ADC 切断可能リンカー: 分類と作用機序

Nov 29, 2023

ADCは、細胞傷害性化学物質（ペイロード）にリンカーを介して共有結合したモノクローナル抗体です。 ADC リンカーは ADC の治療効果において重要な役割を果たしており、その特性は ADC の治療指数、薬力学、および薬物動態に大きく影響します。 たとえば、リンカー-mAb 間の結合によって薬物抗体比 (DAR) が決まり、これによって ADC の均一性と安定性が決まります。 ADC の選択性と有効性を確保するために、リンカーは 3 つの主要な機能を達成するよう努める必要があります。

(1) 高いサイクル安定性: ペイロードはターゲットに到達する前に解放されないため、オフターゲット効果が最小限に抑えられます。

(2) 高い水溶解度: カップリングに役立ち、不活性な ADC 凝集体の形成を防ぎます。

(3) 効率的な放出: 細胞毒性の高いリンカーペイロード代謝産物の効率的な放出が可能になります。

切断可能なリンカーと切断不可能なリンカー

ADC リンカーは、切断可能リンカーと非切断可能リンカーに分類できます。 機構的には、切断不可能なリンカーがリソソームに到達すると、mAb はタンパク質分解機構を通じて代謝され、ペイロード、リンカー、およびアミノ酸付加物が放出されます。 ペイロードの主要なファーマコフォアが影響を受けない場合、ペイロードに大幅な変更を加えても、Kadcyla® などの強力な ADC が得られる可能性があります。 しかし、非切断性リンカーは、荷電アミノ酸付加物の細胞透過性の欠如により、多くの場合、バイスタンダー効果を発揮できません。 したがって、非切断性リンカーを含む ADC の適用範囲は限られており、主に血液がんや抗原発現の高い腫瘍の治療に使用されます。

非切断可能リンカーと比較して、切断可能リンカーは特定の条件を使用して標的細胞で薬物を放出します。 切断可能なリンカーは、化学的に切断可能なリンカーまたは酵素的に切断可能なリンカーにさらに細分することができます。 切断可能なリンカーは非切断可能なリンカーよりも幅広い用途がありますが、血液循環中ではより不安定です。 したがって、切断可能なリンカーの性能は、標的細胞の状況と血液循環の状態を効果的に区別する能力にかかっています。

化学的に切断可能なリンカー

化学的に誘導された切断可能なリンカーには、主に 3 つのタイプがあります。酸で切断可能なリンカー、還元条件下で切断可能なリンカー (ジスルフィドなど)、および外因性刺激によって切断可能なリンカーです。

酸切断性リンカーは、pH 7.4の生理的条件下で循環安定性を維持しながら、エンドソーム（pH 5.5〜6.2）およびリソソーム（pH 4.5〜5.0）の酸性度を利用するように設計されています。 この戦略は、ファイザーの Mylotarg® (AcBut Linker) を使用して最も初期の臨床的成功を収めました。 還元可能なジスルフィドも使用されますが、リンカーには酸感受性の N-アシルヒドラゾン結合が含まれています。 したがって、酸触媒作用により、Mylotarg® はケトンとヒドラジドペイロードに加水分解されます。 さらに、Mylotarg® の開発中に、研究者らは、ADC の一部として、pH 4.5 および pH 7.4 での一連のヒドラゾン含有リンカーの安定性と、マウスにおけるそれらの in vitro および in vivo 安定性もテストしました。 研究によれば、pH 7.4 では安定で、pH 4.5 では不安定なリンカーが最も効果的な ADC を提供することが示されています。 この種のリンカー ペイロードは Besponsa® にも適用されます。

上記のヒドラゾン結合に加えて、Trodelvy® で使用されるカーボネート リンカーも酸切断リンカーの一種です。 理論的には、血液循環中でエステル結合は炭酸塩よりも安定ですが、実験結果では、前者から構築された ADC はヒト血清中では安定性が低いことが示されています。 ＡＤＣの血清安定性は、ｐ－アミノベンジル（ＰＡＢＣ）スペーサーを導入することによって著しく改善され（ｔ１／２＝３６時間）、ｐＨ５～２で１０時間のｔ１／２で、酸性リソソーム区画に対してある程度の選択性を示した。

Mylotarg®、Besponsa®、および Trodelvy® の臨床的成功にもかかわらず、酸切断性リンカーは、ほとんどの ADC ライゲーション技術の選択肢ではなくなりました。 pH 5 環境と pH 7.4 環境を厳密に区別するというリンカーの要件は非常に困難です。 場合によっては、ペイロードをゆっくりと放出することで有益な結果が得られることもありますが、この方法では通常、中程度の細胞毒性のペイロードしか採用できず、ADC が好む毒性の高いペイロードには、より安定したリンカーが必要となります。