先人一步，ADC抗肿瘤6大耐药机制抢先看

ADCs在循环中需要处于稳定状态，早期的ADCs 在血液中不稳定，导致了致死性毒性的产生，目前上市的第3代ADCs，在靶点、连接子以及载荷的药物均较前两代ADCs有了明显的改善。

ADCs的结构及作用机制

ADCs由抗体（antibody）通过连接子（linker）偶联小分子的效应分子（payload）细胞毒性药物组成。ADCs的作用机制分6步[1]:（1）ADCs 释放到血液后与靶细胞抗原结合; （2）ADC-抗原复合物通过内吞作用进入细胞内;（3）ADCs 在溶酶体中降解;（4）释放活性细胞毒性药物；（5）DNA 或微管蛋白破坏;（6）靶细胞凋亡。（图1）。

在治疗乳腺癌的ADCs中，最常见的单克隆抗体靶点为人表皮生长因子受体⁃2（human epidermal growth factor receptor⁃2，HER⁃2）。与单克隆抗体作用机制相同，ADCs的抗体部分与肿瘤细胞的抗原表位结合后，其Fc段与杀伤细胞表面的Fc受体结合，引发抗体依赖性细胞毒性作用（antibody-dependent cellmediated cytotoxicity，ADCC），直接杀伤癌细胞，且抑制抗原受体下游信号传导，诱导癌细胞凋亡。此外，部分ADCs的payload存在高的膜穿透性，能够杀死病灶附近的癌细胞，这种现象称为“旁观者效应（bystander effect）”。

ADCs的耐药机制

ADCs结构的任一组成部分发生异常或在治疗压力选择下都会导致治疗的耐药。ADCs的耐药机制可能与靶点抗原下调、缺失或抗原基因突变；内化途径的缺失；溶酶体蛋白水解功能的降低；细胞周期停滞；药物外排转运蛋白的过度表达，payload药物被直接转运排除以及细胞的凋亡通路的失调有关。

靶点抗原下调、缺失或抗原基因突变 

在治疗压力选择的的情况下，与抗体结合的靶点抗原下调、抗原表达缺失或抗原基因突变会导致ADCs与靶向受体结合障碍或无法结合。HER2 的缺失是曲妥珠单抗已知的耐药机制，HER2 靶点抗原的下调限制了以HER2为靶点的ADCs，如T-DM1 与肿瘤细胞的结合和内化，减少DM1 的细胞内释放和细胞毒性。在长期暴露于 T-DM1 的多种细胞系中，已经观察到了HER2 表达的降低，从而导致了T-DM1 的继发性耐药。

内化途径的缺失

ADC-抗原复合物通过内吞作用进入细胞内是ADCs发挥治疗作用的重要环节，内吞过程可通过网格蛋白介导（clathrin-mediated, CME），小泡蛋白介导和网格蛋白-小泡蛋白非依赖的内吞作用的不同内化途径发生。内化途径的缺失，会导致ADC药物无法内吞和转运。Sung等[2]描述了对T-DM1产生耐药的N87-TM细胞可将曲妥珠单抗-ADC内化到小窝蛋白-1（cavolin-1，cav1）包被的囊泡中，导致内化途径的缺陷和细胞表面传递效率低下，提示小窝介导的T-DM1内吞作用与ADCs耐药有关。 

溶酶体功能降低和缺失

溶酶体促进ADCs在细胞中裂解以释放细胞毒药物。当溶酶体蛋白水解或酸化功能的降低，则会抑制linker在细胞内裂解，阻碍payload的细胞毒药物在肿瘤细胞内释放。在长期暴露于T-DM1而对其产生耐药的细胞中，观察到溶酶体的积累，虽然在这些细胞中药物接触到了溶酶体，但是由于溶酶体蛋白水解活性降低限制了ADCs的治疗作用。

SLC46A3是通过基因筛选出来的被认为可以抑制细胞毒性有效载荷从溶酶体释放到细胞质的转运蛋白。SLC46A3 表达的缺失是对携带吡咯并苯并二氮杂䓬（PBD）和 DM1 的 ADCs产生原发性和获得性耐药的一种机制[3]。

细胞周期调控异常

细胞周期蛋白B1是激活细胞周期蛋白依赖性激酶 1 (CDK1) 和进入 M 期所必需的蛋白质，在T-DM1敏感的乳腺癌细胞中细胞周期蛋白B的表达要高于耐药的细胞。细胞周期蛋白B1缺失导致细胞周期停滞或有丝分裂激酶polo样激酶1（PLK1）的活化而阻止有丝分裂也是ADC耐药的原因之一。

Payload药物被肿瘤细胞转运排除

药物外排转运蛋白可以促进药物从细胞中外排而导致ADC耐药。如果在细胞内已经被释放出来payload的细胞毒药物被 P糖蛋白直接转运到细胞外，ADC则不能够发挥杀伤作用。抗微管类的药物是ADC特别常用的payload药物，而抗微管药物是P糖蛋白等泵作用的底物，因此，这种机制是payload抗微管类药物的ADC耐药机制之一。

凋亡途径的失调导致ADC的耐药

治疗过程当中，由于促凋亡蛋白Bak和Bax活性缺失或抗凋亡蛋白BCl-2和BCl-x的过度表达导致细胞凋亡通路的失调也可导致ADC的耐药[4]。

如何逆转ADC耐药是值得进一步深入探讨的课题，需要根据具体的耐药机制来采取相应、有针对性的治疗策略来解决耐药。有研究发现通过转染恢复 T-DM1 耐药的 JIMT-1 乳腺癌细胞系的 HER2表达则可以逆转T-DM1 耐药表型，提高T-DM1 敏感性；SLC46A3 在乳腺癌细胞系中表达很高，通过强制表达SLC46A3可以恢复肿瘤细胞对ADCs药物的敏感性，因此，可能是 T-DM1 敏感性的预测因子，并有可能成为预测疗效的潜在生物标志物；通过联合使用逆转肿瘤多药耐药（MDR）药物来延缓或逆转耐药；ADCs与免疫检查点抑制剂、TKI、PI3K抑制剂等联合治疗策略；新型技术，如新型偶联技术、更换不同靶点、替换不同payload载药、药物负载的提升是未来主要探索的方向。

参考文献

1.Tsuchikama K,  An Z. Antibody-drug conjugates: recent advances in conjugation and linker chemistries. Protein Cell. 2018 Jan;9(1):33-46.

2. Sung M, Golas J, Wang F, et al. Caveolae-Mediated Endocytosis as a Novel Mechanism of Resistance to Trastuzumab Emtansine (T-DM1). Mol. Cancer Ther. 2018;17:243–253. 

3.Kinneer K, Meekin J, Tiberghien A.C, et al. SLC46A3 as a Potential Predictive Biomarker for Antibody-Drug Conjugates Bearing Noncleavable Linked Maytansinoid and Pyrrolobenzodiazepine Warheads. Clin Cancer Res. 2018 Dec 15;24(24):6570-6582.

4.Haag P, Viktorsson K, Lindberg ML , et al. Deficient activation of Bak and Bax confers resistance to gemtuzumab ozogamicin-induced apoptotic cell death in AML. Exp Hematol. 2009 Jun;37(6):755-66.