抗體偶聯(lián)藥物（Antibody–Drug Conjugates，ADC）已經(jīng)成為國內外抗體藥物研發(fā)的新熱門方向，國內企業(yè)紛紛跟隨布局，已有二十余款產(chǎn)品進入IND及臨床階段，抗體、連接子、毒素分子等方面的專利技術成為企業(yè)的核心競爭力。

一、魔法子彈：歷經(jīng)波折后迎來快速發(fā)展期

抗體偶聯(lián)藥物（Antibody–Drug Conjugates，ADC）由靶向特異性抗原的單克隆抗體藥物和小分子細胞毒藥物通過連接子偶聯(lián)而成，兼具傳統(tǒng)小分子化療的強大殺傷效應及抗體藥物的腫瘤靶向性。

抗體偶聯(lián)藥物（ADC）的理論基礎可以追溯到1913年諾獎得主Paul Ehrlich提出的“魔法子彈”概念，將能殺死癌細胞的藥物安裝在特異性靶向癌細胞的載體上，就能實現(xiàn)定向殺死癌細胞，而不傷害人體正常細胞。1958年，Mathe首次將抗鼠白細胞免疫球蛋白與甲氨喋呤(MTX)偶聯(lián)用于白血病的治療，但當時技術比較落后，到1983年，才出現(xiàn)首次成功的ADC臨床試驗[1]。直到2000年，輝瑞研發(fā)的首個抗體偶聯(lián)藥物Mylotarg被FDA批準用于治療急性粒細胞白血病，不過由于被發(fā)現(xiàn)了嚴重的致命性肝損傷，輝瑞于2010年年主動撤市，受此影響，ADC藥物研究前景也受到質疑。近年來隨著偶聯(lián)技術、小分子毒素及抗體修飾技術的進步和突破，ADC領域迎來重大突破，2019年FDA批準了3款ADC藥物上市，從銷售業(yè)績來看，較早上市的Adcetris及Kadcyla已突破10億美元關卡，躋身重磅炸彈行列，研究熱度迅速增長。

圖1：ADC藥物的發(fā)展歷程[2]

二、ADC四要素：抗體、連接子、毒素分子及偶聯(lián)方式

ADC藥物的靶向性來自抗體部分（antibody），毒性來自毒素分子（Payload），兩者通過連接子（Linker）相連接，連接子決定了藥物的穩(wěn)定性。ADC的作用機制分6步：（1）ADC與靶細胞上的抗原結合；（2）ADC-抗原復合物通過內吞作用內化；（3）ADC在溶酶體中降解；（4）細胞毒性載荷（藥物）釋放并發(fā)揮作用；（5）DNA和微管蛋白破壞；（6）靶細胞凋亡[3]。

因此，ADC技術的進步與抗體、連接子、細胞毒素分子及偶聯(lián)方式的發(fā)展緊密相關。

圖2：ADC藥物的結構及作用機制[3]

1.抗體部分

1.1 靶點選擇（Target)

ADC藥物目前主要應用于腫瘤領域，因此要求抗原靶標能夠在腫瘤細胞高表達，而在正常組織中低表達或者不表達，或僅在特定組織類型中有表達。其次，目標抗原應該存在于細胞表面，以便循環(huán)的mAb可進入。同時抗原靶標應具有一定的內吞能力，觸發(fā)ADC-抗原復合物轉運到細胞內。而腫瘤細胞表面抗原數(shù)量通常有限，抗原-抗體復合物的內化過程通常效率低下，所以，靶點的選擇具有一定挑戰(zhàn)性。

目前已上市的ADC藥物中，CD22、CD30、CD33、CD79b、BCMA等5個靶點的適應癥為血液瘤；HER2、Nectin-4、Trop-2這3個靶點的適應癥為實體瘤。在ADC藥物研發(fā)中用到了超過50種靶點，除了以上幾種已有上市產(chǎn)品外，針對CD19、Mesothelin、PSMA、EGFR、Nectin-4、CD56、CD138、CD74等的ADC藥物也進展較快或較為熱門[4]。

1.2抗體選擇（Target)

高特異性和高親和力是ADC藥物中抗體應具有的主要特征。此外，抗體還應具有低免疫原性、低交叉反應性、適當?shù)倪B接結合特性。目前所有的ADC抗體都是IgG分子，因其對靶點抗原的高親和力和在血液中有較長的半衰期。

人IgG1和IgG3具有相對強的抗體依賴性細胞毒性（ADCC）和補體依賴性細胞毒性（CDC）， IgG3 抗體因其鉸鏈較長且多態(tài)性較高，半衰期較短，使它不能成為ADC的理想選擇。人IgG4還具有抗體依賴性細胞吞噬作用（ADCP），但IgG4會發(fā)生Fab臂交換，可能形成新的雜合IgG4；IgG2 具有獨特的二硫鍵異構結構和更復雜的鉸鏈區(qū)；相比其它IgG分子，IgG1 的結合活性更好且更易于生產(chǎn)，多為ADC藥物開發(fā)的首選。

早期的ADC多使用鼠源或嵌合抗體，容易引起人抗鼠抗體反應，目前ADC開發(fā)均采用人源化抗體或全人源化抗體。

2.毒素分子（Payload）

毒素分子是決定ADC的殺傷力的關鍵因素，除需具有極高的毒性外，還需具有足夠的水溶性及血清中的穩(wěn)定性。

目前臨床使用的毒素藥物根據(jù)作用機制可分為兩類：（1）微管抑制劑，代表性的為奧瑞他汀類衍生物auristatins (MMAE、MMAF、MMAD)，美登素及美登素類衍生物（DM1、DM4），通過與微管結合阻止微管的聚合從而阻滯細胞周期。（2）DNA損傷劑，以Calichemicin、duocarmycins、阿霉素類、卡奇霉素為代表，通過與DNA的小溝結合并促進 DNA 鏈烷基化，斷裂或交聯(lián)。

3.連接子（Linker）

連接子是ADC 有效遞送細胞毒性藥物的基礎，連接子必須在血液循環(huán)中保持穩(wěn)定，在進入腫瘤細胞能夠快速釋放有效細胞毒藥物以殺死癌細胞。目前主要分為可裂解連接子和不可裂解連接子?？闪呀膺B接子包含腙鍵，二硫鍵和肽類接頭，主要是利用其在血液系統(tǒng)和腫瘤細胞的環(huán)境差異，低pH（酸敏感），蛋白酶水解（蛋白酶敏感）和還原環(huán)境（谷胱甘肽敏感），在腫瘤細胞內被快速分解。不可裂解連接子依賴ADC抗體成分被胞質和溶酶體蛋白酶完全降解，常見的有硫醚連接子。

4.偶聯(lián)方式（Conjugation）

偶聯(lián)方法主要分為非定點偶聯(lián)和定點偶聯(lián)。早期使用的是非定點偶聯(lián)法，主要由賴氨酸偶聯(lián)和半胱氨酸偶聯(lián),利用化學方法直接將藥物與抗體上氨基酸殘基進行偶聯(lián)，不涉及抗體的改造或修飾，其偶聯(lián)的毒素分子個數(shù)和偶聯(lián)位點都不能確定，產(chǎn)生的ADC差異極大。目前常用的定點偶聯(lián)方式即通過基因工程位點進行特異性偶聯(lián)，實現(xiàn)更均一的ADC，能在特定位點實現(xiàn)細胞毒素的連接。

三、ADC國內企業(yè)競爭激烈：扎推HER2-ADC，差異化布局或成出路

國內暫無國產(chǎn)ADC藥物獲批上市，榮昌生物的緯迪西妥單抗是國內首個提交新藥上市申請的自主研發(fā)的ADC藥物，用于治療局部晚期或轉移性胃癌，另有多家企業(yè)的ADC藥物正處于臨床或IND申請階段。

表1：國內企業(yè)ADC藥物研發(fā)管線

資料來源：火石創(chuàng)造數(shù)據(jù)庫

在這25款臨床或上市申請的產(chǎn)品中，百奧泰研發(fā)的的注射用BAT8001、東曜藥業(yè)的注射用TAA013，浙江醫(yī)藥的ARX788均已進入臨床III期，靶點都是HER2，針對的適應癥都是乳腺癌，除EGFR—ADC進入II期外，Trop2、EGFR、CD20、c-Met、間皮素最高進展均為臨床I期。榮昌生物的 RC48 擁有豐富的在研適應癥，除針對局部晚期或轉移性胃癌已提交上市申請外，包括乳腺癌、尿路上皮癌、膽道癌、非小細胞肺癌都已推進到臨床進程中。

相比國外藥企豐富的靶點布局，國內15款產(chǎn)品靶點為HER2，可見HER2已成為國內藥企ADC的一個扎堆開發(fā)的靶點，競爭十分激烈；同國外適應癥集中度類似，國內ADC藥物開發(fā)聚焦在腫瘤領域，尤其是乳腺癌等實體瘤。

圖3：國內ADC藥物靶點研發(fā)狀態(tài)分布及適應癥分布

數(shù)據(jù)來源：火石創(chuàng)造數(shù)據(jù)庫

四、國內ADC優(yōu)勢技術：專利技術確保企業(yè)核心競爭力

ADC集大分子與小分子的特性于一身，其開發(fā)及分析要比單抗更復雜，單抗、連接子、小分子毒素、偶聯(lián)方式每一個都可以直接影響最終產(chǎn)品的安全性和功效。隨著研究的白熱化，ADC藥物還面臨激烈的市場和知識產(chǎn)權的挑戰(zhàn)，抗體、連接子、毒素分子、偶聯(lián)方式等方面的自主知識產(chǎn)權將成為ADC研發(fā)企業(yè)的核心競爭力。

（1）榮昌生物：有RC48、RC88、RC108三款ADC藥物進入IND或后期階段，其中RC48是國內首個進入上市申請的藥物，有望成為首個上市的國產(chǎn)ADC藥物。在研藥物涵蓋了HER2、間皮素、c-Met三種靶點，靶點的確定也基本決定了ADC藥物的適應癥，其HER2-ADC覆蓋的胃癌、乳腺癌、尿路上皮癌、膽道癌、非小細胞肺癌均在臨床進程中，后續(xù)有望拓展間皮素針對的胰腺癌和卵巢癌以及c-Met針對的實體瘤等治療領域。值得一提的是，國際上針對HER-2靶點的ADC項目首選適應癥一般是HER-2高表達的乳腺癌，如已上市兩款Her2-ADC，T-DM1和DS8201，而RC48將尿路上皮癌作為重點適應癥。此外，榮昌生物申報了雙功能細胞毒素、連接子、抗體藥物綴合物制備等多項專利。

（2）美雅珂生物：有MRG001、MRG002、MRG003三款ADC藥物處于IND及臨床階段，其中注射用MRG003已處于臨床II期。涵蓋CD20、HER2、EGFR三種靶點，涉及結直腸癌、頭頸癌、胃癌、乳腺癌、非霍奇金淋巴瘤等領域。美雅珂斥資1.25億美元購買了荷蘭一家生物技術公司Synaffix的定點偶聯(lián)技術GlycoConnect?以及高極性化的連接子技術HydraSpace?，以提升ADC的有效性和耐受性。

（3）百奧泰生物：其注射用BAT8001和注射用BAT8003分別處于臨床III期和臨床I期，分別針對乳腺癌和上皮癌。毒素分子和連接子選擇方面，BAT8003 由糖基化修飾的重組人源化抗 Trop2 單克隆抗體通過穩(wěn)定的硫醚鍵與 Batansine 進行共價連接而成，毒素分子Batansine獲得多項美國、中國和其他國家專利授權。此外，BAT8003 采用的是不可剪切式連接子，保證了 ADC 在體內循環(huán)的安全性，該連接子對酸、肽酶和組織蛋白酶均不敏感，不含二硫鍵，使 ADC 在血液循環(huán)中穩(wěn)定一旦進入細胞即能釋放藥物。

（4）多禧生物：其注射用重組人源化抗Trop2 單抗-Tub196偶聯(lián)劑（DAC-002）及注射用重組人源化抗Her2單抗-Tub114偶聯(lián)劑（DAC-001）均處于臨床I期。多禧生物已獨立研發(fā)出近三十多個共軛體的小分子藥物，五十幾個新智能化鏈接體（包括定點定位鏈接技術），并申報了23個PCT（世界知識產(chǎn)權專利），多個專利已在多國授權。

（5）科倫博泰：有兩款產(chǎn)品注射用A166和注射用SKB264均進行了中美雙報。A166已進行了臨床I期，擬用于HER2陽性乳腺癌、胃癌等惡性腫瘤的治療。A166是全球首個通過賴氨酸定點定量偶聯(lián)、具有創(chuàng)新連接子和高活性毒素小分子的第三代抗HER2 ADC，注射用SKB264則通過新型偶聯(lián)方式實現(xiàn)高毒素負載，其偶聯(lián)方式和毒素小分子具有自主知識產(chǎn)權。

五、小結及展望

由于技術發(fā)展受限，ADC行業(yè)發(fā)展前景一度受到質疑，但隨著核心技術的更新迭代，近年來ADC藥物接連獲批，且在治療上顯示出的巨大優(yōu)勢，正日漸受到全球制藥公司的關注。我國ADC藥物研究起步晚，研發(fā)靶點較為單一，HER2-ADC競爭激烈，主要針對乳腺瘤，對于新進入者而言，差異化的靶點及適應癥布局有望拓展市場，如可以拓展到國外比較成熟的CD33、CD19、CD79b、BCMA、Nectin-4等靶點及針對適應癥。除了靶點和適應癥創(chuàng)新外，也可以借鑒ADC國外的新型技術，如偶聯(lián)技術、新型細胞毒素、藥物負載提升等來增加企業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)新及優(yōu)化。ADC藥物與單抗一樣，有其平臺屬性，隨著靶點、毒素、偶聯(lián)等技術的提升，可以擴展研發(fā)管線及疾病領域，有優(yōu)勢技術的企業(yè)在未來市場上更具競爭優(yōu)勢。

參考文獻：

[1] P Khongorzul, CJ Ling, FU Khan, AU Ihsan, J Zhang.Antibody–Drug Conjugates: A Comprehensive Review. Molecular Cancer Research 18 (1), 3-19, 2020.

[2] H. L. Perez , P. M. Cardarelli , S. Deshpande , S. Gangwar , G. M. Schroeder , G. D. Vite and R. M. Borzilleri , Drug Discovery Today, 2014, 19 , 869 —881.

[3] Tsuchikama K，An Zq.Antibody-drug conjugates: recent advancesin conjugation and linker chemistries.Protein Cell.2016 Oct 14.

[4] Ilona Pysz, Paul J. M. Jackson and David E. Thurston, CHAPTER 1:Introduction to Antibody–Drug Conjugates (ADCs) , in Cytotoxic Payloads for Antibody–Drug Conjugates, 2019, pp. 1-30 DOI: 10.1039/9781788012898-00001.

來源：火石創(chuàng)造