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PDX模型速递 | 聚焦3例临床继发型ADC(DS-8201和RC48)耐药PDX模型——复刻临床真实耐药场景,赋能新药研发

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DS-8201(德曲妥珠单抗)作为第三代ADC药物,凭借精准靶向优势,已成为乳腺癌、胃癌、肺癌等多个实体肿瘤治疗的重要选择。然而,随着其在临床的广泛应用,“耐药”这一肿瘤治疗领域的难题也逐步显现。尽管DS-8201在多项研究中展现出卓越的疗效,但部分患者最终仍会出现疾病进展,导致治疗失效,这成为当前临床实践中亟待解决的核心挑战。因此,在DS-8201的基础上,如何克服其耐药机制、为耐药患者寻找新的出路,已成为下一代ADC药物研发最紧迫、也最重要的方向。

研发背景:精准打击的“魔法子弹”——HER2 与 DS-8201

在肿瘤靶向治疗领域,人类表皮生长因子受体2(HER2)是一个划时代的分子靶标。它的过度表达或扩增与乳腺癌、胃癌等多种实体瘤的侵袭性强、预后不良密切相关。为了攻克这一靶点,科学家们开发出被誉为“智能导弹”的抗体偶联药物(ADC),而其中第三代ADC的代表——DS-8201(德曲妥珠单抗,Enhertu)更是近年来肿瘤治疗领域的明星药物。

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图1:抗体偶联药物通过HER2作用机制


DS-8201的成功源于其精巧的设计:它由人源化抗HER2 IgG1单克隆抗体(曲妥珠单抗)作为“导航系统”,通过可裂解的四肽连接子,与强效的拓扑异构酶I抑制剂载荷(DXd)偶联。其高药物抗体比(DAR≈8)和DXd的高膜穿透性,不仅赋予了其强大的直接杀伤能力,还能产生 “旁观者效应”,对肿瘤微环境中HER2低表达甚至不表达的邻近细胞也产生杀伤,从而有效应对肿瘤异质性。凭借这些优势,DS-8201在HER2阳性的晚期乳腺癌、胃癌等适应症中取得了突破性疗效,重塑了治疗格局。


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图2:德曲妥珠单抗(T-DXd)的结构特点与三大核心优势


然而,如同所有靶向疗法,耐药是DS-8201临床应用中无法回避的挑战。在众多耐药机制中,HER2蛋白表达的下调或完全缺失被认为是导致治疗失败的核心原因之一。


ADC药物的作用始于抗体与细胞膜表面靶蛋白的特异性结合,当肿瘤细胞在药物压力下发生适应性进化,通过表观遗传改变、转录抑制或蛋白降解等途径,导致HER2蛋白表达水平大幅降低时,DS-8201便失去了进入癌细胞的“导航信标”。药物无法有效内化,其携带的细胞毒载荷也就无从释放,最终导致临床耐药。目前,已有研究利用PDX模型成功构建DS-8201的耐药模型,为探索HER2缺失等耐药机制提供宝贵平台。


本模型核心价值:HER2 蛋白缺失型 + DS-8201耐药 PDX 模型


1.精准复刻 HER2 缺失型 DS-8201 耐药表型


模型源自临床真实耐药样本,稳定呈现 HER2 蛋白缺失特征,还原靶点丢失导致 DS-8201 递送受阻、治疗失效的临床特征,适用于耐药机制解析、耐药逆转策略及新一代 ADC 药物筛选。


2.明确 HER2 缺失为耐药核心驱动机制


经多组学检测证实,模型以HER2 蛋白表达缺失为主要特征,直接阻断 DS8201 靶向结合与胞内递送通路;同时排除 TOP1 酶异常、基因突变、旁路通路激活等其他干扰因素,是研究 ADC 靶点缺失型耐药的理想体内模型。


3.分子表型特征稳定保留


模型高度维系患者原发肿瘤的病理形态、基因表达谱等特征。


4.适配耐药后新药与联合方案研发


依托明确的 HER2 缺失耐药背景,可支撑 DS-8201 耐药后替代靶点、新型靶向药物、双靶点 ADC 及联合治疗方案的体内药效验证与转化研究。


模型背景数据:乳腺癌DS-8201耐药PDX模型


临床诊断与病理:乳腺浸润性导管癌+浸润性小叶癌。

临床用药史:AC方案化疗;PCb*6方案(白蛋白紫杉醇+卡铂);地舒单抗,(抗骨转移);卡培他滨;顺铂+氟尿嘧啶;信迪利单抗;德曲妥珠单抗(DS-8201);吉西他滨+卡铂。

临床免疫组化:ER(-)、PR(-)、HER-2(1+)、AR(90%中强阳性)、CK7(+)、GCDFP15(+)、Gata-3(弱阳性)、Ki-67(热点区20%),其余(E-cadherin等)阴性。

临床测序:基因变异:TP53、MAP3K1、CCND1;免疫指标:TPS<1%,CPS<1。

模型生长曲线: 符合肿瘤PDX组织生长特征。


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模型病理:符合乳腺癌病理特征。


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模型多组学数据:


①表达数据分析:ERBB2 RNA表达较低且 ERBB2/HER2 蛋白低于检测水平,因此靶点可及性是最主要问题,TOP1 在 RNA 和蛋白层面均保留,不支持载荷靶点缺失是主要机制。


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②通路与细胞状态特征:HER2 靶点家族和上皮靶向谱系特征较低,TOP1 和 DNA 损伤背景标志物保留或较高,反向支持载荷靶点并未缺失,代表与HER2通路相关。


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③突变分析:耐药样本未列出 ERBB2 突变,未列出 TOP1 突变。


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④拷贝数分析:ERBB2 未见明显拷贝数丢失, 因而HER2的蛋白缺失不能用 ERBB2在DNA层面的拷贝数变异来解释。TOP1 拷贝数接近队列中间范围,不提示载荷靶点丢失。


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⑤优先级耐药假设:HER2 靶点缺失是评分最高的机制;载荷靶点缺失以及基因组或融合逃逸的优先级较低,因此HER2 靶点缺失是耐药重要因素。


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综上,本模型从 RNA 及蛋白水平均呈现HER2 通路显著低表达,直接阻碍 DS-8201 靶向结合与细胞内化过程,药物递送通路被阻断,是引发耐药的核心主导机制。而上皮间质状态、溶酶体加工及药物外排改变仅为次要因素;同时证实 TOP1 靶点功能正常,不是 DXd 载荷靶点缺失,进一步明确HER2 通路表达受抑是 DS-8201 耐药的根本原因。


继上文所述针对DS-8201耐药的HER2蛋白缺失型乳腺癌PDX模型,我们认识到靶向HER2的ADC药物面临着一个共同的挑战:即肿瘤细胞通过下调或丢失靶点蛋白来逃避治疗。这一耐药机制并非DS-8201所独有,在另一款重要的ADC药物——维迪西妥单抗(Disitamab Vedotin, RC48)的临床应用中也同样存在。


    维迪西妥单抗:另一款靶向HER2的“精准导弹”‍

    维迪西妥单抗RC48)是我国自主研发的 HER2 靶向 ADC 药物,已获批用于 HER2 过表达胃癌、尿路上皮癌等实体瘤的治疗。与 DS-8201 结构不同,其由高亲和力新型抗 HER2 人源化抗体、组织蛋白酶可裂解连接子(MC-Val-Cit-PAB)及细胞毒性载荷 MMAE(强效微管蛋白抑制剂,可破坏肿瘤细胞有丝分裂致其凋亡)偶联而成。与 DS-8201 类似,RC48 亦具备 “旁观者效应”,可杀伤邻近 HER2 低表达肿瘤细胞。


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    图3:维迪西妥单抗通过HER2作用机制

    RC48 的耐药挑战:靶点缺失仍是核心难题


    维迪西妥单抗 RC48 虽在 HER2 阳性实体瘤中展现出优异临床疗效,但临床治疗中耐药问题仍日益凸显。RC48 耐药机制复杂,涵盖 HER2 表达下调、靶点结构突变、药物内吞与胞内转运异常、毒素 MMAE 作用通路改变等多重因素。其中,HER2 蛋白表达缺失或显著下调,是导致 RC48 治疗失效的根本性关键机制。肿瘤细胞一旦出现 HER2 靶蛋白降低,RC48 便失去靶向结合的作用位点,无法有效识别、内化入肿瘤细胞,进而导致胞内毒素 MMAE 无法正常释放发挥杀伤作用,最终引发临床治疗耐药与疾病进展。


    模型背景数据:胆囊癌RC48耐药PDX模型


    模型介绍:源自临床的RC48耐药PDX模型

    临床诊断与病理:胆囊高分化腺癌,浸润至浆膜下层。

    临床用药史:紫杉醇 + 卡铂(共 6 周期)。伊立替康 + 顺铂 + 贝伐珠单抗(第 1 周期);伊立替康 + 顺铂 + 贝伐珠单抗 + 信迪利单抗(第 2-6 周期)。卡培他滨口服维持,共 6 个月。AS 方案(白蛋白紫杉醇 + 替吉奥);替吉奥口服。维迪西妥单抗。

    临床免疫组化:HER2(约 15%+,中等 - 强)、MLH1(+)、MSH2(+)、MSH6(+)、PMS2(+)、Ki67(热点区约 30%+)、PD-L1 (22C3)(CPS<1,阳性对照 +)。

    临床测序:ERBB2、TP53 等基因突变。

    模型生长曲线: 符合肿瘤PDX组织生长特征。


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    模型病理:符合临床病理特征。


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    模型靶点特征:Her2 (-), PDL-1 (-)。


    模型背景数据:膀胱癌RC48耐药PDX模型


    临床诊断与病理:“膀胱肿瘤”:浸润性高级别尿路上皮癌,肌层内见肿瘤组织累及/浸润。

    临床用药史:顺铂+吉西他滨化疗,6个疗程。ADC(维迪西托)+免疫药(特瑞普利单抗和O药)。

    临床免疫组化:肿瘤细胞CK7(+),CK20(-),P53(突变型+),P63(+),GATA-3(+),Ki67热点区约60%+),引用HER2(3+),MLH1(蛋白表达),PMS2(蛋白表达),MSH2(蛋白表达),MSH6(蛋白表达),PD-L1(CPS=30),PD-L1阳性对照(+)。

    模型生长曲线: 符合肿瘤PDX组织生长特征。


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    模型病理:符合临床病理特征。


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    综上所述,我们已建成机制明确的HER2蛋白缺失型DS-8201耐药乳腺癌PDX模型,同时还建成维迪西妥单抗(RC48)耐药胆囊癌和膀胱癌PDX模型。无论是多组学数据完善的DS-8201耐药模型,还是依托完整临床背景的RC48耐药模型,均为ADC耐药机制研究、耐药逆转策略探索及新一代靶向药物研发,提供贴合临床、稳定可靠的体内研究工具。


    有济Y-POS平台,是基于凯莱英集团一站式CRO服务平台,高质量、高标准建立的PDX服务平台,目前已经建成可用于临床前服务的耐药、特殊标记物的PDX模型,建模数量正在迅速增加,以满足肿瘤创新药精准转化医学研究。



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