摘要：

抗體藥物偶聯(lián)物（Antibody-Drug Conjugates，ADCs）是一種結合了單克隆抗體的高特異性和小分子細胞毒性藥物的強效性的創(chuàng )新藥物。本文詳細解析了ADC的生產(chǎn)工藝流程，包括抗體生產(chǎn)、連接子和細胞毒性藥物的合成、偶聯(lián)反應、純化以及質(zhì)量控制等關(guān)鍵步驟。通過(guò)優(yōu)化這些步驟，可以提高ADC的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，確保其在臨床應用中的安全性和有效性。

1.概述

1.1 定義與原理

抗體藥物偶聯(lián)物（Antibody-Drug Conjugates，ADCs）是一種將高選擇性的單克隆抗體（Antibody）和強細胞毒性的有效載荷（Payload）通過(guò)連接子（Linker）偶聯(lián)而獲得的藥物。這種結構設計使得ADCs能夠像“生物dao彈”一樣，精準地將細胞毒性藥物遞送至腫瘤細胞，同時(shí)減少對正常細胞的損害，從而提高治療效果并降低副作用。ADCs的作用機制通常包括抗體與腫瘤細胞表面抗原的特異性結合、內化作用、溶酶體降解以及有效載荷的釋放和細胞毒性作用。
1.2 發(fā)展歷程與現狀
抗體藥物偶聯(lián)物的概念最早可以追溯到1913年P(guān)aul Ehrlich提出的“魔術(shù)子彈”設想。然而，直到20世紀80年代，隨著(zhù)單克隆抗體技術(shù)的發(fā)展，ADCs的研究才真正開(kāi)始起步。1990年代，第一批基于人鼠嵌合和人源化單克隆抗體的ADCs被證實(shí)，但受限于技術(shù)瓶頸，早期的ADCs在臨床應用中面臨諸多挑戰，如靶點(diǎn)選擇性差、免疫原性高、有效載荷毒性不足等。
進(jìn)入21世紀，隨著(zhù)生物技術(shù)的不斷進(jìn)步，ADCs的研發(fā)取得了顯著(zhù)進(jìn)展。2000年，首個(gè)ADC藥物Mylotarg（吉妥珠單抗）獲得美國食品藥品監督管理局（FDA）批準上市，用于治療急性髓系白血病。盡管Mylotarg后來(lái)因安全性和有效性問(wèn)題于2010年撤市，但它為ADCs的發(fā)展奠定了基礎。此后，一系列技術(shù)突破推動(dòng)了ADCs的快速發(fā)展，包括更穩定和高效的連接子、更強效的細胞毒性藥物以及更精準的抗體靶向技術(shù)。
截至2024年，全球已有15款ADC藥物獲批上市，用于治療多種血液系統惡性腫瘤和實(shí)體瘤。這些藥物包括Adcetris（維布妥昔單抗）、Kadcyla（恩美曲妥珠單抗）、Besponsa（奧加伊妥珠單抗）、Polivy（維泊妥珠單抗）、Padcev（恩福妥珠單抗）、Enhertu（德曲妥珠單抗）、Trodelvy（戈沙妥珠單抗）等。這些ADCs在臨床試驗中展現出顯著(zhù)的療效和可接受的安全性，為癌癥治療帶來(lái)了新的希望。
目前，ADCs的研發(fā)仍在如火如荼地進(jìn)行中，超過(guò)400種ADC藥物正處于不同的臨床試驗階段。研發(fā)的重點(diǎn)包括新的靶點(diǎn)發(fā)現、更高效和更穩定的連接子開(kāi)發(fā)、更強效的細胞毒性藥物篩選以及更精準的抗體設計。此外，ADCs的應用范圍也在不斷擴大，除了傳統的腫瘤治療，還在自身免疫性疾病、病毒感染、眼科疾病等領(lǐng)域展現出潛在的應用價(jià)值。

2. 組成

2.1 單克隆抗體

單克隆抗體是抗體藥物偶聯(lián)物（ADCs）的靶向部分，負責識別并結合腫瘤細胞表面的特定抗原。理想的單克隆抗體應具有高特異性、強親和力和低免疫原性，以確保ADCs能夠精準地遞送細胞毒性藥物至腫瘤細胞，同時(shí)減少對正常組織的損害。目前，用于A(yíng)DCs的單克隆抗體主要是人源化或全人源化的IgG抗體，其中IgG1亞型因其較長(cháng)的半衰期和較強的免疫激活能力而被廣泛使用。例如，在Kadcyla（恩美曲妥珠單抗）中，人源化抗HER2 IgG1抗體被用于靶向HER2陽(yáng)性乳腺癌細胞，其親和力和特異性使得Kadcyla能夠有效地將微管抑制劑DM1遞送至腫瘤細胞，從而發(fā)揮強大的抗腫瘤作用。

2.2 細胞毒性藥物

細胞毒性藥物是ADCs的殺傷部分，負責在腫瘤細胞內釋放并發(fā)揮細胞毒性作用，導致腫瘤細胞死亡。常用的細胞毒性藥物包括微管抑制劑（如奧瑞他汀類(lèi)衍生物MMAE、MMAF、MMAD，美登素及美登素類(lèi)衍生物DM1、DM4）和DNA損傷劑（如卡奇霉素、阿霉素類(lèi)）。這些藥物具有高度的細胞毒性，能夠在低濃度下殺死腫瘤細胞。例如，Adcetris（維布妥昔單抗）中的MMAE通過(guò)與微管蛋白結合，阻止微管的聚合，從而阻滯細胞周期的G2/M期，導致腫瘤細胞凋亡。而B(niǎo)esponsa（奧加伊妥珠單抗）中的卡奇霉素衍生物ozogamicin則通過(guò)與DNA的小溝結合，促進(jìn)DNA鏈的烷基化、斷裂或交聯(lián)，直接損傷腫瘤細胞的DNA，引發(fā)細胞死亡。

2.3 連接子

連接子是ADCs的關(guān)鍵組成部分，負責將單克隆抗體與細胞毒性藥物連接在一起。連接子的設計需要在血液循環(huán)中的穩定性和在腫瘤細胞內的釋放效率之間取得平衡。理想的連接子應在血液循環(huán)中保持穩定，以避免細胞毒性藥物的早期釋放對正常組織造成損害；同時(shí)，在腫瘤細胞內能夠快速且有效地釋放細胞毒性藥物，以發(fā)揮其殺傷作用。連接子主要分為可裂解型和不可裂解型兩大類(lèi)。可裂解型連接子利用腫瘤微環(huán)境和正常生理環(huán)境的差異，如低pH值、蛋白水解或細胞內高谷胱甘肽濃度等，來(lái)釋放細胞毒性藥物。例如，Mylotarg中的腙鍵連接子在酸性?xún)润w和溶酶體環(huán)境中容易水解，從而釋放卡奇霉素。不可裂解型連接子則由抗蛋白酶裂解的穩定結構構成，在血漿中穩定性更好，其有效載荷的釋放主要發(fā)生在A(yíng)DC內化后的溶酶體中。例如，Kadcyla中的硫醚連接子在血液循環(huán)中非常穩定，但在溶酶體中會(huì )被水解，釋放出DM1。

3. 生產(chǎn)工藝流程

3.1 抗體生產(chǎn)

抗體生產(chǎn)是抗體藥物偶聯(lián)物（ADCs）生產(chǎn)工藝的首要環(huán)節，其質(zhì)量直接影響ADCs的療效和安全性。單克隆抗體的生產(chǎn)通常采用哺乳動(dòng)物細胞培養技術(shù)，如中國倉鼠卵巢（CHO）細胞系。CHO細胞因其穩定性和高效表達能力被廣泛用于抗體生產(chǎn)。在生產(chǎn)過(guò)程中，細胞培養條件的優(yōu)化至關(guān)重要，包括培養基成分、溫度、pH值、溶解氧等參數的精確控制。例如，通過(guò)添加特定的營(yíng)養成分和生長(cháng)因子，可以提高抗體的產(chǎn)量和質(zhì)量。此外，細胞培養規模的擴大也是抗體生產(chǎn)的關(guān)鍵挑戰之一。從小規模的實(shí)驗室培養到大規模的工業(yè)生產(chǎn)，需要確保細胞生長(cháng)和抗體表達的一致性。目前，大規模細胞培養技術(shù)已經(jīng)相對成熟，能夠實(shí)現抗體的高效生產(chǎn)。例如，某些先進(jìn)的生物反應器能夠容納數萬(wàn)升的培養基，通過(guò)精確的控制系統實(shí)現細胞的高密度培養，抗體產(chǎn)量可達每升數克級別。、

3.2 細胞毒性藥物/連接子生產(chǎn)

細胞毒性藥物和連接子的生產(chǎn)是ADCs生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵步驟。細胞毒性藥物的選擇和合成需要滿(mǎn)足高效、低毒、穩定等要求。常用的細胞毒性藥物包括微管抑制劑（如MMAE、DM1）和DNA損傷劑（如卡奇霉素）。這些藥物的合成通常涉及復雜的有機化學(xué)反應，需要在嚴格控制的條件下進(jìn)行。例如，MMAE的合成需要通過(guò)多步反應，包括酰胺化、還原、偶聯(lián)等步驟，每一步都需要精確的溫度、溶劑和反應時(shí)間控制。連接子的生產(chǎn)同樣重要，其設計需要在血液循環(huán)中的穩定性和在腫瘤細胞內的釋放效率之間取得平衡。連接子的合成通常涉及特定的化學(xué)基團，如硫醚鍵、腙鍵等，這些基團能夠在特定的生理條件下斷裂，釋放細胞毒性藥物。例如，Kadcyla中的硫醚連接子在溶酶體的酸性環(huán)境中能夠被水解，釋放出DM1。連接子的生產(chǎn)需要嚴格的質(zhì)量控制，確保其純度和穩定性，以保證ADCs在體內的有效性和安全性。

3.3 ADC原料藥生產(chǎn)

ADC原料藥的生產(chǎn)是將單克隆抗體與細胞毒性藥物通過(guò)連接子偶聯(lián)的過(guò)程。這一過(guò)程需要精確的化學(xué)計量和反應條件控制。首先，抗體和連接子的活化是關(guān)鍵步驟。例如，通過(guò)N-羥基琥珀酰亞胺（NHS）活化連接子，使其能夠與抗體上的氨基反應。接下來(lái)，細胞毒性藥物與活化的連接子進(jìn)行偶聯(lián)反應，形成藥物-連接子中間體。最后，藥物-連接子中間體與抗體進(jìn)行偶聯(lián)反應，生成ADC。這一過(guò)程需要在低溫、無(wú)菌的條件下進(jìn)行，以避免抗體的變性和細胞毒性藥物的降解。此外，偶聯(lián)反應的效率和產(chǎn)物的純度是關(guān)鍵質(zhì)量屬性。通過(guò)高效液相色譜（HPLC）等分析技術(shù)，可以對ADC的藥物抗體比（DAR）進(jìn)行精確測定。理想的DAR值通常在2到8之間，過(guò)高或過(guò)低的DAR值都可能影響ADC的療效和安全性。例如，DAR值過(guò)高可能導致ADC的聚集和快速清除，而DAR值過(guò)低則可能降低ADC的殺傷力。因此，通過(guò)優(yōu)化反應條件和純化工藝，可以控制DAR值在理想范圍內，提高ADC的質(zhì)量和療效。

3.4 制劑生產(chǎn)

制劑生產(chǎn)是ADCs生產(chǎn)工藝的最后環(huán)節，其目的是將ADC原料藥制成適合臨床應用的劑型。常見(jiàn)的制劑形式包括注射液、凍干粉等。制劑生產(chǎn)需要考慮藥物的穩定性、溶解性、生物利用度等因素。例如，為了提高ADC在水中的溶解性，可以添加特定的助溶劑或緩沖劑。同時(shí)，制劑的無(wú)菌性和穩定性也是關(guān)鍵質(zhì)量屬性。在制劑生產(chǎn)過(guò)程中，需要嚴格遵守無(wú)菌操作規程，確保產(chǎn)品的無(wú)菌性。此外，通過(guò)加速和長(cháng)期穩定性試驗，可以評估制劑在不同條件下的穩定性，確保其在有效期內的質(zhì)量和安全性。例如，某些ADC制劑需要在低溫條件下儲存，以保持其活性和穩定性。通過(guò)優(yōu)化制劑配方和生產(chǎn)工藝，可以提高ADC制劑的質(zhì)量和臨床應用效果。

4. 質(zhì)量控制

4.1 質(zhì)量標準

抗體藥物偶聯(lián)物（ADCs）的質(zhì)量控制是確保其安全性和有效性的關(guān)鍵環(huán)節。質(zhì)量標準涵蓋了從原材料到成品的多個(gè)方面，包括單克隆抗體、細胞毒性藥物、連接子以及最終的ADC產(chǎn)品。根據國家藥監局藥審中心發(fā)布的《抗體偶聯(lián)藥物藥學(xué)研究與評價(jià)技術(shù)指導原則》，ADC的質(zhì)量標準應包括但不限于以下幾個(gè)方面：
純度和雜質(zhì)：ADC的純度是衡量其質(zhì)量的重要指標。通過(guò)高效液相色譜（HPLC）等分析技術(shù)，可以對ADC的純度進(jìn)行精確測定。雜質(zhì)的控制同樣重要，包括生產(chǎn)過(guò)程中可能引入的雜質(zhì)、細胞毒性藥物的降解產(chǎn)物以及連接子的殘留等。例如，Kadcyla（恩美曲妥珠單抗）在生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)嚴格的質(zhì)量控制，確保其純度達到95%以上，雜質(zhì)含量控制在1%以下。
藥物抗體比（DAR）：DAR值是指每個(gè)抗體分子上偶聯(lián)的細胞毒性藥物的平均數量。理想的DAR值通常在2到8之間，過(guò)高或過(guò)低的DAR值都可能影響ADC的療效和安全性。通過(guò)質(zhì)譜分析等技術(shù)，可以對DAR值進(jìn)行精確測定。例如，在A(yíng)dcetris（維布妥昔單抗）的生產(chǎn)中，通過(guò)優(yōu)化偶聯(lián)反應條件，控制DAR值在3到4之間，以確保其最佳的療效和安全性。
穩定性：ADC的穩定性是指其在不同條件下的保持活性和完整性的能力。穩定性測試包括短期和長(cháng)期穩定性試驗，以及加速穩定性試驗。例如，Besponsa（奧加伊妥珠單抗）在穩定性測試中，通過(guò)在不同溫度、濕度和光照條件下進(jìn)行試驗，確定了其在2-8℃條件下儲存的有效期為18個(gè)月。
安全性：ADC的安全性是質(zhì)量控制的核心內容之一。安全性測試包括細胞毒性試驗、動(dòng)物實(shí)驗以及臨床試驗等。例如，在Polivy（維泊妥珠單抗）的臨床試驗中，通過(guò)嚴格的安全性監測，評估了其在治療彌漫性大B細胞淋巴瘤（DLBCL）患者中的安全性，結果顯示其不良反應發(fā)生率在可接受范圍內。

4.2 檢測方法

為了確保抗體藥物偶聯(lián)物（ADCs）的質(zhì)量符合標準，需要采用多種先進(jìn)的檢測方法。這些檢測方法涵蓋了從原材料檢驗到成品放行的全過(guò)程，確保ADCs在各個(gè)環(huán)節的質(zhì)量可控。以下是一些常用的檢測方法：
高效液相色譜（HPLC）：HPLC是分析ADC純度和雜質(zhì)的重要工具。通過(guò)不同的色譜模式，如反相色譜（RP-HPLC）、疏水作用色譜（HIC-HPLC）等，可以對ADC的純度、藥物抗體比（DAR）、分子大小變異體等進(jìn)行精確分析。例如，在Padcev（恩福妥珠單抗）的生產(chǎn)中，通過(guò)HPLC分析，確保其純度達到98%以上，DAR值在2到4之間。
質(zhì)譜分析（MS）：質(zhì)譜分析是確定ADC結構和DAR值的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)電噴霧離子化（ESI）等離子化技術(shù)，可以對ADC的分子量、氨基酸序列、藥物偶聯(lián)位點(diǎn)等進(jìn)行精確測定。例如，在Enhertu（德曲妥珠單抗）的研究中，通過(guò)質(zhì)譜分析，確認了其藥物偶聯(lián)位點(diǎn)和DAR值，為藥物的設計和優(yōu)化提供了重要依據。
毛細管電泳（CE）：毛細管電泳是一種高分辨率的分析技術(shù)，可以用于分析ADC的電荷變異體、分子大小變異體等。通過(guò)毛細管電泳，可以檢測ADC中的聚合體、片段等雜質(zhì)，確保其質(zhì)量符合標準。例如，在Trodelvy（戈沙妥珠單抗）的生產(chǎn)中，通過(guò)毛細管電泳分析，控制其聚合體含量在1%以下。
生物活性檢測：生物活性檢測是評估ADC療效的重要手段。通過(guò)細胞實(shí)驗，如細胞增殖抑制試驗、細胞凋亡檢測等，可以評估ADC對腫瘤細胞的殺傷作用。例如，在A(yíng)dcetris（維布妥昔單抗）的細胞實(shí)驗中，通過(guò)細胞增殖抑制試驗，確定了其對霍奇金淋巴瘤細胞的半數抑制濃度（IC50）為10納摩爾/升，顯示出強大的抗腫瘤活性。
免疫原性檢測：免疫原性檢測是評估ADC安全性的重要環(huán)節。通過(guò)檢測抗藥抗體（ADA）的產(chǎn)生，可以評估ADC在體內的免疫反應。例如，在Kadcyla（恩美曲妥珠單抗）的臨床試驗中，通過(guò)免疫原性檢測，評估了其在患者體內ADA的產(chǎn)生情況，結果顯示ADA的產(chǎn)生率較低，對藥物的療效和安全性影響較小。
總結：抗體藥物偶聯(lián)物（ADCs）的生產(chǎn)工藝流程涉及多個(gè)復雜的步驟，每個(gè)步驟都需精確控制，以確保最終產(chǎn)品的高質(zhì)量和高療效。通過(guò)不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，ADCs有望在腫瘤治療等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為患者帶來(lái)更多的希望。