综述：靶向药物偶联物及其分子机制在克服肺癌耐药性中的作用

《Hormones & Cancer》：Targeted drug conjugates and molecular mechanisms in overcoming lung cancer drug resistance

本综述系统阐述了肺癌耐药性的分子机制，重点分析了关键致癌驱动基因（如EGFR、ALK、KRAS、MET）及其逃逸通路。文章全面评估了药物偶联物（包括抗体药物偶联物ADCs、肽药物偶联物PDCs、放射性核素偶联物等）作为通过增强靶点特异性和药物递送来克服这些耐药机制的策略性进展。尽管药物偶联物代表了肺癌治疗的范式转变，但其潜力仍受限于连接子不稳定性、载荷相关毒性及复杂耐药通路等挑战。未来研究应聚焦于开发具有优化连接子化学、具有旁观者效应的新型载荷以及合理联合疗法的下一代偶联物。

　　

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因，其高发病率及传统预后不良是主要驱动因素。肺癌通常分为小细胞肺癌（SCLC）和非小细胞肺癌（NSCLC），其中NSCLC约占病例的85%，包括腺癌、鳞状细胞癌和大细胞癌等亚型。相比之下，SCLC占病例的10-15%，以其快速生长、早期转移和侵袭性临床病程而闻名。

肺癌的分子靶点

受体酪氨酸激酶(RTyKs)

受体酪氨酸激酶在所有肺癌中均有发现，但在不同亚型中的频率不同，因此被广泛探索作为肺癌的靶向治疗靶点，并正在临床评估其疗效。表皮生长因子受体（EGFR）和间变性淋巴瘤激酶（ALK）是正在被探索作为肺癌有效治疗靶点的酪氨酸受体激酶。

表皮生长因子受体(EGFR)

EGFR是一种跨膜受体，处于非活性状态，是细胞分裂、生长和存活的调节因子。酪氨酸激酶依赖的表皮生长因子受体在与表皮生长因子和其他生长因子结合后被激活。EGFR的激活导致信号级联反应，如丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路和磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）通路的激活，进而促进DNA合成和细胞增殖。EGFR激活还会诱导多种事件和通路，有助于肺癌的免疫逃逸并阻止自噬过程。EGFR突变导致受体固有激活，促进细胞增殖，从而导致肿瘤发生。EGFR敏感突变通常发生在18-21号外显子区域。EGFR在不同癌症中起重要作用，其突变与肺癌相关，在亚洲人群中约占50%，在西方人群中约占10%。EGFR在NSCLC中过度表达。在NSCLC中，EGFR酪氨酸激酶结构域发生突变（例如19号外显子的帧移缺失突变和21号外显子的亮氨酸到精氨酸的点突变）。几乎85%的帧缺失突变发生在19号外显子或L858R突变。EGFR抑制剂被广泛探索用于NSCLC的治疗。酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）可抑制突变的EGFR及其持续激活。一些EGFR抑制剂，如阿法替尼、厄洛替尼和吉非替尼，已被FDA批准用于NSCLC。针对EGFR的靶向治疗包括单克隆抗体和小分子抑制剂。吉非替尼是第一个在EGFR过度表达的NSCLC中进行评估的EGFR特异性酪氨酸激酶小分子抑制剂。另一个小分子抑制剂厄洛替尼是一种可逆抑制剂，被发现对一线和二线药物治疗失败的NSCLC病例有效。临床评估结果导致厄洛替尼和吉非替尼被纳入具有L858R/E19del突变NSCLC的一线化疗药物。下一代EGFR抑制剂包括不可逆抑制剂，如达克替尼和阿法替尼。这两种药物均被发现具有广谱抗癌活性，并被批准作为NSCLC的一线治疗药物。然而，NSCLC患者中出现T790M突变会导致对厄洛替尼和吉非替尼产生耐药性。奥希替尼是一种高选择性的第三代EGFR抑制剂，被发现对携带T790M突变的患者有效且副作用减少。因此，对于携带T790M突变的NSCLC患者，奥希替尼是比一线或二线药物更优选的疗法。另一个EGFR抑制剂阿美替尼也被发现对携带T790M突变的NSCLC有效。

西妥昔单抗是一种嵌合单克隆抗体，在II期临床试验中与铂类化疗联合使用时显示出临床疗效。然而，在III期试验（BMS-099）中，患者随机接受卡铂和紫杉烷类药物联合或不联合西妥昔单抗治疗，结果并未显示患者生存期或总生存期有显著改善，尽管相对风险有统计学显著改善（25.7%对比17.2%）。在FLEX临床试验中，1125名患者随机接受顺铂和长春瑞滨联合或不联合西妥昔单抗治疗。该临床试验结果显示，接受西妥昔单抗治疗的患者中位总生存期有所改善（11.3个月对比10.1个月）。这种效果对鳞状细胞肺癌患者特别有益。然而，在两个试验中，西妥昔单抗都表现出皮肤毒性和较高的发热性中性粒细胞减少症发生率。其他阻断EGFR的单克隆抗体包括尼妥珠单抗和耐昔妥珠单抗。在III期临床试验（SQUIRE）中，将尼妥珠单抗与化疗药物吉西他滨和顺铂联合使用与单独使用化疗药物进行比较，结果显示化疗药物联合尼妥珠单抗显著改善了患有转移性IV期鳞状细胞癌患者的总体生存率。

间质上皮转化因子(MET)

MET原癌基因编码酪氨酸激酶受体蛋白（也称为肝细胞生长因子受体，HGFR），其在某些类型的肺癌中过度表达、扩增并发生突变。MET基因的激活导致酪氨酸残基磷酸化，进而诱导多个信号级联反应，如SRC激酶、Ras/丝裂原活化蛋白激酶（RAS/MAPK）和PI3K。例如，约7%的肺腺癌病例存在MET扩增突变，约4%的肺腺癌和约1%的肺鳞状细胞癌病例存在MET扩增。MET外显子14跳跃突变在肺腺癌和肿瘤转移中也起关键作用。卡马替尼、克唑替尼、特泊替尼、卡博替尼和格列沙替尼等酪氨酸激酶抑制剂被发现在MET外显子14跳跃的NSCLC中具有临床疗效。高选择性抑制剂卡马替尼因其在靶向MET外显子14跳跃、MET过度表达和扩增的NSCLC方面的疗效而获得FDA批准。另一个选择性抑制剂特泊替尼正在临床评估中，并已在日本和美国等少数国家获得批准。

肺癌的治疗管理——现状与药物偶联物的需求

肺癌是一种高度致命的癌症。其治疗管理包括化疗、手术切除肿瘤部分和局部放疗。然而，一旦发生转移，癌症的治疗管理就变得困难。患者常常出现肿瘤复发。化疗是癌症治疗管理的关键部分，但由于缺乏选择性，正常组织细胞会与肿瘤细胞一起遭受细胞毒性。因此，化疗期间常出现免疫细胞破坏和耐药性的发展。此外，化疗药物耐受性差，治疗指数窄，因此会产生严重的副作用。免疫疗法也用于肺癌的管理。免疫疗法通过激活免疫系统来识别和攻击肿瘤细胞。然而，免疫疗法存在个体间差异，并会诱发自身免疫副作用。

靶向系统有助于减少副作用并提高耐受性。药物候选物及其递送系统对靶点的选择性有助于实现对肿瘤细胞的靶向递送。上皮生长因子受体中酪氨酸激酶的选择性抑制剂彻底改变了NSCLC的治疗管理。这些EGFR酪氨酸激酶抑制剂能有效靶向肿瘤细胞，同时由于选择性靶向肿瘤细胞而副作用减少。然而，在初始有效反应后，肿瘤细胞在治疗后（几乎在9-12个月后）不可避免地会对酪氨酸激酶抑制剂产生耐药性。因此，开发选择性药物候选物和靶向药物/药物递送系统似乎是最合适的方法，以有效靶向肿瘤细胞并减少不良事件。

药物偶联物是将细胞毒性药物通过连接子部分与靶向配体连接而成。靶向配体有助于特异性地将药物引导至靶点。药物偶联物的示意图表示如图1所示。

药物偶联物的典型例子是抗体药物偶联物（ADC），其中单克隆抗体通过连接子部分与靶向部分连接。抗体药物偶联物的这种结构有助于将细胞毒性抗体靶向肺癌细胞，同时减少副作用。单克隆抗体是高效的细胞毒性剂，但作为大分子剂，其渗透和到达肿瘤部位的能力较差。此外，这些单克隆抗体可能诱发免疫原性反应。因此，将抗体与靶点连接有助于其渗透并靶向肿瘤细胞。因此，当抗体药物偶联物进入血液后，靶向部分帮助偶联物到达肿瘤部位。在肿瘤部位，药物偶联物释放抗体，抗体被肺癌细胞内吞，最终发挥细胞毒性作用。

抗体药物偶联物(ADCs)

抗体药物偶联物是大分子抗癌药物，设计具有靶点选择性和对肿瘤细胞的细胞毒性。抗体药物偶联物的三个基本组成部分如图2所示。

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  特异性肿瘤抗原靶向抗体
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  载荷或细胞毒性药物
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  将载荷与靶向抗原连接的连接子

这些抗体药物偶联物进入循环后，与靶抗原形成复合物，并被内吞到肿瘤细胞内部。随后，内部化的抗体药物偶联物复合物中的连接子被切割，释放细胞毒性药物，对肿瘤细胞发挥细胞毒性作用。第一代抗体药物偶联物使用小鼠来源的抗体（例如，靶向CD33的Mylotarg），因此这些抗体药物偶联物易在患者中诱发免疫原性反应。此外，连接子部分不稳固，会过早切割释放细胞毒性药物，从而降低疗效并引起不良事件。因此，第二代抗体药物偶联物（例如，HER2特异性的Kadcyla和CD30特异性的Adcetris）采用人鼠嵌合抗体和人源化单克隆抗体制备。然而，这些抗体药物偶联物具有非均匀的药物抗体比率（DAR），导致清除率较高、非特异性副作用发生率高、抗体聚集和疗效降低。第三代抗体药物偶联物（例如，HER2特异性的Enhertu）采用了定点偶联技术，从而产生更稳定、药代动力学特征改善且DAR更优的药物偶联物。此外，亲水性连接子如聚乙二醇化也被广泛应用于第三代抗体药物偶联物。

在设计抗体药物偶联物时，选择靶向抗体的原则是抗原应仅在癌细胞上独特表达，或在正常细胞中表达水平极低。优选情况下，靶抗原应在肿瘤细胞表面表达。这有助于赋予抗体药物偶联物选择性。一些被广泛探索的肿瘤细胞过度表达的表面抗原包括：人表皮生长因子受体2和3（HER2和HER3）、前列腺特异性膜抗原（PSMA）和间质上皮转化因子（c-MET）。抗体的另一个相关要求是能够被肿瘤细胞有效内吞，并且抗原表达在抗体药物偶联物治疗一段时间后不应减弱。肿瘤的大小、肿瘤细胞的细胞解剖结构、肿瘤部位的血液供应和纤维化程度决定了抗体药物偶联物在肿瘤部位的摄取。抗体药物偶联物的设计不仅针对肿瘤细胞，还针对肿瘤微环境的组成部分，例如肿瘤的血管供应、引发肿瘤细胞增殖的干细胞和基质成纤维细胞。

抗体药物偶联物的另一个关键组成部分是载荷。通常，载荷必须高效力、具有细胞毒性、稳定、能够与连接子部分偶联并具有合适的溶解性。载荷可通过转录抑制、抗有丝分裂或微管蛋白丝损伤和DNA损伤等方式发挥细胞毒性作用。

抗有丝分裂剂改变微管蛋白丝的稳定结构，从而诱导有丝分裂停滞，例如紫杉醇衍生物、长春花碱、奥瑞他汀类、美坦新类（如FDA批准的抗体药物偶联物ado-trastuzumab emtansine中的载荷mertansine）。

靶向人表皮生长因子受体2/3（HER2/3）的抗体药物偶联物

人表皮生长因子受体是酪氨酸激酶，存在四种类型：HER1、HER2、HER3、HER4。其中，HER2在肺癌中过度表达或频繁突变，导致参与细胞增殖的信号级联反应（如MAPK、AKT、PKC和PI3K）的激活。因此，用抗体药物偶联物靶向HER2是肺癌中一个有前景的靶点。

目前已开发出不同的抗体药物偶联物来靶向HER2。T-DM1是一种抗体药物偶联物，其中细胞毒性药物美坦新（DM1）通过硫醚连接子与单克隆抗体曲妥珠单抗（T）连接，载荷抗体比率约为3.5。T-DM1用于治疗HER2阳性NSCLC。在HER2阳性NSCLC患者（n=18）中进行的T-DM1 II期临床评估显示反应有限，50%的患者中位无进展生存期为5个月。在另一项II期临床试验（n=49）中观察到类似结果，其中51%的HER2阳性NSCLC患者中位无进展生存期为5个月。这些结果促使T-DM1被归类为HER2阳性NSCLC患者的2A类药物。在HER2阳性NSCLC患者（n=49）中进行的另一项I期临床研究中，T-DM1的总体缓解率为20%，中位无进展生存期为2.7个月。类似地，T-DM1在具有HER2外显子20插入突变的患者中也显示出显著改善的临床反应。然而，T-DM1治疗观察到恶心、血小板减少和转氨酶水平升高等副作用。

另一种靶向HER2的抗体药物偶联物是曲妥珠单抗德鲁替康（T-DXd或DS-8201），其中曲妥珠单抗通过连接子与德鲁替康（一种拓扑异构酶I抑制剂）连接，载荷抗体比率为8。T-DXd具有良好的膜渗透性，能有效杀灭肿瘤细胞。在一项全球、开放标签的临床试验（DESTINY-Lung01）中，对NSCLC患者（n=91）评估T-DXd，结果显示总体缓解率为55%，中位无进展生存期为8.2个月，中位总生存期为17.8个月，疾病控制率为92%。进一步评估T-DXd在HER2突变NSCLC患者（n=49）中的疗效，总体缓解率为24.5%，疾病控制率为69%，中位无进展生存期为5.4个月。抗体偶联物T-DXd正在进一步评估与度伐利尤单抗联合使用的效果。

另一种靶向HER2的抗体偶联物是A166，其中含有曲妥珠单抗。在实体瘤患者（n=81）中进行的A166临床评估显示总体缓解率为60%。然而，观察到食欲减退以及眼部副作用，如干眼症、视力模糊和角膜炎。

另一种靶向HER3的抗体偶联物是U3-1402，即帕特利妥珠单抗德鲁替康。HER3在NSCLC（约19%）和腺癌（约46%）中扩增。HER3也与酪氨酸激酶抑制剂耐药性的发展有关。在一项I期研究中，评估U3-1402单药治疗HER3阳性NSCLC患者，结果显示总体缓解率为39%，中位无进展生存期为8.2个月。对临床试验亚组的进一步分析表明，U3-1402对具有耐药突变的患者有效。

肽药物偶联物(PDCs)

大多数第三代抗体药物偶联物对微管蛋白抑制剂表现不敏感且耐受。此外，第三代抗体药物偶联物难以复制。另一方面，肽药物偶联物可以以成本效益高的程序轻松生产和纯化。此外，用作配体类似物的肽对靶点具有强亲和力以及与药物偶联的能力。因此，将肽与化疗药物偶联可产生有效且靶向的肽药物偶联物。肽药物偶联物的示意图表示如图3所示。

此外，肽结构的易于修饰性使得能够设计出具有更高生物利用度、稳定性和靶点亲和力的肽药物偶联物。与抗体相比，肽分子量小，因此具有更好的肿瘤细胞渗透性。肽结构简单，免疫原性低，因此诱发免疫原性反应的可能性较低。肽的毒性较低，因为它们通过肾脏消除。由于肽药物偶联物相对于传统化疗药物以及抗体药物偶联物具有这些优势，肽药物偶联物正被广泛探索作为包括肺癌在内的各种癌症的治疗方式。

然而，肽药物偶联物也存在一些缺点。大多数肽药物偶联物通过肠胃外途径给药，因此给患者带来不便且可能导致用药依从性差。肽药物偶联物生物半衰期短，因此作用于肿瘤细胞的特异性治疗窗口期短。为了克服这些缺点，已经探索了一些策略，如二硫键环化、肽模拟物、头尾环化、非天然氨基酸取代和双环肽。此外，从肽药物偶联物中释放载荷的连接子切割通常依赖于pH值、酶活性和氧化还原条件，这会影响载荷从肽药物偶联物中的有效释放。

其他大分子在肺癌治疗中的方法

一些新方法正在各种癌症中评估其疗效，未来可能应用于肺癌。治疗性寡核苷酸，如小干扰RNA（siRNA）、磷酰二胺吗啉代寡聚物（PMO）等，可以使用抗体递送到特定组织/细胞。抗体-寡核苷酸偶联物方法也有助于克服递送寡核苷酸的缺点。将寡核苷酸与抗体偶联有助于扩大寡核苷酸的应用范围。这种方法已探索用于递送siRNA，使用偶联物AOC1001治疗强直性肌营养不良1型，其中siRNA与靶向转铁蛋白受体1的单克隆抗体偶联。

另一种递送大分子的方法涉及抗体-细胞偶联物，其中连接子（如5' NHS酯单链DNA）一端与抗体氨基基团偶联，另一端与细胞因子诱导的杀伤（CIK）细胞或自然杀伤（NK）细胞的细胞表面蛋白偶联。抗体-细胞偶联物与嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法非常相似，但抗体-细胞偶联物仅涉及化学修饰而非基因修饰。这种方法有助于增强CIK细胞/NK细胞的抗肿瘤功效。

一种向肿瘤细胞递送大分子的新方法是病毒样药物偶联物（VDC），其中病毒的衣壳被操纵以制备非传染性的蛋白质纳米颗粒递送系统。在一种此类靶向实体瘤的递送系统（AU-001）中，由人乳头瘤病毒开发的蛋白质纳米颗粒与修饰的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖偶联。

免疫刺激抗体偶联物（ISAC）是一种新方法，其中免疫激动剂或调节剂作为载荷，以将"冷"肿瘤转化为"热"肿瘤的方式改变免疫反应。这些免疫偶联物能够调节肿瘤微环境中的免疫细胞，从而改变肿瘤细胞的敏感性。Toll样受体（TLR）激动剂偶联物（如BDC-1001、SBT-6050、SBT-6290）、干扰素基因刺激物（STING）激动剂偶联物（XMT-2056）和Treg细胞调节性免疫刺激抗体偶联物（ADCT-301）已在各种癌症中进行探索。对于肺癌，免疫刺激抗体偶联物BDC-2034正在评估中。

在抗体片段-药物偶联物（FDCs）中，使用较小的抗体片段，因此尺寸更小，从而具有良好的细胞渗透性。此外，抗体片段-药物偶联物具有更高的药物抗体比率，从而导致更高的药物效率。抗体片段-药物偶联物的小尺寸也有助于其快速从细胞和系统中清除。

在适体-药物偶联物（ApDCs）中，适体通过连接子部分与药物连接。适体-药物偶联物的示意图表示如图5所示。

适体作为靶向引导配体，帮助适体-药物偶联物到达靶向肿瘤部位。适体是基于核酸的寡核苷酸序列，具有高靶点特异性和亲和力。适体易于筛选、免疫原性低、可低成本轻松复制、具有热稳定性和化学稳定性、由于分子量小而具有较高的细胞渗透性，并且与免疫相关的不良反应可忽略不计。然而，适体易受核酸酶影响，因此生物半衰期较短。此外，非靶组织对适体药物偶联物的吸收可能导致药代动力学特征改变。

开发大分子药物偶联物面临的挑战

药物偶联物的发展提高了抗癌药物的疗效，并拓宽了其在癌症治疗管理中的应用。然而，药物偶联物存在某些限制其应用的挑战。对药物偶联物产生耐药性是主要限制之一，其可通过多种机制诱导，例如抗原耐药、内吞和凋亡过程功能障碍、外排泵活性增强、靶点突变和溶酶体异常。不幸的是，目前缺乏管理药物偶联物耐药性的治疗手段。药物偶联物的有效性取决于载荷量或药物抗体比率（DAR）。高DAR通常意味着药物偶联物疗效更好。然而，较高的药物载荷也会增加副作用的可能性。因此，大多数药物偶联物的DAR通常限制在2-4之间。因此，优化DAR是开发药物偶联物的关键部分。此外，许多抗体具有高反应性的半胱氨酸和赖氨酸残基，会影响偶联物的稳定性。因此，可能发生随机偶联，损害偶联物稳定性，导致药物过早或脱靶释放，从而引起毒性。由于肿瘤细胞产生的靶抗原具有异质性，需要根据表达的特定突变和抗原来开发药物偶联物。药物偶联物的快速分解以及连接子切割失败对开发稳定有效的药物偶联物构成了重大挑战。

结论

肺癌由于其高转移潜力和晚期诊断，仍然是最致命的癌症之一。虽然手术、化疗和免疫疗法等治疗策略改善了预后，但大多数疗法的疗效仍受到生物利用度差、非特异性靶向和耐药性的限制。药物偶联物提供了一个有前景的解决方案，可增强特异性、肿瘤细胞渗透性并最大限度地减少副作用。临床研究已显示其在包括肺癌在内的各种癌症中的疗效，并在优化载荷、连接子稳定性和药物化学方面取得了进展。

然而，在优化药物偶联物方面仍然存在挑战，特别是在载荷递送、连接子稳定性和避免载荷过早释放方面。未来的研究应侧重于解决这些问题，以最大限度地提高治疗效果。此外，将分子分析整合到临床护理中可以实现更个性化的治疗，从而提高靶向准确性和患者预后。

随着持续的进步，下一代药物偶联物有望提供显著的治疗益处，且副作用最小，可能通过提供更精确、个体化的疗法来彻底改变肺癌治疗。