隨著優質ADC靶點的枯竭，很多人開始在毒素上做文章。一個方向是多彈頭ADC，一般是雙彈頭。當然每個技術出現都會有人把它推向想象的極限，比如最近有一篇文章將多達六種不同型別的藥物負載到一個抗體上，藥物-抗體比（DAR）最高可達30 [1]。今天聊一聊多彈頭設計的骨感現實。
1. 六個臭皮匠=臥龍+鳳雛？
雖然常言說三個臭皮匠頂上一個諸葛亮，但臭皮匠也是有臭脾氣的、六個臭皮匠不等於同時擁有臥龍鳳雛。腫瘤確實是個多基因疾病，幾乎沒有一種腫瘤只用一種藥就可以控制、即使暫時控制也難免復發。因此腫瘤治療有很多治療方案是多藥聯用，但即使臨床使用的化療藥物組合疊加或協同作用也並不常見。2017年哈佛的科學家發現，FDA批准的組合療法應答率高於單藥主要是因為對多個藥物分別有應答的患者在組合療法打擊下一次都應答了，這種情況組合給藥和次序給藥區別不大（見圖一）[2]、但組合療法增加毒性機率和患者經濟負擔。
圖一
一個實操的障礙是已知單方的可能組合數量遠遠多於臨床上使用的組合療法，即組合爆炸難題。所以必須有臨床前高效篩選機制富整合功組合，否則不可能有足夠患者參加臨床試驗來驗證所有組合療法。多化療組合與單方比通常治療視窗並無改進，只是少數有改進的組合保留下來了。諾華科學家根據小鼠PDX和預測模型估計只有<5%有單方活性的藥物組合可能會產生疊加或協同效應[2，3]，因為任何可能產生協同療效的組合都可能產生協同毒性，而且機率更大、無論對單方還是複方來說毒性大於活性的化合物數量都遠超有治療視窗的藥物（見圖二，黑色是預測會幫倒忙的組合、彩色是至少與單方同效組合[2]）。
圖二
2. 臨床前資料的轉化難題
雪上加霜的是pick the winner難題對單方和組合療法開發同樣適用，這少數可能獲益的組合有多少在臨床能轉化成患者收益還是未知數。儘管我們願意相信藥物是設計出來的、至少是臨床前最佳化體系篩選出來的，但一個扎心的事實是多數首創藥物是臨床篩選出來的，比紫杉醇抑制微管蛋白效果更好的化合物多如牛毛、但進了臨床通通只有毒性、沒有活性。即使me-too藥物都不一定能在臨床前篩選，三個紫杉醇類藥物結構變化很小、如同一人設計，顯然設計者不相信篩選體系、不敢越雷池一步。有研究顯示組合療法臨床研究有一半沒有引用任何臨床前研究，基本就是盲篩。多彈頭ADC在人體的療效和安全性都無法在動物實驗可靠預測。
3. ADC MTD由毒素決定
Colombo在2022年《Cancer Cell 》的那篇經典綜述中比較令人信服地指出，在真正腫瘤患者ADC 的最大耐受劑量（MTD）往往與其所攜帶的小分子毒性藥物MTD相當。我們以前分析過ADC雖然可能選擇性在腫瘤釋放毒素、但這隻佔總藥量的1%不到，>99%毒素在正常組織釋放、這些毒素最終要回到血液才能被人體清除。所以攜帶毒素的總量ADC比小分子藥物並無太大區別，比如Trodelvy比伊利替康的血液SN38 AUC還高十幾倍、較起真來誰是更魔法的子彈還不好說。如果單彈頭ADC的MTD與毒素類似，沒有理由懷疑多彈頭ADC有什麼不同。
4. PK同步嗎？
多彈頭ADC因為毒素都在一個分子上理論上實現了毒素釋放的“PK同步”，但幾乎所有ADC 毒素在腫瘤之外組織釋放並最終回到血液、與小分子組合靜脈滴注對於外周毒性（ADC的主要毒性）不會有顯著差別。ADC依賴非平衡藥物分佈、與小分子系統給藥透過血液與各組織達到分佈平衡的工作機制不同，不同毒素組織逃逸動、旁觀者效應（過膜性）、腫瘤殺傷動力學的差異會嚴重影響腫瘤殺傷疊加作用。另外因為只有少量毒素在腫瘤和在靶脫組織釋放，所以各個毒素在腫瘤比例的個體差異比血液迴圈的個體差異要大。這可能導致外周毒性穩定地與化療組合類似，但腫瘤療效和在靶毒性卻個體或整體差異都很大。
5. 高DAR 的開發挑戰
高於DAR 8的ADC已被認為開發難度巨大，DAR20-30就更難了。負載越多，分子越疏水，越容易聚集，即便使用疏水性掩蓋等技術也難以完全解決這一問題。高DAR引起的免疫原性也是問題，CMC複雜度也會幾何級增長、每新增一種新毒素就意味著新增一系列雜質譜和質控點。
6. 多靶點藥物的教訓
很多癌症治療方案依賴聯合用藥，但將“聯合用藥”轉化為“共軛用藥”卻成功率不高。組合療法依賴靈活性，即藥物劑量可調、可停、可錯峰投用，而當六種藥物被永久性地綁在一個抗體上後，劑量調節的空間就不存在了。多彈頭ADC並不是第一次嘗試多靶點共價化設計，多靶點小分子藥（multiple ligands）幾十年前就是一個熱門領域，但儘管臨床前看著不錯但臨床只有少數如bendamustine的成功案例。一旦一個成分的毒性限制了劑量，其他藥物也隨之被“綁架”，只能在亞治療劑量下發揮作用。確實有些機理可以被很低劑量第二個組分曾敏，但這和開發FIC沒有什麼本質區別。
7. Pipeline in a drug
有些藥物如修美樂、K藥適應症多，每個適應症開發成功機率高，所以被叫做pipeline in a drug，但把多個藥物共價連結成一個藥物難以複製這個理念。根據化療的經驗，次序使用不同毒素的ADC可能是更可控、更安全的策略。
小結
組合療法開發的障礙也同樣是多毒素ADC開發的障礙，可能的組合太多、但有疊加協同效應組合很少，臨床前沒有可靠的篩選系統。化療的治療視窗都很小，不是1也達不到2、沒有多少出錯空間，所以如果固定比例不能調節劑量和給藥頻率自縛手腳就更難找到獲勝組合。次序使用ADC已經是臨床實踐，至少短期內這可能是更可靠、更安全的利用不同毒素的策略。
參考文獻：
[1] Meng, Xun, et al. "Antibody-mediated co-delivery of programmable drug combinations." (2024).
[2] Palmer, Adam C., and Peter K. Sorger. "Combination cancer therapy can confer benefit via patient-to-patient variability without drug additivity or synergy." Cell 171.7 (2017): 1678-1691.
[3] Gao, Hui, et al. "High-throughput screening using patient-derived tumor xenografts to predict clinical trial drug response." Nature medicine 21.11 (2015): 1318-1325.
