抗体和药物结合物在癌症治疗中的重要作用

ADC:抗体药物共轭

食品药品监督管理局:食品和药物管理局

CD:集群的区别

MMAE:单甲Auristatin

ADCC:锁定细胞毒性

疾病预防控制中心补体依赖性细胞毒性

表皮生长因子受体:表皮生长因子受体

VEGF:血管内皮生长因子

sALCL:系统性间变性大细胞淋巴瘤

CTLA:细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白

APC:抗原呈递细胞

DC:树突细胞

慢性淋巴细胞白血病:慢性淋巴细胞白血病

FcRn:新生儿Fc受体

ITIMs:基于酪氨酸的免疫受体抑制基序

低密度脂蛋白:低密度脂蛋白

DAR:Drug-Antibody比率

ILV:Intra-luminal泡

癌症是世界上死亡率最高的疾病。癌细胞具有增殖率增加、凋亡减少、代谢活性异常[1]等多种特征。为了控制这些细胞的恶性转化，人们在基因组研究、代谢产物、信号通路和与癌细胞[1]相关的药物的机制活性方面做了大量的工作。历史上，第一次对癌症相关疾病的描述记录在公元前1600年的埃及纸莎草纸上。先进的放射治疗和外科手术在20世纪上半叶加速发展，但大多数都不足以对抗转移性癌症。1940年，氮芥被认为是靶向所有肿瘤细胞[2]的抗肿瘤化疗。用抗体偶联剂或靶向剂选择性靶向肿瘤细胞的概念来自德国医生Paul Ehrlich，他创造了术语“魔弹”[3]。50年后，当甲氨蝶呤与一种靶向白血病细胞的抗体相结合时，选择性靶向的概念首次得到了体现。Kohler和Landmark随后显著改善ADC历史，使用杂交瘤技术[4]开发小鼠单克隆抗体。此外，在20世纪90年代，利用转基因小鼠和噬菌体显示技术[5]，人类单克隆抗体成为可能。 Antibody-drug conjugates (ADC) are a rapidly expanding class of anti-cancer therapeutics, consisting of an antibody attached, via a chemical linker, to a potent cytotoxic drug also called payload. The antibody is designed precisely to target a specific antigen that is highly expressed in tumor cells. The majority of ADCs follows the same mode of action that involves antibody mediated receptor attachment, internalization, and release of cytotoxic payloads.

美国食品和药物管理局于2000年批准了第一种ADC，即抗有丝分裂的长春花生物碱长春德辛(Mylotarg, gemtuzumab ozogamicin)，用于临床试验，但由于其疗效有限，于2010年停产。截至2021年7月，美国食品和药物管理局已经批准了11种adc，目前有80多种adc正在积极的临床开发中，这些adc可以通过特异性或相关抗原选择性地消除肿瘤细胞[7-10]。这些药物大多使用奥司他汀和类美坦素抗有丝分裂剂[11]。为了开发高效ADC，必须对ADC的分子机制、细胞内转运、高效ADC制剂的设计以及它们与肿瘤细胞的相互作用进行全面研究。目前的工作包括adc在临床治疗及其对应物方面的最新进展。如所示，连接子策略和结合亲和性成为ADC成功优化的关键。

adc是设计用于癌症治疗的重要生物制剂，旨在靶向离开正常细胞的癌细胞。到目前为止，美国FDA已经批准了四种抗体药物结合物，如表1所示。Mylotarg (gemtuzumab ozogamicin)于2000年被批准用于治疗AML[12]。该药物包括一种抗cd33抗体与DNA链断裂calicamicin偶联。美洛他于2010年6月退出市场，但于2017年重新进入美国市场[13,14]。Brentuximab vedotin (Adcetris)和ad-曲妥珠单抗emtansine (T-DM1, Kadcyla)是下一批被批准用于癌症治疗的药物。抗cd30抗体与单甲基奥司他汀(MMAE)偶联的Adectris在2011年被批准用于霍奇金淋巴瘤[15]的治疗。Kadcyla是一种与maytansinoid DM1结合的抗her3抗体，于2013年获批用于转移性乳腺癌[16]的治疗。新批准的ADC Inotuzumab ozogamicin是calicicin与抗CD22单抗结合，可导致CD22阳性急性淋巴细胞白血病(ALL)[7]的双链断裂。adc有三个主要部分:单克隆抗体、连接子和细胞毒性药物。 All these components greatly affect the performance rate of ADC and its optimization (Figure 1) [17]. Additionally, the developmental progress of ADC depends extensively on better knowledge of antibody components of ADC and its trafficking in the intracellular region of targeted tumor cells [18]. Recently, some studies indicated that an engineered antibody can be utilized to exploit the endosomal pathways that provide a substantial clove for future studies and better designing of ADC. The experimental analysis provides knowledge of the intracellular process in greater aspects dissolves recent divergences and enhances the ability to select novel and efficient targets for ADCs attachment. Additional vital research analysis must be needed to parallel analysis, like studies of tumor cells toxicity, target receptors modification studies, and cascade signaling analysis of receptors modulation by antibodies.

这些信息必须提供更全面的知识，并提供对目标抗原及其对ADC的同情之间的适当平衡维持的广泛理解。

表1:所选抗体药物偶联物表，显示其对应部分。

图1:呈现单克隆抗体、连接子和药物的ADC的代表结构。氨基酸群赖氨酸呈现活性特异性结合。

抗体工程及其特异性

ADC分子理论上比单克隆抗体或其组分更复杂，治疗药物是在单克隆抗体的帮助下专门靶向肿瘤细胞的。特异性抗原定位于肿瘤细胞表面，使其复合体，通过内吞作用内化，并与核内体结合。癌细胞内部发生复杂的降解过程和酶促反应，分解ADC复合体，释放出有毒物质。抗体增强了有效药物向靶向肿瘤细胞的传递。ADC在抗体的引导下靶向肿瘤细胞。细胞表面蛋白被一种为治疗剂提供地址的抗体所识别。最常用的单克隆抗体同型是IgG1[19]。

以抗体为基础的癌症治疗被深入研究，它对癌细胞有直接或间接的影响。肿瘤细胞的限制通过信号抑制、限制增殖、诱导凋亡、细胞毒性药物或辐射传递、免疫细胞的诱导和激活、细胞毒性、传递到靶区[20]的负载的细胞抑制来实现。治疗药物设计的方式是在单克隆抗体的帮助下特异性靶向肿瘤细胞[21,22]。这些抗体增强了有效药物向靶向肿瘤细胞的输送。单克隆抗体已被应用于治疗各种癌变器官，如乳腺、肾脏、结直肠、肺、头、颈和循环[23]。已有多项研究报道，曲妥珠单抗(赫赛汀)是人源化的IgG1，可与HER2结合，通过促进抗体依赖性细胞毒性(ADCC)抑制蛋白信号，提高乳腺癌患者的生存率。据报道，已有三种单克隆抗体靶向结直肠癌抗原EGFR或VEGF[24]。大肠癌是世界上第三大最常见的癌症。同样，三种不同的非结合单克隆抗体被FDA批准用于治疗血液系统恶性肿瘤。Rituaumab(嵌合IgG1)靶向非霍奇金淋巴瘤和慢性淋巴细胞白血病表面B细胞的CD20，通过凋亡、ADCC和CDC触发溶解[24-26]。 Obinutuzumab and Ofatumumab (human IgG1) specifically target the extracellular loops of the same CD20 to treat CLL patients [27]. Gemtuzumab is humanized IgG4 and Brentuximab is chimeric IgG1, are drug conjugates that target CD33 to treat the hematological malignancies and relapsed or refractory Hodgkin lymphoma and sALCL (systematic anaplastic large cell lymphoma) [28,29].

针对肿瘤细胞的抗体报道了四种不同的抑制机制。这些是肿瘤细胞信号的扰动、CDC(补体依赖性细胞毒性)、ADCC(抗体依赖性细胞毒性)的激活和适应性免疫诱导(图2)[30]。

图2:抗体通过CDC、CDC和ADCC信号通路参与肿瘤细胞破坏的机制。

扰动信号的

有效的抗体被开发出来靶向细胞因子。从这些区域，他们可以开始他们的对抗活动。生长因子受体如EGFR(表皮生长因子受体)在肿瘤细胞上表达，并被抗体抑制以阻止其有丝分裂信号[31]。同样，据报道，CTLA-4可通过激活CD40等受体抑制免疫受体或增加APCs上的抗原呈递[32,33]。

补体依赖细胞毒性(CDC)

补体由30多种蛋白质组成，通过蛋白质水解级联复合体通过MAC杀死外来细胞。因此，它通过过敏性毒素激活炎症反应并消除靶点[34,35]。两个或两个以上的抗体附着在细胞上，通过C1复合体激活经典补体通路到抗体Fc结构域。它激活吞噬和裂解[36]的级联机制。CDC显著促进抗肿瘤细胞治疗性抗体的活性。利妥昔单抗靶向CD20阳性细胞，是一种有效的CDC激活剂，用于治疗许多B细胞恶性肿瘤[37]。Ofatumumab是I型抗cd20抗体，比rituximab[38]更能特异性地刺激CDC。据报道，ofatumumab与C1q的亲和力比rituximab更强，显示出抗tuximab[39]的B细胞淋巴瘤细胞系的效率提高。ofatumumab在临床上对难治性慢性淋巴细胞白血病(CLL)表现出增强的疗效，因此在2009年获得FDA[27]批准。

锁定细胞介导细胞毒性(ADCC)

抗体Fc区通过免疫细胞的FcRs激活ADCC也有报道。通过fcr刺激的免疫受体酪氨酸基激活基序(ITAMs)和免疫受体酪氨酸基抑制基序(ITIMs)。三种类型的FcRs, FcRI (CD64)， FcRIIA (CD32A)和FcRIIIA (CD16A)存在于介导的细胞毒性中。单抑制性受体FcRIIB (CD32B)和fcriia在ADCC[40]的显著效应细胞中存在于自然杀伤细胞中。然而，粒细胞细胞和巨噬细胞的介导作用已被记录到较低的程度。抗体被包被的靶细胞可通过FcRs被感染细胞识别，释放穿孔素和颗粒酶导致细胞裂解[30]。

适应性免疫诱导

许多研究者认为适应性免疫诱导对抗体具有重要作用。抗体通过CDC和ADCC[41]帮助产生适应性免疫。它们产生肿瘤细胞片段，释放抗原，并被DC等APC吸收，启动肿瘤导向的适应性免疫。它还使用调理蛋白[42]产生触发Fc依赖的吞噬作用。树突状细胞通过内吞作用处理肿瘤抗原，将MHC II呈递给初始CD4+ T细胞。此外，CDs还有助于通过交叉呈递产生CD8+细胞毒性T细胞。细胞毒性T细胞可直接杀伤肿瘤细胞或进一步分化为肿瘤特异性T记忆细胞[43]。

单克隆抗体的特性是保证ADC复合体最终识别的关键属性。理想的表面抗原必须保证所载药物能主动运输到细胞内腔。单克隆抗体的物理和化学性质已被广泛研究，并发现其稳定性优于其他蛋白质[44,45]。选择特征良好的抗原大大增加了开发成功ADC的机会。此外，必须考虑在健康细胞和肿瘤细胞中完整的表达模式，以避免毒副作用。一些肿瘤相关抗原已被开发作为adc抗体成分的前瞻性靶点。白血病、淋巴瘤和多发性骨髓瘤癌症类型有助于adc的研究。B细胞和T细胞表面蛋白是首选靶点，因为它们广泛表达在这些类型的B细胞和T细胞表面[46]。

Ackerman等报道ADC的疗效可受受体内吞作用的影响。他们研究了两种能与癌胚抗原(CEA)结合的抗体M85151a和M111147。由于M85151a识别两个表位，因此交联癌胚抗原，导致[47]更急剧的内化。当这些抗体与LS174T球状体孵育时，我们注意到较慢的M111147抗体穿透的速度比M85151a抗体更快。因此，ADC的发展、受体内化机制的分析、其作用和ADC的传递受到了人们的关注。

最近的两项工作采用诱变策略来提高血清清除半衰期。采用不同的pH结合亲和力。在第一项研究中，TCZ (tocilizumab)被修饰为靶向白介素6受体(IL-6R)。TCZ被推广用于治疗中重度类风湿关节炎[49]。白细胞介素-6受体通过高的膜翻转率，通过溶酶体降解导致TCZ的细胞清除和血浆去除半衰期的有效降低。因此，本研究限制了TCZ与内体pH值为6.0的白细胞介素-6受体的结合亲和力，而不影响膜表面pH值为7.4的受体。因此，它允许托珠单抗从溶酶体降解中分离，这样白细胞介素就能进入，附着FcRn并在膜表面[50]上回收。研究人员正利用组氨酸扫描方法重新设计tocilizumab在pH值为6.0时的结合亲和力，其中涉及关键氨基酸的突变。PCSK9(原蛋白转化酶枯草菌素可辛9型)抗体也被其他研究人员重新设计，以增强LDL受体的降解，而LDL-胆固醇[51]直接增加。

转铁蛋白、低密度脂蛋白、整合素、代谢性谷氨酸5和HER2等受体在细胞内化后被膜表面回收[52-54]。通过针对这些受体开发ADC，一种可能的尝试是设计突出的抗体，显示合理的返回表面。然而，对于一些配体，如肿瘤生长因子α，它是不适用的，因为它们肯定可以从核内体中的受体分离，运输到溶酶体并在那里降解。这种方法不需要新生儿Fc受体，因为它存在于核内体的液相中，可以将IgG从腔内运输到膜表面[55-57]。

连接剂在ADC设计中起着至关重要的作用，可以维持血流的平衡和效率。最初，像腙这样的连接剂被设计成只在酸性环境中释放有毒物质的方式。然而，在这些类型的连接器中，目标作用有限，循环不稳定，分离失败，多发打击弹和触发副作用被报道。Linker帮助ADC将细胞毒性药物与单克隆抗体结合，并在循环中保持稳定，一旦ADC进入肿瘤细胞[58]，就可以有效释放携带药物的ADC。两种类型的连接器被用来开发ADC。它们是可解理的(联氨或二硫醚)和不可解理的硫醚(图3)。可解理的连接剂通过它们之间的键分裂释放其携带的药物[8,59]，而在不可解理的连接剂中，所有元素都相互连接，然后在溶酶体中进行蛋白水解降解[60-62]。

图3:已上市的已批准adc中使用的连接器的通用结构。

首个ADC, Gemtuzumab ozogamicin (Mylotarg)，使用腙连接剂与calicamicin构建。目前，另外两种候选药物，如图4所示的inotuzumab ozogamicin (cm -544)和milatuzumab doxorubicin利用腙连接剂治疗淋巴恶性肿瘤[63]。大多数ADC利用马来酰亚胺与巯基的活性，直接连接抗体的半胱氨酸残基。用于ADC的马来酰亚胺化学的一个缺点是循环中的化学不稳定，导致药物提前释放。有报道称硫代琥珀酰亚胺水解可以防止过早释放，方法是将氨基与马来酰亚胺结合[64]。ADC的异质发育是通过将氨基酸基团(赖氨酸或半胱氨酸)与抗体残基结合而产生的(图1)。氨基酸结合的方法导致ADC的高效次优特性和优化挑战[65]。最初可用的抗体多肽连接子的连接化学仅限于天然氨基酸侧链，如NH₂赖氨酸和半胱氨酸中的SH。赖氨酸结合分为两个步骤，首先与抗体结合，然后与药物结合。在IgG1抗体中发现了大约90个赖氨酸残基，30个残基经过不同条件修改，用于实验和临床目的(http://www.lifetechnologies.com/us/en/home/references/molecular-probes-the-handbook.html)．非均质混合物通过赖氨酸结合形成，并以药物抗体比(DAR)为特征，通常有3-4个残基[66]。这些药物可以附着在30个赖氨酸残基中的任何一个上。半胱氨酸结合形成二硫桥，在受控条件下生成Cys-SH。典型的IgG1抗体上有8个可能的偶联位点，与赖氨酸偶联相比异质性较低。赖氨酸和半胱氨酸与抗体的相互作用仍然是ADC优化及其治疗癌症的一个挑战。最近，噬菌体显示技术开发出了硫醇残基THIOMAB，它不改变结合的特异性或功能[67]。

calicamicin, duocarmycins, maytansoids，蒽环类和耳虫素是adc的细胞毒性成分，评价很高。calicamicin和duocarmycins引起不可逆的DNA损伤，而其他的则导致细胞微管结构纤维的分选。奥司他汀衍生物(MMAE和MMAF)和美坦辛衍生物(DM1和DM4)会导致微管的破坏，最终导致细胞死亡[68]。这些药物在靶向治疗中具有较高的效价和效率。即使更少的剂量进入肿瘤细胞，它也会释放最大的效果，正如报道的美坦辛衍生物。这些药物比标准化疗药物的效率高100到10000倍[69]。多种药物可与单个单克隆抗体结合，其药物抗体(DAR)比值对药代动力学研究和分布影响惊人[70]。大多数细胞毒性化合物在本质上是疏水的，它们与抗体连接会产生聚集问题，从而限制药物负载，导致肝毒性和免疫原性升高[71,72]。此外，大多数化合物的疏水性会产生多药耐药反应，将细胞毒性化合物排出细胞会影响ADC的疗效。然而，据报道，使用与美坦素类化合物的疏水连接剂可产生DM1亲水代谢物，且无耐药性，ADC显著有效[73]。

阿霉素是第一个从蒽环类化合物中分离得到的半合成化合物链霉菌属并于1974年被批准用于治疗几种癌症。将其与腙酸不稳定连接子和cBR96单克隆抗体结合，使其毒性降到最低。由于核内小体和溶酶体的酸性环境高于循环，这种结合物释放其药物。阿霉素偶联ADC的临床前研究显示，其临床表现和安全性有限，但与裸抗体相比，其疗效提高[74]。

DNA烷基化剂calicamicin于1986年从小单孢菌属，显示了烯丙基三硫基和烯丙基三硫基导致DNA裂解[75]。在2000年，使用calicamicin药物片断治疗复发急性髓系白血病的ADC首次批准了Gentuzumab[12,76]。该结合物通过腙连接剂产生2 ~ 3个DAR，并通过水解释放其药物。通过一种不稳定的连接剂，在抗体上加入n -乙酰calicamicin二甲基肼，抑制抗体在循环中的提前释放。Inotuzumab ozogamicin (CMC-544)也利用calicamicin衍生物与抗cd22单克隆抗体连接[77]。该ADC分子利用联氨连接剂，在循环中显得更加稳定。正在评估CMC-544治疗急性淋巴细胞白血病患者的其他优化研究[78]。

奥耳他汀类化合物是ADC发展中最突出的链接剂。杜斯他汀系列的合成MMAE和MMAF最初都是作为楔形海兔被发现的Dolabella木耳属并被修饰为适合ADC开发和偶联的奥司他汀[79]。这些药物阻止有丝分裂装置的聚合。Brentuximab vedotin (SGN-33)使用奥司他汀进行临床评价，在2011年获得显著批准(图4)[79,80]。另一种新的杜拉他汀衍生物管bulysins被报道为一种来自黏菌的强效有丝分裂抑制剂原囊菌属gephyra而且Angiococcus disciformis[81]。另外，由伊美坦辛和美坦辛偶联物组成的adc占新兴细胞毒药物的80%，占目前药物发现平台的80%。据报道，毒伞菇可以通过阻断RNA聚合酶II活性产生抑制DNA和RNA易位的α-阿曼丁[82]。在过表达的肿瘤细胞株ERB2中，发现了适合连接子整合和ADC优化的Amantin位点，即ADC- dsc - α-amantin共轭位点。单次剂量可消除SKOV-3和JIMT-1人异种移植瘤模型中的肿瘤包涵[83,84]。α-阿曼丁的内在安全性措施和肝脏反应尚不清楚。

图4:选定的经批准的adc及其对应版本的结构。

adc的设计使其在循环中保持稳定，并保持抗体及其载药的稳定性。连接器的稳定性对其有效载荷释放机制有很大影响。ADC通过其抗体与肿瘤表面抗原特异性结合，内化到癌细胞中，经低pH环境、二硫还原或蛋白酶水解释放其携带的药物[18,85]。溶酶体组织蛋白酶B已被报道通过其蛋白水解酶活性参与多种药物的释放。溶酶体的低pH值(4.6-5.0)也导致各种连接剂水解，如腙连接剂。ADC的内化始于与肿瘤细胞表面抗原或配体的结合。这些靶向抗原可能包括碳水化合物、小表面配体、抗体、蛋白质和多肽。不同的途径促进adc的内化。这些途径包括突出的网格蛋白途径，另外不太突出的小腔介导和胆固醇依赖性大胞细胞增多途径[18]。载体与早期核内体融合，adc通过各种途径进行分类，pH值从早期核内体的6.2-6.3持续下降到溶酶体的4.6-5.0(图5)。溶酶体的酶活性和pH环境有助于载体药物的内吞逃逸，这在很大程度上依赖于连接子化学[86]。

数字5：细胞内吞作用和细胞内运输的机制。其机制包括(a)内吞作用和(b)非内吞作用。从循环(pH 7.4)的adc由网格蛋白和小泡介导到pH降至6.2-6.3的早期核内体(EE)。非内吞作用涉及直接膜融合(MF)或通过表面膜扩散。adc要么通过回收核内体到表面从EE回收回膜，要么直接到多泡体(MVB)。MVB要么成熟到晚期核内体(pH值5.0-5.5)，要么作为外泌体。LE与溶酶体(pH 4.6-5.0)融合，将adc溶解为其组分，释放活性内容物发挥作用。CME:网格蛋白介导的胞吞作用，CaME:小腔介导的胞吞作用，MP:大胞吞作用。

异质混合物的基本化学和生物学关注的方向是实现位点特异性偶联，使负载药物与抗体精确结合。这些成果可以通过工程半胱氨酸残基、非天然氨基酸掺入和酶修饰来实现[66]。标准的半胱氨酸残基被用来开发工程半胱氨酸，而非天然氨基酸则通过酶改全单克隆抗体来开发[87,88]。

在细胞质中，核内体囊泡一旦脱离细胞膜，彼此融合形成早期核内体。这种早期核内体通过膜等离子体中的流体热烈欢迎ADC分子的进入[89]。其内部环境pH值范围为5.9至6.8，为内化ADC提供初始分类区[90-92]。内吞后的ADC可以通过短循环循环回收到细胞膜上，也可以使用早期核内体逆转录物复合体推进到高尔基复合体进行重新包装[93-95]。核内体的成熟发生在早期核内体到晚期核内体之间，也称为MVBs(多泡体)[96]。这种成熟的特征是腔内酸化的增加和腔内囊泡的形成。ilv含有特异性ADC和一种从晚期核内体产生的强效药物[97,98]。该ADC复合体被运送到溶酶体的腔内，在那里强效药物被释放，并准备显示其效力并靶向特定位点(图5)。转运过程的发现极大地促进了工程抗体药物偶联物的疗效[21,22]。

有效药物在细胞胞浆中的释放是影响ADC效率的另一个重要因素。药物的释放是由于抗体和药物之间的化学键，即连接子的破坏。因此连接器的选择对ADC的设计有很大的影响。腙连接剂不耐酸，在中性pH的细胞外环境和低pH的细胞内分裂核内体和溶酶体环境下稳定[99]。水解腙连接剂会产生联氨和醛[100]。这些类型的连接子释放负载的药物calicamicin如吉妥祖曼ozogamicin。硫化物阴离子的形成和噻吩环的形成是通过降解calicamicin二硫键，导致DNA烷基化和细胞裂解而发生的[101]。Inotuzumab ozogamicin和milatuzumab dox柔比星是两种正在研究的新的adc，它们使用腙连接剂，但没有发现与它们的药物释放策略和毒性反应相关的研究[102,103]。

瓜氨酸缬氨酸是一种二肽连接剂，可被包括组织蛋白酶B在内的溶酶体蛋白酶选择性破坏[104]。据报道，二肽连接物比其他连接物更稳定[105]。Brentuxumab vedotin由MMAE和CD30单抗通过双肽连接子结合而成。这种ADC通过组织蛋白酶b介导的二肽断裂释放对氨基苯甲酸酯的MMAE消除[86]。据报道，由于未知的丝氨酸蛋白酶，质膜中的阀门-cit连接子会提前释放[106]。工程半胱氨酸被开发用来连接SGN-CD33A抗体与吡罗苯二氮卓(PDB)- DNA结合剂，并在循环中表现出系统稳定性[86]。细胞毒性负载在靶向表达细胞内化时释放。

同样，不可切割的连接物也在开发中，它们在整个质膜和细胞内空间都是稳定的。其有效载荷的释放依赖于溶酶体在抗原介导内化后的降解，如硫醚连接物[107]。T-DM1 (Kadcyla，曲妥珠单抗，伊美坦辛)是美国FDA批准的ADC之一。据报道，T-DM1的蛋白水解裂解释放出MCC-DM1和赖氨酸- smcc - dm1两种分解产物[62,108]。Maleimidocaproyl链接子是另一种不可切割链接子，它连接抗cd30单克隆抗体和抗有丝分裂的奥司他汀MMAF[109]。细胞内降解该连接子产生含有赖氨酸或半胱氨酸残基的分解产物。需要仔细选择，因为所有的分解代谢产物都不是活性的，然而，MMAF结合物与不可切割的连接物发挥了活性[86]。

自焚型二硫键结合剂是近年来通过半胱氨酸硫醇残基直接与CD22抗体结合的一种新型结合剂。这种新的药物释放机制减少了二硫化物并自焚为硫醇中间体，然后释放药物和其他分解产物[110]。环丁基和甲基硫醇类似物还原产生PDB，环丙基类似物还原产生不活跃的硫醇分解产物。据报道，与其他两种相比，环丙基的细胞毒性小于50倍，pKa值(4.8)明显低于环丁基类似物(pKa= 9.6)，这可能是由于非献祭结果疗效较低[111]。

与传统化疗相比，ADC的高效工程可以评估疗效和限制毒性剂量。这种对癌细胞的靶向治疗增加了对细胞的传递，从而最小化了有效剂量，增加了耐受剂量。第二代开发的非靶向毒性也缩短了治疗窗口。据报道，活性药物的毒性，以及抗体、连接剂和药物的优化，推动了第三代ADC开发的合理方法。

第一代药物结合物(Gemtuzumab ozogamicin, Mylotarg)结果不理想，并于2010年年中被撤回。药物calicamicin与抗cd33单克隆抗体结合。mylota治疗失败后，患者存活率无改善，毒性较高。一些研究也报道了靶向CD33阳性和阴性细胞的结果，靶向CD33+细胞的靶点有效性。近年来，这些分子的复杂性和开发越来越复杂和纯净的adc来治疗肿瘤细胞受到了广泛的欢迎。第二代抗CD33 ADC AVE9633是由DM4与人源化抗AML的IgG1抗CD33单克隆抗体偶联而成。在AVE9633中，多药耐药相关蛋白1 (MDR1)似乎不像先前在Gemtuzumab ozogamicin中报道的那样与耐药有关。这种药因活性差而停药。抗体CD33的低密度也导致DM1传递不足，无法中断AML中G2/M的改变。第三代ADC vadastuximab talirine (SGN-CD33A)可引起DNA交联并阻断细胞分裂。 SGN-CD33A contains synthetic PDB dimer conjugated with humanized anti-CD33. Site-specific conjugation occurs due to the addition of cysteine residues on heavy chains that also deliver targeted drugs concisely and mimic toxicity [112]. The second and third generation agents show a great ability to treat cancer cells. All second-generation species are a mixture of loaded drugs of specific ratio with antibodies as 3.5 for trastuzumab emantansine and 4 for brentuximab ozogamicin. Most of ADCs in clinical trials share the same structural characteristics. Both cysteine and lysine-linked ADC possess greater toxicity and off targeted release of drugs in rapid physiological conditions [64,113]. These unusual conditions can be resolved by alteration binding chemistries and site-specific conjugations as the development of engineered cysteines, engineering of unnatural amino acids, assisted ligation of enzymes, redesigning of glycan and glyco-conjugation, serine terminal modification and highly loaded ADCs with more than 8 DAR [114].

adc被设计成这样一种方式，模拟循环中的降解，并成功地将其装载的强效药物输送到目标区域。ADC在细胞内降解对药效和药代动力学有很大影响。ADC的分解代谢可能被连接子类型、药物-抗体比和偶联策略所改变。马来酰亚胺类连接剂主要依赖于细胞内环境和溶剂的可用性，而二硫类连接剂则倾向于与血浆蛋白结合。连接剂的多样化和战斗部的改进为提高对靶细胞的精确和有效的药物递送提供了新的前景。考虑这些因素将提高稳定的ADC设计和ADC对目标完整有效的访问。目前，adc位点特异性偶联策略的研究工作正在进行中。这些策略要么依赖工程半胱氨酸残基，要么依赖与叠氮、酮、炔基或醛等附加官能团结合的非氨基酸。抗体改变的位点特异性偶联也增加了ADC的同质性，从而导致强大的连接子发展和高效的ADC生成。

然而，需要进一步的研究来优化ADC的成分，提高其疗效和毒性，评估共轭化学和提高定量易位系统的改进。单克隆抗体的替代形式需要发现ADC的功效和效力。这些包括单链片段、蛋白肽、双偶联物、Pro体和Fabs[115]。使用工程结合位点更好地控制，稳定性和增强治疗效果的魔术子弹也提供了一个窗口的调查海军特工。ADC的发展将寻求优化设计和提高效果，以提供更多的安全和强大的实体。

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