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Huaren
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gigivivi

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(科普)抗体偶联药与乳腺癌的治疗 (全文完)分享

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2024-11-25 17:42:08

说明一下,这个帖子一直没写完,今儿准备发奋图强继续写,发现旧帖子已经被锁了。真是惭愧,只好重开一贴,请见谅。我也打算把方向改改,重点写乳腺癌的治疗。


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今儿讲讲癌症治疗里用到的抗体偶联药 (Antibody-drug conjugate, 简称 ADC)。以前我不大关注这个领域,因为不像癌症的免疫疗法那样,有完美自洽的的生物学理论基础。不过这几年ADC这个领域很火,有很多大宗的交易,而且在乳腺癌领域的应用特别成功,所以我还是讲讲它的故事吧。


开宗明义,先把癌症治疗里常用到的药物类型介绍一下。这里划分的依据不是杀死癌细胞的原理 (比如说是药物直接杀死癌细胞,还是激发免疫系统杀), 而是药物本身的分子特性。


化疗药(chemotherapy),是一些小分子化合物,它们能杀死正在快速分裂的细胞。一个健康的成人体内,大部分器官里的细胞都停止分裂了。所谓癌细胞,就是人体里原本正常的细胞发生突变,得到了不受限制不停分裂的功能,所以就成为了化疗药物特别好的靶点。除了癌细胞,一个成年人体内还是有一些正常细胞在分裂的,比如骨髓里的造血细胞,比如发根的毛囊细胞,比如口腔里的粘膜细胞。使用化疗药物来杀死癌细胞,就免不了要误伤这些正在分裂的健康细胞。所以化疗药的副作用往往特别大。


抗体药 (antibody therapy),一般特指的是单克隆抗体药。抗体是一种特殊的蛋白质分子,是后天免疫系统里的B细胞制造的,特点是准确性高,一个抗体就能认出一个靶点,很少有脱靶的现象出现。用抗体药来治疗癌症,通常是先筛选出一种能准确识别特定癌症细胞的抗体,然后通过克隆的方法大规模生产。这些抗体药,有的能切断癌细胞诱发自己不断分裂的通路,有的能刺激癌细胞自杀,有的能激活免疫系统的其它成分来攻击癌细胞。结果就是能精准地对付癌细胞而不会牵连到不相关的健康细胞。要说缺点嘛,对癌细胞的杀伤力有时候没那么强。


所以呢,现在有两种对付癌细胞的武器,一种是杀伤力强大但精准性低的化疗药物,另一种是精准性高但是杀伤力略逊一筹的抗体药物。看到这里,你的脑袋是不是应该“叮”地一声响:为什么不把这两类药物结合起来,制造出一种杀伤力又强精准度又高的药物呢?没错,这就是抗体偶联药物---ADC--的基本思路,把有毒性的小分子化合物连接到抗体蛋白质上,通过抗体对癌症细胞的精确识别,把化疗药直接输送给癌细胞。


说起来,ADC的概念并不是最近才形成的。早在二十世纪初,现代免疫学之父 Paul Ehrlich 就提出了用“Magic Bullet”来治疗癌症的想法了。他是这么描述的: 


“If a compound could be made that selectively targeted a disease-causing organism (cancer cell), then a toxin for that organism could be delivered along with the agent of selectivity” 


这里的核心理念是:准确识别出癌细胞,然后把毒素精准投递给癌细胞。这描述的不就是ADC吗?


ADC得到批准治疗癌症,已经是千禧年之后的事情了。下面这张图显示了得到这类药得到FDA批准的年份。


8046419


从这张图里可以看到,第一款ADC是在2000年被批准的。这款药是 Pfizer家的产品Mylotarg,抗体的靶点是一种血液癌(AML)细胞表面表达的蛋白质CD33。这款药的生涯挺戏剧性的,2000年批准上市,但是因为药物毒性太大,厂家于2010年主动退市了(所以看到图中2010年的批准量是-1)。Pfizer对这款药重新进行临床试验,调整使用方法和适用人群,到了2017年又重新得到批准上市。


因为这一系列退市重新上市的经历,Mylotarg早年的销量不怎么好。到了2011年, 终于有第二款ADC (Adcetris)得到批准上市,是西雅图的一家生物科技公司叫做Seattle Generics的产品, 靶点是另外两种血液癌(HL, ALCL)细胞表面的蛋白质CD30。


到了2013年,第一款针对固体肿瘤的ADC得到批准了,是Roche家的Kadcyla。这款药值得好好叨叨。


为啥要叨叨Kadcyla呢?因为这款药的前身是具有划时代意义的治疗乳腺癌的抗体药Herceptin, 中文名叫赫赛汀。对乳腺癌有点了解的人应该对这个名字耳熟能详。我这儿稍微分个杈,讲讲它的原理。


癌细胞原本是人体内的正常细胞,因为在DNA基因组里积累了一些变化,逐渐获得了无限分裂的能力。能引发细胞癌变的基因叫致癌基因(oncogene)。1985年,一家叫Genentech(中文叫基因泰克)的生物科技公司里的几个科学家,发现了一个叫HER2的致癌基因。 (Genentech是历史上第一家生物科技公司,也特别有故事,回头我写写。)


为什么说HER2是一个致癌基因的呢?一方面,观察到在大概30%的乳腺癌患者的癌细胞里,HER2的DNA序列扩增了,也就是说这些病人癌细胞里HER2基因的数量比正常细胞要多,癌细胞表达出来的HER2 蛋白质数量也比正常人多得多。携带这种癌细胞的乳腺癌患者,癌症发展的进程更凶猛,死亡率也更高。另一方面,在人体外进行的细胞培养实验发现,如果人为地引入更多份HER2基因, 正常细胞也能获得无限分裂的能力。(顺便说一句,生物学里,DNA序列也就是基因的名字用斜体字表示, 这个基因编码的蛋白质叫同一个名字,但是用正体字表示。)


Genentech 的科学家们,筛选出一种专门针对HER2蛋白质的抗体,能阻断过度表达HER2基因的癌细胞的无限分裂,同时又不影响正常细胞的功能,给它取名叫Herceptin。1998年, Herceptin得到FDA批准,用于治疗HER2基因扩增的乳腺癌患者。这是人类史上第二款用于治疗癌症的单克隆抗体,也是第一款用于治疗固体肿瘤的单克隆抗体。从1998年批准上市到现在,全球大概有三百万乳腺癌患者使用过这款抗体药。在这款抗体药上市之前,HER2基因扩增,并且癌细胞已经转移的晚期乳腺癌患者,平均生存年限只有一年半。但是到2015年,这类晚期乳腺癌患者的平均生存年限已经延长到了四年半。


讲回Kadcyla, 这个药是Genentech 公司在Herceptin基础上,做出来的新一代治疗HER2过度表达的乳腺癌患者的抗体偶联药,是历史上第一款针对固体肿瘤的ADC。既然是Genentech 公司做出来的,为什么我前面说是Roche家的产品呢?因为Genentech 2009 年被 Roche 全资收购,成为Roche的子公司。


Herceptin是一款单克隆抗体, 能阻止过度表达HER2基因的癌细胞的无限分裂,但本身并不能直接杀死这些癌细胞 (有些单克隆抗体药比如Herceptin,还能激活患者的免疫系统,去杀癌细胞,有ADCC (antibody-dependent cellular cytotoxicity) 和 CDC (complement-dependent cytotoxicity) 两种机制,这里就略过不讲了)。但是如果给Herceptin连接上小分子化疗药, 就不但能阻止癌细胞分裂,还能直接用毒素杀死癌细胞,所以疗效能更上一个台阶。


2013年,Kadcyla 获得FDA批准用于HER2过度表达,且癌细胞已经转移的晚期乳腺癌患者。到了2019年,又获批用在HER2过度表达的早期乳腺癌患者上。从下面这张图看到,HER2过度表达的早期乳腺癌患者在手术切除肿瘤后,比较接受Heceptin 单克隆抗体做维持治疗的患者(绿线), 和接受Kadcyla 抗体偶联药做维持治疗的患者(红线),五年后的生存率分别是 77% 和 88%。


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Kadcyla 的效果这样好,一直到2022年都是ADC这个类型药物里卖得最好的。2022年,全球ADC药物的销量大概有五十亿美元,其中 40%以上的销量都是Kadcyla贡献的。但这个势头在2023年被另一个针对HER2的抗体偶联药扭转,这就是 Enhertu。


Enhertu是日本制药公司第三一共 (Daiichi Sankyo)的产品,2019年获得FDA批准。它也是基于Herceptin的抗体偶联药, 但是与Kadcyla不同的地方, 主要在于抗体上携带的毒素不一样。Enhertu 携带的毒素有一个特别的性质,就是被输送给表达HER2蛋白质的癌细胞并杀死这个细胞之后,毒素会泄露出来,再杀掉附近其他的癌细胞。这叫“旁观者效应” (bystander effect)。 就好比说一群癌细胞中只有一个细胞表达了HER2蛋白质,Enhertu在杀死这个目标癌细胞之后,还能顺手把附近其他没表达HER2的癌细胞也消灭了。这多厉害呀!


表现在临床上, Enhertu的疗效比Kadcyla 好了一大截。在下面这个图中, 在癌细胞已经发生转移的晚期乳腺癌患者中,使用Enhertu ( 蓝线)的,比使用 Kadcyla (灰线)的,平均寿命延长了十个月。


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前面说过, 单克隆抗体药 Herceptin 和 抗体偶联药 Kadcyla 的受众,都是HER2过度表达的乳腺癌患者。但是因为Enhertu有“旁观者效应”这个武器,它对HER2表达程度的要求低得多,只要有少量癌细胞表达了一丁点HER2 蛋白质,Enhertu就能有效地杀死附近所有的癌细胞。


Enhertu 这个性质,还让它能用在乳腺癌以外的癌症上。2024年4月,Enhertu得到FDA批准, 可以用在所有表达 HER2蛋白质的固体癌症上。比如胃癌, 膀胱癌, 胰腺癌,肺癌等很多种癌细胞,都有一定程度HER2 蛋白质的表达。所以携带这些癌细胞的患者也都可以受惠。


最后再说说另一种应用在乳腺癌上十分成功的抗体偶联药,叫Trodelvy。很多人都知道,乳腺癌中最难治疗的是三阴性乳腺癌 (triple-negative breast cancer),一直到2020年都没有针对这种癌症的靶向药物。幸运的是,接近90% 的三阴性乳腺癌患者的癌细胞上,会表达一种叫TROP2的蛋白质。Trodelvy 就是专门针对TROP2的抗体偶联药,能有效地把毒素输送给这种癌细胞。Trodelvy的横空出世,给三阴性乳腺癌患者带来了新的希望。


ADC这一类药物在过去六至七年间实现了飞速发展, 屡奏胜歌。将来一定也会给癌症治疗带来翻天覆地的变化,让咱们拭目以待。


(全文完)

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gigivivi

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2024-11-25 18:52:07

加了一大段Herceptin的故事。

Huaren
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2024-11-25 19:11:41

长知识,请继续

Huaren
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2024-11-25 20:19:22

感谢科普

Huaren
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gigivivi

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2024-11-25 20:34:04

刚好隔壁确诊乳腺癌的mm诊断可以用抗体偶联药,我争取明天写完。

Huaren
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gigivivi

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2024-11-26 11:51:16

等会儿继续写,先给隔壁帖子答个疑问。


原贴在这里 https://huaren.us/showtopic.html?topicid=3066173&fid=398

楼主mm的诊断是 “FISH Her-2 negative, IHC 2+ Her-2 low", 这是什么意思呢?


FISH stands for fluorescence in situ hybridization, 是一种检查DNA层面基因数量的方法。比如我正文里讲到的HER2的DNA序列扩增,用FISH的方法就能看到。“FISH Her-2 negative”, 意思并不是患者没有Her2 这个基因,而是患者的癌细胞里 Her2 基因数量和正常人一样多,并没有扩增。


IHC stands for immunohistochemistry, 是一种检查蛋白质表达数量的方法 (还记得中心法则吧? DNA -》RNA -》蛋白质/protein)。 Her2 LOW IHC 2+ 的意思是Her2 蛋白质有表达,但是表达量偏低。IHC 要在3以上,才算是 Her2 蛋白质过度表达。


隔壁mm的情况,HER2 基因并没有扩增,HER2 蛋白质有表达但不多,这时候可以用针对HER2 蛋白质的抗体偶联药enhertu,机理我正文下面会写到。


Huaren
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gigivivi

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2024-11-26 13:30:31

写完了 Kadcyla,下面写 Enhertu, 当今ADC领域的明星药。

Huaren
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gigivivi

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2024-11-26 18:44:16

又加了一大段,踢一踢。

Huaren
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gigivivi

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2024-11-26 19:11:00

收尾了,以后想起什么再加。

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Huaren
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Batgirl

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2024-11-26 19:43:57

回复 6楼 gigivivi 的帖子

谢谢MM辛苦科普!!!

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