ADC(Antibody-drug conjugates),抗體偶聯(lián)藥物,它通過化學(xué)接頭,將具有細(xì)胞毒性藥物(有效載荷)偶聯(lián)至抗體藥物組合而成的“生物導(dǎo)彈”,是一種新型的治療形式,能夠選擇性地將有效的細(xì)胞毒性藥物靶向遞送到癌細(xì)胞區(qū)域,從而達(dá)到精準(zhǔn)治療的效果。與傳統(tǒng)化療相比,可提高療效,降低全身毒性,并具有優(yōu)選的藥代動(dòng)力學(xué)(PK)/藥效學(xué)(PD)和生物分布。
與其他小分子或大分子不同, ADC藥物需要測量幾個(gè)部分來表征ADC的PK特征。因此,為評估ADC的藥代動(dòng)力學(xué)特征,應(yīng)確定血液中總抗體(偶聯(lián)和未偶聯(lián)小分子毒素的抗體)、ADC(結(jié)合抗)或偶聯(lián)mAb以及非偶聯(lián)藥物的PK濃度和PK參數(shù)。
PART 01
藥代動(dòng)力學(xué)
藥代動(dòng)力學(xué)(PK)是臨床藥理學(xué)和現(xiàn)代藥物開發(fā)過程不可或缺的一部分。PK是對藥物吸收、分布、代謝和排泄(ADME)時(shí)間過程的研究和表征,是對生命系統(tǒng)如何處理外源性物質(zhì)的定量分析。在藥代動(dòng)力學(xué)分析中,數(shù)學(xué)模型用于描述藥物吸收、分布和消除的速率過程。通過這些數(shù)學(xué)模型,可以建立方程,并用以描述體內(nèi)藥物濃度隨時(shí)間的變化。
根據(jù)血液或血漿濃度與時(shí)間的數(shù)據(jù),可以估計(jì)藥物(小分子和大分子)的PK參數(shù)。PK的原理適用于所有類型的藥物(小分子和大分子)。PK參數(shù)可以通過房室(模型相關(guān))或非房室(模型無關(guān))分析獲得。非房室模型分析獲得的PK參數(shù)更簡單、方便?;诮y(tǒng)計(jì)矩理論,獨(dú)立于給藥途徑。非房室模型方法不需要對特定的房室模型進(jìn)行任何假設(shè),可以應(yīng)用于任何房室模型。根據(jù)血液或血漿濃度與時(shí)間的數(shù)據(jù),可以估計(jì)不同化合物(小分子和大分子)的PK參數(shù)。
圖1 藥代動(dòng)力學(xué)ADME過程
PART 02
德曲妥珠單抗的PK特征
本文以注射用德曲妥珠單抗I期臨床試驗(yàn)為例,簡要介紹一下ADC藥物的PK特征。
圖2 德曲妥珠(DS-8201a)單抗結(jié)構(gòu)信息
德曲妥珠單抗(DS-8201a)是一種靶向HER2陽性表達(dá)細(xì)胞的抗體藥物偶聯(lián)物(ADC),有效載荷(MAAA-1181a或DXd)是DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶I抑制劑。
2023年2月24日,ADC藥物德曲妥珠單抗首次在中國獲批,單藥適用于治療既往接受過一種或一種以上抗HER2藥物治療的不可切除或轉(zhuǎn)移性HER2陽性成人乳腺癌患者。2023年7月12日,DS-8201再次獲批用于治療既往在轉(zhuǎn)移性疾病階段接受過至少一種系統(tǒng)治療的,或在輔助化療期間或完成輔助化療之后6個(gè)月內(nèi)復(fù)發(fā)的,不可切除或轉(zhuǎn)移性HER2低表達(dá)(IHC 1+或IHC 2+/ISH-)成人乳腺癌患者。
DS8201-A-J101是一項(xiàng)開放標(biāo)簽、兩部分、多中心的研究,為德曲妥珠單抗的首次人體(FIH)試驗(yàn),旨在評估德曲妥珠單抗在晚期實(shí)體瘤患者中的安全性和耐受性。符合條件的患者為標(biāo)準(zhǔn)治療失敗的20歲以上的乳腺癌或胃癌或胃食管癌患者,無論HER2狀態(tài)如何,受試者接受德曲妥珠單抗的初始靜脈注射劑量0.8~8.0 mg/kg,并在21天的周期內(nèi)評估劑量限制性毒性后根據(jù)需要減少劑量,每3周治療一次,直至出現(xiàn)不可耐受的毒性或疾病進(jìn)展。
圖3 DS8201-A-J101研究設(shè)計(jì)圖
研究在首次給藥后C1D1、C1D2、C1D4、C1D8、C1D15進(jìn)行采血,并在多次給藥后C2D1、C4D1、C6D1、C8D1;C3D1、C3D8、C3D15采血進(jìn)行藥代動(dòng)力學(xué)分析(C1D1為第1周期第一天)。
圖4 德曲妥珠單抗單次給藥及多次給藥后藥物濃度-時(shí)間曲線
注:(A)德曲妥珠單抗在第1~3個(gè)周期內(nèi),劑量為0.8、1.6、3.2、5.4、6.4、8.0mg/kg時(shí)的平均血清濃度與時(shí)間曲線;(B) 6.4 mg/kg劑量下,德曲妥珠單抗、DXd和總抗在第1~3周期內(nèi)的平均血清濃度與時(shí)間曲線。(A)在第3周期中,3.2 mg/kg劑量下n=1,因?yàn)?例患者中有2例因疾病進(jìn)展而停藥。誤差條表示SD。
表1 德曲妥珠單抗的PK參數(shù)
藥代動(dòng)力學(xué)分析顯示,總抗體與德曲妥珠單抗?jié)舛认嗨?,而DXd濃度明顯低于總抗體及德曲妥珠單抗。單次給藥后,在0.8~8.0 mg/kg劑量范圍內(nèi),德曲妥珠單抗的濃度隨劑量的升高而升高。
德曲妥珠單抗給藥后呈非線性藥代動(dòng)力學(xué)特征, t1/2隨劑量增加而延長(2.2~7.3天),清除率隨劑量的增加而降低(16.1~6.41 ml/day/kg)。單次給藥后,在3.2~8.0 mg/kg劑量范圍內(nèi),德曲妥珠單抗及釋放的DXd的AUC隨著劑量的升高而增加,且增加比例大于劑量增加比例。
單次給藥后劑量線性評估
采用Power Model對第1周期第1天單次給藥后的PK參數(shù)進(jìn)行劑量比例分析。德曲妥珠單抗和總抗體在3.2 ~ 8.0 mg/kg的劑量范圍內(nèi),劑量比例斜率估計(jì)約為1。德曲妥珠單抗的 Cmax在0.8 ~ 8.0 mg/kg劑量范圍內(nèi)與劑量呈比例關(guān)系。高于3.2 mg/kg時(shí)AUClast增加比例高于劑量。
在≥3.2 mg/kg劑量范圍內(nèi),由于持續(xù)暴露超過5.4 mg/kg,DXd的AUClast斜率及95%CI為0.507 (-0.0255,1.04)。
表2 單次給藥后劑量遞增隊(duì)列中德曲妥珠單抗PK參數(shù)的劑量比例分析
表3 單次給藥后劑量遞增隊(duì)列中DXd PK參數(shù)的劑量比例分析
穩(wěn)態(tài)劑量線性評估
德曲妥珠單抗多次給藥后(第3周期)獲得的PK參數(shù)見表4。在3.2至8.0 mg/kg的劑量范圍內(nèi),觀察到德曲妥珠單抗的Cmax的增加明顯大于劑量比例,而AUCtau的增加略大于劑量比例。DXd 的AUCtau在≥3.2 mg/kg劑量范圍內(nèi)的Cmax值為0.50(表5),這可能是由于在5.4 mg/kg及以上劑量水平下AUCtau較為接近。
表4 劑量遞增隊(duì)列穩(wěn)態(tài)德曲妥珠單抗PK參數(shù)的劑量比例分析
表5 劑量遞增隊(duì)列穩(wěn)態(tài)DXd PK參數(shù)的劑量比例分析
PART 03
ADC藥物PK分析要點(diǎn)
1. ADC藥物穩(wěn)定性:
? 對比ADC 給藥后總抗體與ADC的清除速度,觀察到的差異反映的是效應(yīng)分子從ADC 藥物上完全解離的速度;
? 對比總抗體與ADC藥物的PK profile是否相似,可表明連接子在循環(huán)過程中是否穩(wěn)定;
2. 通過不同分析物的血藥濃度-時(shí)間曲線和PK參數(shù)共同表征ADC藥物的分布、代謝及排泄過程。
PART 04
小結(jié)
本文以德曲妥珠單抗首次人體試驗(yàn)為例,介紹了該藥物單多次給藥后的PK特征。為了進(jìn)一步獲得各種疾病狀態(tài)(腎臟和/或肝臟)以及年齡、體重、性別、人種對德曲妥珠單抗藥代動(dòng)力學(xué)影響的信息,后續(xù)根據(jù)4項(xiàng)I期試驗(yàn),1項(xiàng)II期試驗(yàn)建立了群體藥代動(dòng)力學(xué)模型。由于DXd是OATP1B1、CYP3A4等蛋白的底物,因此還進(jìn)行了一項(xiàng)藥物相互作用(DDI)研究,評估OATP1B和CYP3A抑制劑對德曲妥珠單抗及其效應(yīng)分析DXd的PK 影響。
ADC 藥物由于其結(jié)構(gòu)的特殊性,同時(shí)包括大分子抗體和小分子毒素,在進(jìn)行藥代動(dòng)力學(xué)分析時(shí)需要結(jié)合不同分析物的PK特征綜合判斷。從分子量大小和空間體積方面講,ADC 藥物結(jié)構(gòu)中的主體主要是抗體,因此表現(xiàn)出諸多與裸抗類似的藥代動(dòng)力學(xué)特征。在低劑量下呈非線性、高劑量下表現(xiàn)出線性特征。ADC 藥物給藥后初期的分布主要局限在血管內(nèi),中央室的分布容積與血漿容積相似( ~ 50 mL/kg) ,之后擴(kuò)展到組織間隙中,穩(wěn)態(tài)分布體積約為150 ~ 200 mL/kg。ADC藥物的消除途徑為蛋白降解及去結(jié)合,ADC通過蛋白水解在許多組織(如肝臟、腎臟、皮膚和肌肉)中非特異性分解。此外,胞吞作用通過溶酶體酶降解抗體。ADC也可以通過靶點(diǎn)介導(dǎo)的機(jī)制清除,這可能導(dǎo)致飽和的清除途徑,進(jìn)而導(dǎo)致抗體和ADC的非線性PK。
熙寧生物|精翰生物基于完善的生物分析服務(wù)基礎(chǔ),搭建了臨床藥理服務(wù)平臺(tái)。臨床藥理平臺(tái)可針對不同類型的臨床藥理研究提供PK、PD、ADA、PK/PD等統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)。統(tǒng)計(jì)編程符合CDISC標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)計(jì)分析流程支持各類藥審機(jī)構(gòu)CDE/FDA/EMA審查。熙寧生物|精翰生物在ADC藥物檢測分析服務(wù)具備豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),目前已支持超20個(gè)ADC藥物管線,30多個(gè)臨床試驗(yàn),包括多個(gè)I期、II期、國際多中心臨床研究,歡迎大家后臺(tái)留言咨詢交流。
參考文獻(xiàn)
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