ADC到底是什么？（四）Curtin-Hammett规则

ADC设计的·一个基本假设是抗体与靶点抗原结合后会启动杀伤过程，如果ADC只与靶点结合那么ADC就只杀伤表达靶点的细胞，如果只有肿瘤表达靶点那么ADC就只杀伤肿瘤细胞。当然实际执行中这个逻辑链条经常支离破碎，人体没有只在肿瘤细胞表达的抗原、肿瘤表面抗原也不是都能被ADC药物找到。不表达抗原的正常细胞也能内吞大量ADC、释放毒素，即使在肿瘤微环境内有多少ADC毒素是通过抗原阳性肿瘤细胞释放的也存在很多疑问。这些不可告人的little dirty secrects我们以后慢慢讲，今天讲一下即使非肿瘤细胞不干扰ADC结合和毒素释放，ADC要完成肿瘤特异杀伤也是天时地利人和缺一不可的。

化学反应动力学为预测多步骤过程的最终结果铺垫了一些理论基础，其中一个叫做Curtin-Hammett规则的规律对理解ADC杀伤肿瘤细胞这个多步过程的最终结局尤其应景。这个规则用化学语言讲是指一个化学反应不同路径的产物比例是由各路径的活化能决定，而与每条反应路径的中间体浓度高低无关、前提是中间体之间转化速度较快。我来把它翻译成生活中的一个场景以帮助非化学专业人士理解。说一条街上开了甲乙两个餐馆，各雇了一个小哥在门口招揽顾客。甲餐馆的小哥更加能说会道所以90%的人流都被他引到自己的店里，但这是否意味着甲餐馆销售额一定比乙餐馆多呢？不一定，如果甲餐馆店内就餐环境脏乱差、服务员态度恶劣、菜品不佳，那么大多数顾客最后还是会在乙餐馆消费、因为乙餐馆就在旁边。当然如果甲餐馆在北京、乙餐馆在上海，这个规则就失效了、对应着中间体转换速度较慢的化学反应。

ADC与靶点抗原结合是同一个道理。通常抗体与抗原结合速度很快、很多情况就是分子的扩散速度，但是结合后是否能内吞到细胞内就与每个抗原的生物功能和抗体的构建模式有关了。进了细胞也不是就能立刻把毒素卸载，而是要到一个降解酶比较丰富叫做溶酶体的特殊部门才能卸货，而每个细胞溶酶体里面的组织蛋白酶（多数ADC的链接子含有这类酶的识别多肽序列）数量不同、活性也不一样，所以链接子在不同肿瘤细胞水解速度不同。溶酶体停车时间是有限制的，如果水解速度太慢ADC分子会被细胞内抗体循环机制如FcRn运载到细胞外，还得重新排队才能回到溶酶体。溶酶体里面的蛋白酶也不仅只是降解链接子，你的毒素如果长的像多肽也会被按照废物处理掉。以前有人用Velcade作为ADC毒素，结果在溶酶体里面被当作多肽给打碎处理了。

即使你的ADC不用反复排队、顺利在靶点所在细胞释放了所有毒素，这也并不等于刺杀任务结束、可以去领赏金了，因为相对于逃离肿瘤细胞、肿瘤杀伤是个慢功夫。毒素释放后与抗体就彻底失去联系，基本完全随机扩散、放飞自我了。有些毒素因为过膜速度很慢可能长时间留在肿瘤细胞内、所以会有足够时间杀伤这个肿瘤细胞，但是代价是只能杀伤这个肿瘤细胞、因为不能进入其它细胞。现在的ADC毒素大多数可以产生所谓的旁观者杀伤效应、即可以自由进出细胞膜，这类毒素进出细胞膜的时间以秒计算。但是肿瘤细胞杀伤在体外也是需要几天的，患者肿瘤因为长的慢很多，所以临床最敏感的肿瘤也需要几周才能看到反应。因此毒素离开肿瘤细胞与杀伤肿瘤肿瘤完全不在一个时间尺度上，除了极高活性配体或者不可逆配体（解离常数Koff非常大，所以与靶点解离需要很长时间）不需要毒素暴露水平要长时间保持在一定水平外，多数小分子毒素即使在目的地释放也会在执行任务之前作鸟兽散。

和所有靶向递送技术平台一样， ADC也是希望能在肿瘤微环境长时间保持高于系统药物暴露的药物浓度，但这是违反热力学第二定律的。要远离热力学平衡就必须有能量持续输入，这个能量输入就是抗体与抗原的结合能。不过这只是一个必要但不充分条件，通过上面分析可以看出这点有限的结合能使用效率与很多因素有关，如果使用不当很容易就成为月光族。同样靶点与ADC结合也是必要但不充分条件，如同提高结婚率不等于提高人口出生率，后者还与很多其它因素有关。