抗体偶联药物的眼部毒性

引言

抗体偶联药物（ADC）由三个关键组分组成：单克隆抗体、连接子和细胞毒性药物。细胞毒性载荷作为ADC的核心组分，表现出极高的细胞毒性。单克隆抗体的靶向功能使ADCs能够将强效细胞毒素精确递送至表达特定抗原的肿瘤细胞，从而在减少对健康组织不良影响的同时实现高效的抗肿瘤效果。截至2025年3月，美国食品药品监督管理局（FDA）已批准16种ADCs，全球有超过1400种ADCs处于不同的研发阶段。

尽管ADCs为治疗多种难治性肿瘤提供了新希望，但在其设计和药理学优化方面仍存在许多挑战。关键限制因素包括连接子稳定性、靶点特异性和载荷递送效率，这些因素直接影响ADCs的疗效和安全性。其中，眼部毒性是ADCs的一种特征性不良事件（AE），因其独特的解剖和生理特征，眼睛特别容易受到ADC毒性的影响。目前，已有5种上市的ADCs被确认具有显著的眼部毒性。眼毒性通常为轻至中度，且大多可逆，但可能会阻碍治疗进程，甚至导致治疗中断。美国FDA已要求在ADCs的包装说明书中增加黑框警告，以强调眼部毒性作为重要不良反应的风险。

一、ADC眼部毒性的机制

ADC相关的临床眼部不良事件主要发生在眼表组织，如角膜和结膜，其中角膜改变在非临床研究中最为突出。ADC眼部毒性的潜在机制主要包括抗体介导的靶向毒性和与非特异性摄取相关的脱靶毒性（主要通过巨胞饮作用）。无论ADC摄取是靶向还是脱靶，眼部毒性的发展都涉及ADCs通过循环到达眼表，随后被眼表细胞（如角膜和结膜上皮细胞）内化。

分布路径

由于血-房水屏障和血-视网膜屏障的存在，眼部ADC分布水平通常被认为非常低。这支持了眼表毒性是ADC眼部毒性主要组成部分的观点，并促使研究人员研究ADCs到达眼表并定位于角膜、结膜和其他组织的途径。研究表明，抗体和ADCs在给药后迅速到达眼部各部分，并在168小时内维持稳定浓度。角膜和其他眼前段组织在给药后面临持续高ADC暴露的风险。

角膜缺乏血管，而角膜缘区域存在毛细血管，这是为角膜提供营养和生存物质的重要脉管系统，也是ADCs可以通过循环直接到达的部位。ADCs对角膜缘干细胞的直接毒性为ADCs穿透角膜缘血管到达角膜的假设提供了支持证据。例如，有病例报告称，ADC诱导的微囊上皮改变起源于角膜缘区域，随后扩展到角膜中心。

此外，小分子药物可以分布在泪液和泪膜中，从而到达角膜并导致暴露。现有研究初步表明，泪液sBCMA（可溶性BCMA）水平与接受BCMA靶向belantamab治疗的多发性骨髓瘤患者的角膜病变有关。推测sBCMA可能作为belantamab角膜分布的介质。

内化与摄取途径

通常，ADC通过其单克隆抗体识别细胞表面抗原，介导内化并封装进入内体，从而进入靶细胞。随后，内体成熟为晚期内体并与溶酶体融合。在此过程中，抗体与载荷之间连接子的化学或酶裂解，或抗体的完全降解，将载荷释放到细胞中，最终诱导细胞毒性作用。基于这种作用模式，靶向机制在ADC眼部毒性中具有重要作用。近年来，通过巨胞饮作用进行的非特异性ADC摄取也被认为是非靶依赖性ADC眼部毒性的基础。

靶向摄取：眼部靶蛋白的表达是ADC诱导眼部毒性的关键驱动因素。例如，上市药物PADCEV和TIVDAK分别靶向nectin-4（在角膜上皮表达）和组织因子（在角膜和结膜上皮表达），这两种药物在临床前和临床研究中均显示出不同程度的角膜/结膜组织病理学变化和临床不良事件。HER2是乳腺癌和其他实体瘤ADC的主要靶点，尽管在大多数上皮细胞中水平较低，但在眼表上皮（角膜和结膜）中高表达，这使得靶向HER2的ADCs容易产生眼部毒性。

脱靶摄取：人体内只有少量的ADC积聚在靶部位（每克肿瘤约占总给药剂量的0.1%），大部分仍留在循环中。当它们分布到健康组织时，ADCs通过非靶抗原依赖性机制被健康细胞内化，导致脱靶毒性。目前，巨胞饮被认为是ADC脱靶毒性的主要途径。巨胞饮是一种细胞通过膜内陷闭合非选择性内吞大量细胞外液和膜成分的机制，是外源性物质进入细胞的关键途径。

二、ADC眼部毒性的影响因素

ADCs眼部毒性的潜力取决于其组成成分和理化特性。下图系统性地展示了抗体药物偶联物（ADC）眼部毒性的决定因素，分为三大核心模块。

载荷类型：载荷是ADC毒性机制的关键决定因素。在使用的四种微管聚合抑制剂载荷中，含有MMAF和DM4载荷的ADCs眼部毒性发生频率最高。MMAF通常偶联到不可裂解的马来酰亚胺己酰基连接子上，这可能是MMAF相关眼部毒性高发的主要原因。抗体骨架降解后，MMAF反而与带电荷的氨基酸残基结合，这阻碍了其从细胞中流出，导致MMAF在细胞内积聚，从而引起毒性。含有DM4的ADCs也会诱导眼部毒性，尽管其潜在机制尚不清楚。

连接子：连接子可分为可裂解型和不可裂解型。可裂解连接子被酶、化学物质、pH等因素裂解，导致载荷在细胞内或细胞外释放。连接子在循环中的不稳定性会导致载荷过早释放，被健康细胞内化，导致脱靶毒性。然而，含有不可裂解连接子的ADCs需要抗体支架完全溶酶体降解才能释放载荷。在此过程中，载荷含有残留的带电基团，无法穿透细胞膜，倾向于在细胞内保留，导致积聚。非裂解连接子稳定性的增加与眼部毒性风险增加有关。

其他因素：ADC的理化特性，特别是正电荷和疏水性，可能促进非特异性内吞作用。带正电的ADC表面增强与带负电的正常细胞膜的结合，增加局部蛋白浓度并触发非特异性内吞作用。高DAR的ADCs，疏水性升高，容易被具有高非特异性内吞能力的正常细胞快速摄取，导致脱靶毒性。药物抗体比（DAR）通常与其他因素相互作用，影响ADC眼部毒性。

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三、非临床阶段的评估与表征

非临床安全性评估表征ADC毒性，可为早期研发阶段和后续临床阶段的决策提供重要参考。

以MMAF为载荷的ADCs：

BLENREP：Belantamab mafodotin是一种靶向BCMA的ADC药物，用于治疗多发性骨髓瘤。其药物标签包含关于眼部毒性的黑框警告，表明角膜上皮改变导致视觉改变的风险。非临床研究表明，大鼠和兔子的角膜改变源于脱靶机制。BCMA不在角膜中表达，且BM不结合大鼠和兔子BCMA，因此大鼠和兔子角膜改变归因于脱靶机制。

Depatuxizumab mafodotin：这是一种靶向EGFR的ADC药物，用于治疗实体瘤。食蟹猴的给药诱导了药物相关的角膜改变。组织病理学分析证实了角膜上皮细胞的退行性变化和单细胞坏死、有丝分裂增加、色素积聚以及角膜上皮脱落。EGFR在角膜、角膜缘和结膜上皮中表达，且在角膜缘和结膜基底上皮细胞和整个角膜上皮中观察到强染色。

以DM4为载荷的ADCs：

ELAHERE：Mirvetuximab soravtansine由人源化IgG1抗体M9346A作为支架，通过sulfo-SPDB连接子与载荷DM4偶联，形成靶向叶酸受体α（FRα）的ADC。其标签带有黑框警告，表明可能导致严重眼部毒性。基于非临床和临床研究结果，ELAHERE引起的角膜症状被认为是脱靶效应，而葡萄膜炎可能源于其靶向效应或DM4载荷的脱靶毒性。

以MMAE为载荷的ADCs：

PADCEV：Enfortumab vedotin是一种靶向nectin-4的ADC药物，用于治疗尿路上皮癌。非临床安全性评估包括在大鼠中进行的13周研究，结果显示角膜有丝分裂活动和单细胞坏死。考虑到nectin-4在角膜中表达，EV诱导的角膜毒性被认为是由其靶向机制引起的。

TIVDAK：Tisotumab vedotin是一种靶向组织因子（TF）的ADC药物，用于治疗宫颈癌。在临床研究中，TV治疗后的眼部AEs发生率为55%。交叉反应性评估显示TV与人和食蟹猴角膜/结膜细胞中的TF结合频率>50%，表明TV诱导的猴子结膜肿胀可能通过其靶向途径介导。

目前，角膜改变和相关反应是非临床研究中报告的主要ADC相关眼部毒性，且这些与临床结果中的整体眼部不良事件特征高度一致。这意味着ADCs对角膜的不良影响是眼部毒性的核心效应和起始事件。然而，除了tisotumab vedotin的动物实验证明了对应于临床结膜炎的角膜反应外，非临床研究对除角膜以外的眼表不良事件的预测能力较低。

非临床安全性评估通常遵循ICH S9和S6（R1）指南，没有针对眼部毒性评估的具体要求。对于全身给药的ADCs，眼部毒性通常通过常规眼科和组织病理学检查进行评估，这与眼科药物相比不够详细，导致数据有限。鉴于某些临床眼部不良事件在动物中无法检测或不发生，需要进行更深入的动物眼科评估，以阐明ADC眼部毒性并改善风险预测。

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四、临床阶段的眼部毒性评估与表现

临床表现：ADC相关眼部AEs的临床表现主要为眼表症状，如干眼、视力模糊、角膜炎、结膜炎和睑缘炎。这些症状与ADCs的靶向和脱靶效应影响的眼部细胞类型密切相关。视力模糊和干眼是报告最多的ADC相关眼部不良反应。对于载荷为MMAF的ADCs，视力模糊和干眼的发生率分别为13.3%–48.2%和19%–63%。对于载荷为DM4的ADCs，视力模糊和干眼的发生率分别为16%–48%和8%–27%。相比之下，载荷为MMAE和DM1的ADCs引起的AEs发生率较低。

角膜上皮是ADC毒性的主要靶点，相关的AEs包括角膜病变、角膜沉积物、上皮微囊样改变、角膜炎（点状/溃疡性）、穿孔、糜烂和角膜缘干细胞缺乏症。结膜和眼睑也表现出ADC相关的AEs，包括结膜炎、结膜充血和出血、结膜溃疡、结膜糜烂、睑缘炎、眼睑和眶周水肿以及眼睑粘连。

预防与管理：大多数（42.9%-100%）ADC诱导的眼部AEs可以通过早期诊断和及时停止治疗而逆转或缓解。诊断和评估通常包括病史和症状、体格检查、临床检查和辅助检查。

三种FDA批准的ADCs（belantamab mafodotin、tisotumab vedotin和mirvetuximab soravtansine）因眼部AEs而在其标签中包含黑框警告。虽然眼部AEs发生率很高（55%–77%），但总体上是可控和可恢复的。包装说明书和相关文献提供了眼部AEs的详细预防和控制措施，如基线和给药前眼科检查、局部使用人工泪液等润滑眼药水或类固醇眼药水作为预防、避免佩戴隐形眼镜、药物中断触发标准以及恢复标准等。

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五、降低眼部毒性的手段

ADC眼部毒性主要由抗体介导的靶向毒性和非特异性摄取引起，尽管载荷的脱靶毒性也有潜在贡献。遗憾的是，我们对眼部毒性的理解主要仍从临床现象推导，对其生物学机制的探索性研究仍需进行。除了了解潜在毒性机制外，旨在预防眼部毒性的分子设计是ADC开发的重要方面。下图详细展示了通过优化ADC的四个核心组分（抗体、连接子、药物载荷）及逆向靶向策略，以降低其眼部毒性。

毒素选择与优化：ADC毒性直接与其载荷相关。使用相同载荷的ADCs通常表现出相同的剂量限制性毒性（DLT）。因此，选择具有较低眼部毒性的载荷可以降低此类毒性。优化临床验证的载荷和开发具有新作用机制载荷的ADCs也是重要策略。

连接子选择与优化：连接子将载荷和抗体连接在一起，对靶向杀伤至关重要。连接子的要求包括不形成聚集体、具有可接受的药代动力学特性、在全身循环中稳定以及在靶细胞或其微环境中特异性释放。因此，连接子决定了载荷的可控释放行为。连接子在全身循环中的不稳定性会导致载荷过早释放并诱导脱靶毒性。提高连接子在全身循环中的稳定性和释放特异性可以降低ADC毒性。

逆向靶向策略：逆向靶向策略首先由Balthasar实验室提出。在该策略中，制备载荷中和抗体并与ADC共同给药，从而改善毒素中和和清除，降低毒素的血浆和组织暴露，减轻毒性。

抗体修饰以减少非特异性内吞：抗体的理化特性和Fc介导的非特异性内吞是脱靶毒性的额外来源。非特异性内吞（尤其是巨噬细胞效应）被认为是健康角膜上皮细胞摄取ADC并可能导致眼部毒性的途径。Fc介导的非特异性内吞涉及FcγRs、FcRn和C型凝集素受体（CLRs）。抗体Fc沉默和糖基化修饰可用于减少或消除Fc介导的非特异性内吞，从而降低眼部毒性风险。

抗体靶点与特异性优化以降低靶向毒性：单克隆抗体可通过靶向毒性影响ADC毒性谱。ADCs结合健康组织上的靶点可能导致严重的靶向毒性。目前，仅靶向肿瘤特异性抗原表位或肿瘤特异性突变的ADCs已经出现，可以降低靶点依赖性AEs的风险。为了降低靶向毒性，开发了Probody药物偶联物。PDC的抗体轻链通过蛋白酶敏感的肽连接子与抗独特型肽偶联，从而掩盖抗原结合位点。这使得PDC能够在血液循环和健康组织中保持稳定，并防止PDC与非靶组织中的靶抗原结合。

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结语

ADC眼部毒性是ADC临床应用面临的挑战之一。目前，预防性和治疗性措施，如局部类固醇、血管收缩剂或保护性眼科软膏，对于ADC诱导的角膜毒性仍然不足。眼表AEs可能中断ADC治疗，因此具有临床意义。 眼部毒性的发病机制包括靶向毒性和非特异性摄取引起的脱靶毒性。为了应对这些挑战，需要进行定期的眼科评估，并利用人工泪液和类固醇眼药水进行眼部毒性的预防和管理。在ADC设计过程中合理选择和优化抗体、载荷和连接子，可以降低眼部毒性风险。 建立明确的眼部AE分级系统对于确保准确、及时发现ADC相关不良反应至关重要。

参考资料：

Bench-to-Bedside Perspectives on Ocular Toxicity of Antibody-Drug Conjugates: Toxicology, Clinical Management and Molecule Optimization. Pharm Res. 2026 Jan 15.

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