抗体药物偶联物（抗微管蛋白）与拓扑异构酶I抑制剂载荷与放疗的联合应用，以增强免疫治疗效果

《Advanced Science》：Interactions of Antibody Drug Conjugate Anti-Tubulin and Topoisomerase I Inhibitor Payloads with Radiotherapy to Potentiate Immunotherapy

抗微管药物MMAE与拓扑异构酶I抑制剂DXd在放疗中的协同效应研究，揭示MMAE通过诱导染色体不稳定性增强放疗敏感性，并激活CD8+ T细胞免疫反应，优化ADC-放疗-免疫联合疗法。

　　癌症治疗领域近年来取得了显著进展，尤其是针对局部晚期癌症的治疗。传统上，这类癌症的治疗依赖于非靶向性化疗与放疗的联合应用。然而，随着癌症生物学研究的深入，科学家们发现了一些可以被精准治疗策略利用的癌症细胞弱点，例如抗体药物偶联物（ADCs）。理论上，ADCs通过结合特异性癌症细胞受体抗体与强效细胞毒性药物，能够更精准地攻击肿瘤细胞，同时减少对正常组织的损伤。然而，ADCs在临床应用中仍然面临一些挑战，包括毒性反应和肿瘤细胞对治疗的抵抗，这些因素限制了其疗效。因此，将ADCs与放疗结合，可能有助于提升其治疗效果和安全性。

本研究探讨了两种常见的ADC载药成分——抗微管药物（如MMAE）和拓扑异构酶I抑制剂（如DXd和SN-38）——在免疫功能正常的动物模型中与放疗的相互作用。为了排除抗体靶向性和药物抗体比（DAR）对结果的影响，研究者将这些载药成分作为游离药物或肿瘤靶向的ADC或肽药物偶联物进行测试。研究发现，DXd和MMAE都能诱导抗肿瘤免疫反应，从而抑制肿瘤重新生长。然而，在作为单药使用时，DXd比MMAE在抑制肿瘤形成方面更有效。但在与亚治疗剂量的放疗结合时，MMAE显示出更强的放疗增敏效果，能够显著提升肿瘤控制效果和免疫激活水平。这表明，抗微管药物和拓扑异构酶I抑制剂在与放疗和免疫治疗结合时，其效果存在显著差异，这为优化ADC为基础的化疗-放疗-免疫治疗联合方案提供了重要的机制依据。

放疗的治疗效果在很大程度上依赖于其对肿瘤细胞DNA双链断裂的诱导，从而导致染色体异常和细胞死亡。然而，某些化疗药物可以增强放疗的效果，使得放疗对肿瘤细胞的杀伤力显著提高。本研究发现，MMAE在细胞内诱导了染色体不稳定性，这种不稳定性可以进一步刺激抗肿瘤免疫反应，而DXd则没有表现出类似的效应。因此，MMAE在与放疗结合时展现出更强的增敏作用，这可能与其能够诱导更多染色体分离和细胞死亡有关。

此外，肿瘤微环境在决定最终肿瘤控制方面起着关键作用。过去十年中，免疫检查点抑制剂的出现极大地改变了癌症治疗的格局。然而，免疫治疗的持久性仍然有限，因此研究人员正在探索与放疗的联合应用，以更好地激活免疫系统。放疗的一个独特优势是，其可以在肿瘤部位进行精确的剂量沉积，从而引发肿瘤细胞的坏死并释放肿瘤抗原，刺激抗肿瘤免疫反应。同时，放疗还可以诱导免疫介导的“远端效应”，即在未照射区域对肿瘤产生控制作用。为了进一步提高免疫激活效果，研究者使用了高剂量的放疗，如8–20 Gy的立体定向体部放疗（SBRT）。然而，这种高剂量放疗可能带来严重的副作用，包括肺炎和致命性咯血。因此，针对局部晚期癌症的放疗通常采用常规分割方案（如2–3 Gy/天）与化疗联合应用。尽管一些临床试验尝试增加放疗总剂量以提高治疗效果，但这些试验并未显著改善患者的总体生存率，反而增加了毒性反应。

ADCs作为一种分子靶向治疗手段，能够将强效细胞毒性药物精准地传递至肿瘤细胞，减少对正常组织的损伤。然而，ADCs在临床应用中仍存在一些局限性，包括肿瘤细胞异质性导致的耐药性、ADC连接子的不稳定性以及非靶向性结合带来的毒性问题。因此，将ADCs与放疗结合，可能有助于拓宽化疗-放疗的治疗指数，提高免疫治疗的效果，从而改善癌症患者的生存率和生活质量。

本研究还探讨了不同ADC载药成分在免疫功能正常的动物模型中的治疗效果。通过使用相同的抗体或细胞穿透肽作为载体，研究者排除了靶向性和DAR对结果的影响，以更清晰地比较不同载药成分与放疗的相互作用。结果显示，MMAE在作为游离药物时表现出更强的细胞毒性，但其在与放疗结合时展现出更显著的增敏效应。这种增敏效应不仅体现在肿瘤控制上，还增强了免疫系统的激活。相比之下，DXd在作为游离药物时虽然效果较弱，但在与放疗结合时却未能显示出类似的增敏作用。这表明，MMAE在与放疗结合时的增敏效果是其固有的特性，可能适用于不同类型的ADC药物传递系统。

研究还发现，ADC载药成分能够诱导免疫记忆效应，从而在肿瘤细胞重新挑战时发挥抗肿瘤作用。这种免疫记忆效应在免疫功能正常的动物模型中尤为明显。此外，通过免疫挑战实验，研究者进一步验证了MMAE和DXd在肿瘤细胞杀伤后，能够诱导免疫系统对未处理的肿瘤细胞产生攻击反应。这表明，尽管MMAE在细胞培养中表现出更强的细胞毒性，但DXd和SN-38在体内环境中更有效于抑制肿瘤生长。这种差异可能与免疫系统在肿瘤控制中的作用有关，尤其是CD8 T细胞的参与。

研究还发现，MMAE能够通过诱导染色体不稳定性来增强免疫反应，而DXd则未能表现出类似的效应。染色体不稳定性已被证明能够促进抗肿瘤免疫，因此，MMAE诱导的染色体不稳定性可能在与放疗结合时对增强免疫反应起着关键作用。此外，研究者还测试了不同的ADC传递系统（如靶向性抗体和非靶向性细胞穿透肽）对肿瘤控制和免疫激活的影响。结果显示，无论是通过抗体还是细胞穿透肽传递的MMAE，其与放疗结合后都能显著改善肿瘤控制效果，而DXd则未能表现出同样的效果。

为了进一步探讨ADC载药成分与放疗和免疫治疗的协同作用，研究者测试了免疫检查点抑制剂在与ADC和放疗结合后的效果。结果显示，当免疫检查点抑制剂与ADC和放疗联合使用时，能够显著提高肿瘤控制效果和患者的生存率。这表明，ADC载药成分与放疗和免疫治疗的结合可能为癌症治疗提供一种新的多模式治疗策略，从而克服肿瘤异质性和耐药性问题，提高治疗效果。

研究还关注了ADC药物传递系统在肿瘤微环境中的作用。通过使用相同的抗体或细胞穿透肽作为载体，研究者能够更准确地比较不同载药成分在肿瘤部位的治疗效果。结果显示，无论是通过抗体还是细胞穿透肽传递的MMAE，其与放疗结合后都能显著增强免疫系统的激活，而DXd则未能表现出同样的效果。这表明，MMAE在与放疗结合时的增敏效果是其固有的特性，可能适用于不同类型的ADC药物传递系统。

综上所述，本研究通过比较不同ADC载药成分在免疫功能正常的动物模型中的治疗效果，揭示了MMAE和DXd在与放疗结合时的不同表现。MMAE在作为游离药物时表现出更强的细胞毒性，但在与放疗结合时展现出更显著的增敏效应，能够显著提高肿瘤控制效果和免疫激活水平。相比之下，DXd在作为游离药物时虽然效果较弱，但在与放疗结合时未能表现出类似的增敏作用。这些发现为优化ADC为基础的化疗-放疗-免疫治疗联合方案提供了重要的机制依据，也为未来临床试验的设计提供了参考。