抗组织蛋白酶D抗体-药物偶联物用于单甲基auristatin F和E的靶向递送，在乳腺癌中表现出强烈的抗癌活性

《Biomedicine & Pharmacotherapy》：Anti-cathepsin D antibody-drug conjugates for the targeted delivery of monomethyl auristatin F and E elicit potent anticancer activity in breast cancer

乳腺癌中晚期复发且对内分泌治疗抵抗的ER+ HER2-low亚型患者，现有靶向治疗有限。本研究发现高表达的猫hepsin D（cath-D）可作为新型抗体偶联药物（ADC）的靶点，通过F1M1抗体与MMAF（非裂解型）或MMAE（裂解型）毒素连接，在体外和体内实验中均显著抑制肿瘤细胞增殖并减缓小鼠移植瘤生长，为该亚型提供新疗法。

　　乳腺癌（BC）是女性癌症死亡的主要原因之一，尤其在激素受体阳性（ER+）且人表皮生长因子受体2阴性或低表达（HER2-; HER2low）的亚型中，患者往往表现出晚期复发模式和对内分泌治疗的耐药性。近年来，抗体药物偶联物（ADCs）作为新型抗癌药物，因其在临床前和临床研究中的快速进展而受到广泛关注。这些ADCs由三个关键组成部分构成：抗体、连接子（可裂解或不可裂解）以及小分子细胞毒性载荷。它们结合了抗体的肿瘤靶向性和细胞毒性药物的强效作用，为癌症治疗提供了新的可能性。

在本研究中，科学家们评估了cathepsin D（cath-D）作为ADC治疗靶点的潜力。cath-D是一种在乳腺癌中与不良预后相关的蛋白，它不仅在肿瘤细胞内表达，而且在肿瘤微环境中被异常分泌，具有促进肿瘤生长、刺激乳腺成纤维细胞增生、促进血管生成、免疫逃逸和转移形成等作用。这些特性使得cath-D成为一种有潜力的治疗靶点。研究人员使用了一种全人源的抗cath-D抗体F1M1，将其与两种不同的细胞毒性药物偶联，形成两种不同的ADCs：一种是通过不可裂解连接子偶联的F1M1-MMAF，另一种是通过可裂解连接子偶联的F1M1-MMAE，其药物与抗体比（DAR）接近4。这种连接子设计使得F1M1-MMAF能够在肿瘤细胞内释放一种细胞不可渗透的MMAF代谢物，而F1M1-MMAE则可以在肿瘤细胞内通过蛋白酶裂解释放细胞可渗透的MMAE。

在体外实验中，这两种ADCs均显示出对ER+/HER2low的MCF-7和MCF-7/LCC2乳腺癌细胞系的高效内化和细胞毒性作用，且其作用范围处于纳摩尔级别。这表明，cath-D在这些细胞类型中具有良好的可接近性，并且能够有效被F1M1抗体识别并内化。进一步的体内实验显示，三次注射F1M1-MMAF和F1M1-MMAE能够显著抑制MCF-7/LCC2细胞移植瘤的生长，且对小鼠的生存率有显著提升。这些结果首次证明了cath-D作为ADC治疗靶点的可行性。

在研究方法方面，科学家们使用了多种技术手段来验证这些ADCs的特性。首先，他们通过质谱分析（MS）和尺寸排阻色谱（SEC）对ADCs进行了纯度和DAR的测定。结果显示，所制备的ADCs的DAR值在3.4至3.8之间，这被认为是含auristatin类药物ADCs的最佳范围。随后，他们利用免疫荧光和实时成像技术评估了F1M1-MMAF和F1M1-MMAE的内化能力，并在多种细胞模型中验证了其对细胞存活的抑制效果。此外，他们还通过3D细胞培养模型评估了ADCs在模拟肿瘤微环境中的作用，结果显示F1M1-MMAF和F1M1-MMAE在细胞存活抑制方面表现出显著的效率。

研究还强调了ADCs设计中连接子选择的重要性。不可裂解连接子如MMAF-连接子，其释放的药物代谢物由于在生理pH下带有多个电荷，无法穿透细胞膜，因此主要针对表达cath-D的肿瘤细胞。而可裂解连接子如MMAE-连接子，则能够在肿瘤细胞的内吞作用下，通过蛋白酶的裂解作用释放出具有细胞渗透性的MMAE，从而实现对邻近细胞的旁观者杀伤效应。这种设计使得ADCs能够更广泛地作用于肿瘤组织，尤其是在肿瘤异质性较高的情况下。

此外，研究还涉及了对多种乳腺癌细胞系和组织样本的分析，以确定cath-D的表达情况。结果显示，cath-D在ER+乳腺癌组织中表达显著，且在肿瘤微环境中被异常分泌，这为ADCs的靶向治疗提供了生物学基础。同时，研究人员还通过生物信息学分析了已发表的蛋白质组学和空间转录组学数据，进一步确认了cath-D在乳腺癌中的表达模式和潜在的治疗价值。

研究结果表明，使用F1M1抗体与cath-D结合的ADCs在体外和体内均显示出良好的抗肿瘤效果。这不仅验证了cath-D作为ADC治疗靶点的可行性，也为乳腺癌患者，特别是对内分泌治疗耐药的患者，提供了新的治疗策略。随着ADCs在乳腺癌治疗中的应用不断扩展，cath-D作为新的靶点可能在未来成为一种重要的治疗工具，尤其是在传统靶点如HER2和TROP2出现耐药性的背景下。

该研究还讨论了ADCs在临床开发中的现状以及未来的发展方向。目前，许多ADCs已经进入临床试验阶段，而cath-D作为新的靶点，可能为乳腺癌治疗带来新的突破。研究人员还指出，由于cath-D在多种癌症类型中均表现出高表达和异常分泌，因此基于F1M1的ADCs可能不仅限于乳腺癌，还可能适用于其他类型的癌症治疗。

总体而言，这项研究为乳腺癌的靶向治疗提供了新的思路，即利用cath-D作为治疗靶点，结合ADCs技术，以提高治疗效果并克服耐药性问题。未来的研究可以进一步探索不同连接子和载荷组合对ADCs性能的影响，以及如何优化ADCs的结构以提高其在体内的稳定性和靶向性。此外，研究还可以扩展到其他类型的癌症，以评估cath-D作为治疗靶点的广泛适用性。