深度挖掘Trop2 ADC——从生物学机制到临床开发现状

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深度挖掘Trop2 ADC——从生物学机制到临床开发现状

TROP2全称为人滋养细胞表面糖蛋白抗原2，是由染色体1p32区域的Tacstd2（Tumor-associatedcalcium signal transducer 2）基因编码表达的细胞表面糖蛋白，在多种恶性肿瘤中过表达，是一种与恶性肿瘤发生、侵袭和转移有关的癌基因。

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Trop2结构和机制

TROP2蛋白是由323个氨基酸组成的36kD的多肽，属于单次跨膜蛋白，由疏水性前导肽（AA 1-26），细胞外结构域（AA 27-274），一个跨膜结构域（AA 275-297）和一个胞质尾部(AA 298-323)组成。

其细胞质尾部有高度保守的磷脂酰肌醇4，5-二磷酸(PIP2)结合序列，表明PIP2在TROP2的信号转导中起重要作用。除了PIP2结合基序外，它还含有保守的酪氨酸和丝氨酸磷酸化位点。在蛋白激酶C（PKC）作用下，TROP2蛋白的胞内尾部丝氨酸残基（S303）被磷酸化，从而促进PIP2水解为三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DAG）。IP3与内质网表面IP3受体相互作用并促进内质网中储存钙离子的释放，激活丝裂原活化蛋白激酶途径（MAPK），促进细胞周期进程。DAG通过激活PKC，从而反馈调节TROP2磷酸化。

图1 由TROP2的PIP2结构域介导的细胞周期进展

到目前为止，Trop2的调控和信号转导机制尚未被完全阐明。除了上述的通过尾部结构域PIP2酶解后调节Ca2+介导的细胞周期进程，还包括（1）通过膜内水解调节细胞周期，促进细胞增殖；（2）介导细胞凋亡和增殖信号通路，促进细胞增殖，抑制凋亡；（3）通过降低肿瘤细胞黏附作用促进其侵袭转移。另外，人Trop-2与小鼠同源基因序列相似度为87.4%；TROP2与上皮细胞黏附分子Epcam有较高的结构序列相似性，同源性达49%。

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Trop2基因表达

TROP2 mRNA可在正常组织中检测到，包括正常角质形成细胞、肾脏、肺、卵巢和睾丸。正常情况下，TROP2主要表达于上皮细胞并在胚胎器官发育过程中起重要作用。尽管TROP2在正常组织中有表达，在多种上皮来源肿瘤中则是显著高表达的，如乳腺癌（＞90%）、尿路上皮癌（＜83%）、胃癌（56%）、结肠直肠癌（68.4%）、某些肺癌、胰腺癌、前列腺癌、宫颈癌、头颈癌和卵巢癌等。因为信号转导机制尚未完全阐明，并且在多种实体肿瘤中高表达，Trop2成为开发抗体偶联药物（ADC）的新靶点。ADC药物的开发，要实现有效的活性，对细胞表面抗原的要求为至少需要10^4的抗原才能确保致死剂量的细胞毒性药物被递送到细胞内部。而这里我们也汇总了不同细胞系表达trop2的水平，从抗原表达看，Trop2也确实是一个适合做ADC的优质靶点。

            图2 肿瘤表面抗原数量及适合做成ADC的水平

表1 不同细胞系表面Trop2抗原的表达量

细胞系	Expression level（/cell）	癌种
Capan-1	1.15*10^5	胰腺癌细胞系
PxPC3	5*10^5	胰腺癌细胞系
NCI-N87	3.83*10^5	胃癌细胞系
SK-BR-3	3.28*10^5	Her2+乳腺癌
MCF-7	1.10*10^5	ER+乳腺癌
MDA-MB-468	3.01*10^5	三阴乳腺癌
HCC38	1.81*10^5	三阴乳腺癌
HCC1806	9.14*10^4	三阴乳腺癌
MDA-MB-231	3.23*10^4	三阴乳腺癌

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Trop2抗体偶联药物的开发现状

目前靶向TROP2的ADC国外有两个：IMMU-132（由Immunomedics开发，2020年上市，商品名Trodelvy）；DS-1062（由第一三共/阿斯利康联合开发，目前处于临床三期）。而国内则呈现群雄割据的状态，除了云顶新耀引进了IMMU-132，已递交了上市申请外，目前处于临床阶段的有以下四个：SKB264（由四川科伦开发，目前处于临床二期）；ESG-401（由上海诗健开发，目前处于临床二期）；DAC-002（由杭州多禧开发，目前处于临床一期）；FDA018-ADC（由上海张江开发，目前处于临床一期）。除此之外，启德药业的GQ-1003处于临床前阶段，石药集团、洛启生物、豪森药业等也拥有Trop2抗体专利。

表2Trop2上市及临床阶段ADC汇总

英文名称/研发代码	研发阶段	公司
IMMU-132	上市	Immunomedics (云顶新耀引进)
DS-1062	III期	第一三共/阿斯利康
SKB264	II期	四川科伦
ESG-401	II期	上海诗健/东曜药业
DAC-002/JS108	I期	杭州多禧/君实
FDA018-ADC	I期	上海张江

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3.1IMMU-132

作为第一个上市的Trop2ADC，IMMU-132由Immunomedics开发，采用了人源化的抗体hRS7，通过CL2A的马来酰亚胺linker，偶联拓扑异构酶抑制剂SN38，平均DAR值为7.6，它的临床成功颠覆了“ADC药物DAR值最优为4”这一传统认知。

图3  IMMU-132结构

目前IMMU-132获批了两项适应症，第一项适应症为先前至少接受过两种标准治疗进展的TNBC患者，Trodelvy实现了35%的ORR(n=235，TROP2高、中、低表达组中ORR分别为44%、38%和22%)，而对照组中传统化疗组的ORR则仅有5%；mOS为12.1个月，相比化药组6.7个月的OS延长了快一倍；mPFS则达5.6个月(高、中、低表达组中分别为6.9、5.6和2.7个月)，明显优于传统疗法的1.7个月。安全性方面，IMMU-1323级以上不良反应发生率为51%，包含腹泻、贫血和发热性中性粒细胞减少，无3级以上神经病变或间质性肺病事件发生。

第二项适应症尿路上皮癌的获批则是基于国际性2期单臂TROPHY研究，在112名可评估患者中，IMMU-132实现27.7%的ORR，其中CR为5.4%，部分缓解率达22.3%，mDoR为7.2个月。

随后IMMU-132针对更多适应症开展多项II期、III期的临床，Clinicaltrails.gov网站检索，可以看到包括HR+/Her2-转移性乳腺癌、非小细胞肺癌、前列腺癌、子宫内膜癌、食管鳞状上皮癌、胃腺癌、宫颈癌；这些临床目前大部分都刚处于招募阶段，开始时间也大都在2021年以后。

云顶新耀于2019年4月向Immunomedics引进了IMMU132，获得了Trodelvy在大中华区、韩国、蒙古国、东南亚国家和地区的权益。2021年5月，国家药监局（NMPA）受理Trodelvy的生物制品上市许可申请，并将其纳入优先审评，适应症为三线治疗转移性三阴乳腺癌，有望于2021年底获批上市。

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3.2DS-1062

DS-1062由第一三共开发，采用了人源化的抗体hTINA1-H1L1，通过GGFG的酶切型linker，偶联拓扑异构酶抑制剂Dxd，平均DAR值为4。

图4  DS-1062结构

DS-1062目前处于临床III期，适应症目前集中在转移性非小细胞肺癌（NSCLC）中开展，另外在三阴性乳腺癌（TNBC）和HR+/Her2-转移性乳腺癌中的临床也均已开展，目前公布了一项关于TROPION-PanTumor01I期试验新数据（NCT03401385），包含NSCLC和TNBC的有效性，看数据也非常有潜力。

159名曾经接受过3种以上前期治疗的晚期或转移性NSCLC患者，接受了不同剂量的DS-1062后，截止2021年4月，确定的客观缓解率（ORR）在4mg/kg（n=50）, 6 mg/kg（n=50）,8 mg/kg（n=80）剂量组中分别为24%，28%，24%。安全性方面，6mg/kg剂量的耐受性优于8mg/kg剂量组。而在21例接受DS-1062[6 mg / kg（n= 19）或8mg / kg（n= 2）]治疗的可评估TNBC患者中，通过盲态独立中心评估的初步客观缓解率（ORR）为43％，总体ORR略高于IMMU132。

2020年7月，阿斯利康与第一三共签署了一项总价值高达60亿美元的免疫肿瘤学合作，共同开发DS-1062，AstraZeneca将分期向DaiichiSankyo支付10亿美元的预付款，该药获监管部门批准后将额外支付10亿美元，以及潜在高达40亿美元的销售分成。此外，双方与默沙东在2021年10月25日达成供应协议，共同评估DS-8201与K药联合治疗PD-L1高表达的晚期或转移性NSCLC患者的疗效，并与单独使用K药进行比较（TROPION-Lung08，III期）。

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3.3SKB264

SKB264由科伦药业控股子公司科伦博泰研发，该药物目前在中美两国同步开展临床试验。SKB264I期研究数据于2021ESMO年会以口头报告形式首次公布，并在2021CSCO年会公布了更新数据。在疗效方面，共有17例实体瘤患者接受了至少一次疗效评估，确定的客观缓解率（ORR）为35.3%，其中在2mg/kg, 4 mg/kg, 6 mg/kg剂量组中分别为25%, 42.9% 和33.3%。安全性方面，3级以上不良反应包括贫血（16.7%）、中性粒细胞减少（27.8%）、 白细胞减少（22.2%）。

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从Pre-clinical数据看临床成功要素

仔细去看临床前数据的时候，我们发现IMMU132ADC的PK数据实在是算不上优秀甚至不稳定的让人担忧，在单抗半衰期大约为200h的同时，完整ADC的半衰期仅为11个小时，说明IMMU132的linker在血浆中极不稳定，而这个在我们看来的明显劣势被Immunomedics主打成了Bystander效应。由此，IMMU132有效性的成功在分子结构上我个人理解为，所用payload本身是一个毒性较低的化药（nM级），连上抗体上11小时的半衰期相当于做了一部分缓释，再加上trop2靶向性还是能把一部分药物带向肿瘤部位，综合起来成就了这个药的成功上市。若payload毒性强一个数量级，那PK导致的安全性有可能就会到不可接受的地步，而若用此payload搭配一个更稳定的linker，药效也真未见得比现在好。

图5  IMMU132在小鼠中的代谢（B:抗体；C：完整ADC）

从临床前的专利数据看，DS-1062抗体筛选上的亲和力比IMMU-132低了整整两个数量级，27nM的亲和力如果只是做一个单抗，甚至都不到成药性的标准，所以ADC有时候的魅力就在于此，在抗体亲和力、linker稳定性和payload毒性之间找到一个平衡点至关重要。

另外，第一三共在靶向Her2的ADC DS-8201上临床数据秒杀罗氏的T-DM1而一战成名，DS-8201采用DAR8的设计，而DS-1062最终采取了DAR4的策略，则是出于Trop2和Her2 在肿瘤组织和正常组织中表达谱的差异做出的考虑。所以，深刻理解背后的生物学机制做出差异化选择也是临床能否成功的另外一个至关重要的考量因素。

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小结

尚未完全明确的机制和肿瘤细胞表面广谱且很高的表达水平，使Trop2成为了继Her2的大热靶点。临床获益上来看，Trop-2高表达与低表达人群均能从Trop-2ADC治疗中获益，中至高度的表达获益情况相当，也为未来做临床的各家提供了有效参考。适应症上来看，目前已上市的IMMU132和临床进展较快的DS-1062集中在TNBC和NSCLC中展开，均表现出了非常亮眼的药效，且目前临床入组人群均为经多线治疗失败、晚期或转移性实体瘤患者，后续随着治疗线数的前移，疗效应该还会得到进一步提高，而更进一步的临床会继续在其他实体瘤中展开。而IMMU132和DS-1062完善的临床前的数据和临床药效对比，也给了后续ADC研发人员在开发策略上的借鉴。
以上内容转微信公众号---新药说，作者：spongeX

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