略，因为免疫反应需要T细胞的帮助。在CPG2的案例中， T细胞表位用于原位分析和 T细胞增殖测定，但没有关于CPG2的T细胞修饰的报道。

另一种方法是使用人类酶。然而，这可能导致内源性酶激活前体药物，从而导致不必要的毒性。防止这种情况的途径是使人类酶发生突变，使得前体药物只是突变酶的底物，野生型无法激活前体药物。

▉ 结论

自ADEPT概念提出以来，已经报道了许多酶-前体药物系统的临床前研究，并且取得了一些进展，但未发展到临床，仍然需要探索诸如ADEPT来治疗实体瘤。ADEPT的开发是为了选择性地向肿瘤部位提供高剂量细胞毒性，并限制对正常组织的短期和长期毒性。ADEPT作为一种无毒系统，很容易与许多临床批准的方式联合治疗。

CPG2联合CMDA和BIP前体药物的ADEPT临床研究表明，前驱药物总剂量是治疗效果的重要因素。激活的药物除了具有高毒性和短半衰期外，还应导致肿瘤细胞的不可修复DNA损伤。

唯一应用于人类的融合蛋白是甘露糖基化的抗CEA单链抗体片段与CPG2融合。异种移植模型也提供了良好的药代动力学，并且在人体中是安全和耐受的。通过与ADEPT协同作用的药物来增强每个治疗周期的效果。

迄今为止的研究表明，ADEPT作为实体癌的治疗方法是可行的。

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