针对TROP2受体的抗体递送的一种异双功能BRM降解剂的药代动力学、代谢及清除途径的研究

《Drug Metabolism and Disposition》：Investigation of the pharmacokinetics, metabolism, and clearance pathways of a heterobifunctional BRM degrader delivered by a TROP2-targeting antibody

　　

摘要

BRM蛋白是BRG1缺陷型非小细胞肺癌（NSCLC）的重要治疗靶点。研究人员发现了一种针对BRM的强效VHL基蛋白水解靶向嵌合体（PROTAC）A515，但该药物在大鼠体内迅速清除且无口服生物利用度。为克服这些药代动力学问题，开发了一种抗体-药物结合物（ADC）以实现A515的肿瘤靶向递送。为此，生成了一种A515连接物-药物，在体外实验中证实了该连接物可被组织蛋白酶B和溶酶体酶有效释放。将这种连接物-药物与TROP2靶向抗体结合后，得到的ADC在HCC515异种移植模型中表现出肿瘤生长抑制作用，并在肿瘤中积累了高浓度的A515。通过对胆管插管大鼠的研究，进一步探讨了A515的代谢和清除途径，发现尿液排泄、胆汁排泄和代谢是A515的主要清除途径。体外和体内的代谢产物分析显示，A515的主要代谢途径是通过氧化N-去烷基化在异源双功能降解酶的作用下发生断裂，这一生物转化过程主要受CYP3A酶调控。

意义声明

本研究在体外和体内探讨了TROP2-BRM降解抗体结合物及其负载物的代谢和分布机制。结果支持以下观点：1) 抗体结合有助于克服药物的药代动力学缺陷，将其有效地递送到作用部位；2) ADC连接物的切割及负载物的释放机制对其发挥作用至关重要。

引言

BRM（Brahma同源物；也称为SMARCA2、SWI/SNF相关、基质相关、肌动蛋白依赖性染色质调节因子A亚家族成员2）蛋白因其在携带BRG1（Brahma相关基因-1，也称SMARCA4）突变的肿瘤中的合成致死作用而成为肿瘤学中的重要治疗靶点。作为BAF（BRG1/BRM相关因子）染色质重塑复合体的催化亚基，BRM和BRG1对基因表达的调控至关重要。在非小细胞肺癌（NSCLC）等癌症中，BRG1常常发生突变，使肿瘤细胞对BRM产生依赖性。因此，设计高效的BRM降解剂作为抗癌药物具有重大意义。

尽管异源双功能降解剂（PROTACs）在体外表现出强大的活性，但它们常受到严重的药代动力学限制，如快速全身清除和低口服生物利用度。这些问题源于这类分子的物理化学性质，包括渗透性差、溶解度低、分子量大和亲脂性强。为克服这些难题，降解剂-抗体结合物（DACs）提供了一种替代策略，可更精准地将降解剂递送到肿瘤部位，无需依赖口服生物利用度和高全身浓度。这种方法还有助于减少高剂量带来的耐受性和脱靶效应问题。

在本研究中，我们探讨了与TROP2靶向抗体结合的BRM降解剂的药代动力学、代谢和清除途径。A515是一种由选择性BRM结合配体和VHL（von Hippel-Lindau）E3酶 ligand组成的强效异源双功能降解剂，两者通过化学连接物连接，以实现BRM蛋白的靶向泛素化和随后的蛋白酶体降解（图1）。由于A515的口服吸收极低且清除迅速，我们采用DAC策略，利用TROP2靶向抗体实现肿瘤选择性递送。本文详细描述了A515连接物-药物在体外的负载物释放情况以及TROP2-DAC在小鼠异种移植肿瘤模型中的疗效（补充图1），并深入分析了A515的代谢和清除途径。通过全面评估A515作为DAC成分及单独形式的药代动力学特性，证明了DACs在递送高效异源双功能降解剂方面的优势。

章节摘要

体外连接物-药物切割

A515连接物-药物的制备方法如前所述。将A515连接物-药物与5 μM的人肝组织蛋白酶B（Sigma；5 μg/mL）或大鼠肝溶酶体（Xenotech；0.5 mg/mL）在100 mM柠檬酸（pH 5）和5 mM半胱氨酸溶液中共同孵育0.1、1、4和24小时，温度为37°C。每次孵育后加入两倍体积的含有普萘洛尔（内标IS）的乙腈（ACN）终止反应。

代谢产物通过液相色谱-高分辨率质谱进行分析。

A515在大鼠体内的药代动力学和组织分布

大鼠单次静脉注射1 mg/kg A515后，血浆浓度-时间曲线呈现双相消除特征：首先为快速分布相，随后为缓慢的终末消除相（图2）。血浆中观察到的最大浓度（C_max）为0.0285 μM，出现在0.5小时的采样时间（T_max）（表1）。该化合物的清除速率（CL）为171 mL/min/kg，稳态浓度较高。

讨论

本研究全面评估了A515作为独立成分及通过TROP2-DAC递送时的药代动力学、代谢和清除途径。尽管A515在大鼠体内快速清除且无口服生物利用度，但它仍能在多个组织中广泛分布并滞留，这凸显了这类分子的血浆暴露与组织药代动力学之间的差异。

利益冲突

作者声明无利益冲突。

CRediT作者贡献声明

Joyce Liu：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法学设计、实验设计、数据分析、概念构思。Shu Chen：撰写 – 审稿与编辑、方法学设计、实验设计、数据分析。Yi-Chen Chen：数据可视化、方法学设计、数据分析。Yusi Cui：数据可视化、方法学设计、数据分析。Martine Darwish：数据可视化、方法学设计、数据分析。Summer Baker Dockrey：数据可视化。

致谢

作者感谢Michael Berlin博士（Arvinas, Inc.）在A515化学合成方面的协助，同时感谢Weiping Zhao和Teresa Mulder在实验中的帮助，以及Bin Ma和Weiping Zhao对本文的宝贵审稿意见。

资助

本研究未接受任何外部资助。