一文读懂全球已批准的14款ADC药物及偶联技术

新冠病毒肆虐全球，破坏力前所未有，各种变异病毒层出不穷，疫情此即彼伏，而过去肿瘤治疗主要是以化疗药物为主，化疗是使用细胞毒药物的首选系统性癌症治疗方式，主要通过干扰细胞周期，延缓或彻底阻止肿瘤细胞繁殖来实现。但由于化疗药物也会对正常细胞进行无差别杀伤，因此会带来严重的副作用。自2000年以来，以小分子靶向药和抗体为代表的精准疗法的研发取得巨大进步，成为肿瘤主要的治疗方式。然而，由于小分子和抗体药物主要是特异性靶向肿瘤信号通路或者肿瘤表面抗原，而肿瘤细胞间的异质性较强，并且可以通过调低抗原或使用补偿通路实现逃逸，因此精准疗法对于肿瘤的清除效率相比化疗较为有限。与单独使用抗体或小分子药物相比，ADC 兼具了小分子与抗体药物的双重优势。

图1 ADC结构

ADC 有效载荷应在储存和血液循环中保持稳定性，且应尽可能较低的免疫原性。ADC 的主要特征包括良好的内化率、低免疫原性、与靶点的高特异性结合和高亲和力、有效的有效载荷和稳定的连接子。

1. 全球已批准的14款ADC药物详细解析

目前有 100 多种 ADC 正在进行临床试验。大多数 ADC 已从 I 期进展到 II 期。一些 ADC 的 III 期试验显示积极结果；截止2021年9月20日全球目前已有14款上市的ADC药物(见表1)，治疗领域主要集中在血液瘤和实体瘤方面，并且主要是用于患者的后线治疗，包括晚期、复发/难治性以及转移性的肿瘤适应症。从疗效数据来看，ADC药物给后线患者带了更多的治疗选择和延长生存期的希望，有多款药物的ORR或mPFS相比化疗提高了一倍。

表1 全球批准上市的14款ADC药物

注：数据截止2021年9月20日

1.1. Gemtuzumab Ozogamicin (Mylotarg: Pfizer/Wyeth)

Mylotarg是全球第一个上市的ADC，靶点为 CD33。凭借26%的应答率在2000年5月17日被FDA加速批准上市，用于治疗首次复发、60岁以上、CD33+、不适合细胞毒化疗的急性髓性白血病（AML）患者。2004年，Wyeth启动了Mylotarg上市后的验证性III期研究，代号SWOG 106，评估在化疗基础上联合使用Mylotarg能否延长患者生命。

SWOG 106研究进行初期，就发现Mylotarg治疗组有严重的致命性肝损伤，联合用药组的死亡率高于单独使用化疗组（5.7% vs 1.4%），且未表现出明显的生存获益，SWOG106研究随之提前终止，辉瑞也在2010年6月宣布Mylotarg自主撤市。

随后在2017年以降低剂量的方式被FDA批准重新上市（9 mg/m2 调整为 3 mg/m2 ) ，调整剂量后降低了最大血浆浓度并提高了安全性和响应率。清除率为 0.35 L/h，第一次给药后的半衰期为 62 小时，第二次给药后的半衰期为 90 小时。

图2 Mylotarg结构

Mylotarg是由高活性的DNA裂解剂卡奇霉素（nM活性）偶联到gemtuzumab单克隆抗体（突变的抗CD33 IgG4抗体）上而形成的（图2）。连接子为含有腙键的可断裂连接子。该ADC是一种含有约50％的未偶联单克隆抗体的复杂混合物，平均DAR为1.5。ADC内化后，腙键可以在内涵体酸性环境中水解，释放出卡奇霉素的前体，然后被谷胱甘肽还原为游离的活性卡奇霉素。后者与DNA小沟结合，并经过Bergman环化作用，从而产生高反应性双自由基，引起序列选择性的DNA双链断裂。

1.2. Brentuximab Vedotin（Adcetris ：Seattlegenetics ）

Brentuximab vedotin（Adcetris ：Seattlegenetics ）靶向癌细胞表面的CD30。该抗体通过蛋白酶可裂解的连接子 Val-Cit 连接到有效负载MMAE。连接子与抗体上的半胱氨酸 (cys) 残基偶联。它的 DAR 为 4。Brentuximab vedotin 在附着到 CD30 后被内化，然后转运到溶酶体。溶酶体中的蛋白酶切割将 MMAE 释放到细胞质中，通过MMAE发挥细胞毒作用，通过细胞周期停滞诱导细胞凋亡 。Brentuximab 于 2011 年被 FDA 批准用于治疗间变性大细胞淋巴瘤（ALCL）。

图3 Brentuximab Vedotin结构

2018 年，FDA 批准 Brentuximab vedotin 与化疗（长春碱、多柔比星和达卡巴嗪）联合用于治疗先前未治疗的 III 期或 IV 期经典霍奇金淋巴瘤（HL）的成年患者。EMA 已授权有条件批准 brentuximab vedotin。就其代谢特征而言，ADC 的半衰期为 4-6 天，估计清除率为 1.457 L/天。

1.3. Inotuzumab Ozogamicin (Besponsa: Pfizer/Wyeth)

Besponsa是通过腙键在内， inotuzumab-ozogamicin (Besponsa）于2017年被FDA批准用于治疗急性淋巴细胞白血病（ALL），它的 DAR 为 6。Inotuzumab ozogamicin 的可切割连接子将卡奇霉素偶联到inotuzumab，一种突变的CD22靶向抗体上对癌细胞上的靶抗原 CD22 具有高亲和力 。与靶抗原结合后，ADC 被内化到溶酶体区室中。有效载荷被释放，然后发挥作用，导致 DNA 双链断裂，导致细胞凋亡和细胞周期停滞。它于 2017 年获得 FDA 和 EMA 的批准。它用作治疗复发/难治性 B 细胞急性淋巴细胞白血病 (ALL) 的单一疗法。ADC 的半衰期为 12.3 天，清除率为 0.0333 L/h。

图4 Inotuzumab Ozogamicin结构

1.4. Trastuzumab Emtansine (Kadcyla : Genentech/Roche)

Trastuzumab emtansine (Kadcyla : Genentech/Roche) 于 2013 年被 FDA 和 EMA 批准用于治疗 HER2+ 转移性乳腺癌。DM1通过不可切割的硫醚连接子 4-（N-马来酰亚胺甲基）环己烷-1-羧酸酯 (MCC) 连接曲妥珠单抗的赖氨酸残基上 。Kadcyla使用的是氨基偶联的方式，Linker通过与抗体上的赖氨酸残基进行偶联，由于使用了不可裂解的Linker，因此弹头的释放需要溶酶体内的蛋白水解酶逐步地把抗体部分水解至单个的氨基酸，即形成带有赖氨酸的Lys-MCC-DM1，而不是游离的DM1。然后，Lys-MCC-DM1整个地结合到微管蛋白上，抑制微管的正常组装，从而使细胞分裂停滞，最后造成细胞凋亡。因此实现ADC对于肿瘤细胞的杀伤作用。由于Lys-MCC-DM1中的Lys部分在细胞内环境中带电，不能自由地穿过细胞膜，因此不具有旁观者效应。。DM1 的 DAR 为 3.5。就 T-DM1 的代谢特征而言，它的半衰期为 4 天，清除率为 0.68 L/天。

图5 Trastuzumab emtansine结构

1.5. Moxetumomab pasudotox（Lumoxiti:）

该药是一种首创的抗CD-22重组免疫毒素， 通过蛋白酶可切割的二肽连接子mc-VC-PABC与假单胞菌外毒素A偶联。用于既往已接受过至少2种系统疗法（包括嘌呤核苷类似物）治疗失败的复发性或难治性毛细胞白血病（HCL）成人患者的治疗。在美国，Lumoxiti于2018年9月获批上述适应症。此次批准，使Lumoxiti成为过去20多年来获批治疗HCL的首个药物，标志着HCL临床治疗的一个重大里程碑。

1.6. Polatuzumab Vedotin(Polivy: Genentech/Roche)

Polatuzumab vedotin (Polivy: Genentech/Roche) 2019年获得FDA批准， 2020年获得EMA批准,是一种抗CD79B单克隆抗体，通过蛋白酶可切割的二肽连接子缬氨酸-瓜氨酸 (Val-Cit)与微管抑制剂单甲基auristatin E（MMAE）偶联。CD79B作为B细胞受体（BCR）复合物的成分，在下游BCR信号传导中起重要作用，并在大多数B细胞淋巴瘤中表达，使其成为B细胞NHL的可行治疗靶标。一旦ADC与肿瘤细胞表面的CD79B结合并被内在化，Val-Cit连接子就会被溶酶体蛋白酶裂解，从而释放出活性剂MMAE。然后，MMAE与微管结合，抑制细胞分裂并诱导肿瘤细胞凋亡。它的 DAR 为 3.5,ADC 的半衰期为 12 天，估计清除率为 0.9 L/天 。

图6 Polatuzumab vedotin结构

1.7. Sacituzumab Govitecan(Trodelvy: Gilead Sciences/Immunomedics Inc.)

Sacituzumab govitecan (IMMU-132) (Trodelvy: Gilead Sciences/Immunomedics Inc.) 于2020年被FDA批准，2021 年获得 EMA 的加速批准，用于治疗三阴性乳腺癌。三阴性乳腺癌的定义是乳腺癌亚型中普遍存在的所有三种受体均缺乏表达：雌激素受体 (ER)、孕激素受体 (PR) 和人类表皮生长因子受体 2 (HER2)。它靶向肿瘤相关钙信号转导 2 (TROP-2) 受体，该受体通常在三阴性乳腺癌中高水平表达 。有效载荷 SN-38 是一种拓扑异构酶 I 抑制剂，通过可水解连接子（pH 敏感连接子）CL2A 与抗体连接。它在半胱氨酸残基处与抗体结合。它的 DAR 为 7.6 。ADC 与 TROP-2 受体结合并进入细胞，有效载荷 SN-38 通过连接子的水解释放，并通过阻止拓扑异构酶 I 诱导的单链断裂的重新连接发挥其作用。ADC 的半衰期为 16 小时，清除率为 0.002 L/h/kg。

图7 Sacituzumab govitecan结构

1.8. [Fam]-Trastuzumab Deruxtecan(Enhertu: Daiichi Sankyo/AstraZeneca)

2019年12月，DS-8201a (商品名：Enhertu, 通用名：Trastuzumab Deruxtecan)在美国被FDA加速批准用于治疗既往已经接受过2种以上HER2靶向疗法的不可手术切除或转移性HER2阳性乳腺癌成人患者。

Enhertu由第一三共独有的DXd技术平台设计开发，是第一三共肿瘤产品组合中的领先ADC药物，阿斯利康于2019年3月以69亿美元的免疫肿瘤学合作加入，共同开发Enhertu。

Enhertu由拓扑异构酶 I 抑制剂有效载荷 (DXd) 通过可切割的四肽连接子组成。连接子与抗体上的半胱氨酸残基相连 。它与肿瘤细胞上的 HER2 结合，并被内化，然后连接子被溶酶体酶切割。有效载荷被释放并导致 DNA 损伤，导致细胞凋亡。ADC 的 DAR 约为 8。半衰期为 5.7-5.8 天，清除率为 0.42 L/天。

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图8 Trastuzumab Deruxtecan结构

1.9. Enfortumab Vedotin (Padcev: Astellas Pharma/Seattle Genetics)

Padcev于 2019 年获得 FDA 批准用于治疗局部晚期或转移性尿路上皮癌。Padcev通过蛋白酶可切割的连接子-马来酰亚胺己酰基-缬氨酸-瓜氨酸 (MC-Val-Cit) 连接在抗体的半胱氨酸残基上，有效载荷为MMAE。它靶向细胞表面蛋白 Nectin -4。它的 DAR 为 3.8。一旦 ADC 被内化，链接器就会被蛋白酶切割并释放有效载荷。MMAE 然后与微管蛋白结合并抑制导致细胞凋亡的微管聚合。半衰期为 3.4 天，清除率为 0.10 L/h 。

图9 Enfortumab Vedotin结构

1.10. Belantamab Mafodotin(Blenrep : GlaxoSmithKline)

Belantamab mafodotin (Blenrep : GSK) 于 2020 年获得 FDA 和 EMA 批准用于复发或难治性多发性骨髓瘤。它由无岩藻糖基化单克隆抗体组成，该抗体通过连接到半胱氨酸残基的抗蛋白酶马来酰亚胺己酰基 (MC) 连接子与微管破坏剂单甲基 auristatin-F (MMAF) 偶联。它靶向 B 细胞成熟抗原 (BCMA) [ 19 , 41 ]。抗体在 Fc 区被无岩藻糖基化，这增强了与 Fc 区的结合并增强了抗体介导的细胞毒性。一旦 ADC 与 BCMA 结合，它就会被蛋白酶切割并释放小分子 MMAF。MMAF 然后破坏微管聚合，导致细胞凋亡。DAR 约为 4。终末半衰期为首次给药后 12 天，稳态时为 14 天。第一次给药后清除率为 0.9 L/天。

图10 Belantamab mafodotin结构

1.11 Akalux（Rakute Medical）

ASP-1929（即Akalux）2021年9月获得日本厚生劳动省批准上市，用于不可切除的局部晚期或复发性头颈癌治疗。Akalux是由西妥昔单抗（cetuximab）与IRDye700DX构成的抗体偶联药物（ADC），可靶向表皮生长因子受体（EGFR，在头颈癌、食道癌、肺癌、结肠癌、胰腺癌等多种实体瘤表面表达）。由于添加了光反应物质，ASP-1929在与肿瘤靶向结合之后，可以在局部被由光导纤维释放的红色激光激活，从而导致肿瘤细胞的死亡。

图11 Bakalux作用机制

光免疫疗法由药物（靶向癌症的可光活化的ADC）和在向肿瘤部位进行光照的装置组成。光照射系统能够使用低于热阈值的正常红光来照射肿瘤。红光激活并触发药物的药理活性，导致急性肿瘤坏死，但不影响周围的正常组织和结构。光免疫疗法是一种新型的靶向抗癌平台，它的独特之处在于：利用抗体介导的靶向递送实现高度肿瘤特异性，同时利用激光激活生物物理机制精确地诱导癌细胞的快速死亡。ASP-1929曾获得FDA颁发的快速通道资格，用于治疗头颈部鳞状细胞癌。

1.12 loncastuximab tesirine(Lonca : ADC Therapeutics )

2021年4月23日，Lonca（Zynlonta）获FDA加速批准，用于治疗经过二线或以上全身治疗的复发难治性大B细胞淋巴瘤成人患者，包括未特指的弥漫性大B细胞淋巴瘤、低级别淋巴瘤引起的弥漫性大B细胞淋巴瘤、高级别B细胞淋巴瘤。loncastuximab tesirine（Lonca）是一种靶向CD19的ADC疗法，由一种人源化抗人CD19单克隆抗体通过连接器与吡咯并苯并二氮杂卓（pyrrolobenzodiazepine，PBD）二聚体细胞毒素偶联而成，连接子为酶可切割的缬氨酸-丙氨酸。一旦与表达CD19的细胞结合，Lonca就会被细胞内化，随后释放出细胞毒素，该毒素能不可逆地与DNA结合，从而产生阻止DNA链分离的强力链间交联，从而破坏复制等必要的DNA代谢过程，最终导致细胞死亡。

图12 loncastuximab tesirine结构

1.13 维迪西妥单抗(爱地希 : 荣昌生物 )

2021年6月9日，国家药监局宣布我国首个原创性抗体偶联药物(ADC)新药——维迪西妥单抗（商品名：爱地希，研究代号：RC48）获得上市批准，适用于至少接受过2种系统化疗的HER2过表达局部晚期或转移性胃癌（包括胃食管结合部腺癌）患者的治疗。可剪切的Mc-Val-Cit-PABC连接子被溶酶体中的组织蛋白酶所剪切，释放出MMAE毒素

图12爱地希结构

1.14 tisotumab vedotin-tftv(Tivdak: Genmab/Seagen)

2021年9月20日美国FDA加速批准“first-in-class”抗体偶联药物Tivdak（tisotumab vedotin-tftv）上市，用于治疗复发或转移性宫颈癌患者。Tivdak是FDA批准的第1个靶向组织因子（tissue factor，TF）的抗体药物偶联物。抗体为靶向靶向组织因子（tissue factor, TF）的单抗，他是将细胞毒性药物MMAE通过一种可被蛋白酶切割的连接子偶联在单克隆抗体上。组织因子是在宫颈癌细胞表面表达的抗原。Tivdak被细胞内吞后释放MMAE，它能够扰乱分裂细胞的微管网络，导致细胞周期停滞和细胞死亡。

这一批准是基于包含101名复发或转移性宫颈癌患者的临床试验结果。她们最多接受过两种前期全身治疗，至少包括一种含铂化疗治疗方案。试验结果显示，Tivdak获得24%的客观缓解率（95% CI，15.9-33.3）。中位缓解持续时间（DOR）为8.3个月。

图13 tisotumab vedotin-结构

2. ADC 的偶联

抗体与细胞毒性剂的偶联通常涉及与暴露的残基（包括赖氨酸或半胱氨酸）的偶联。在不对抗体进行改造或修饰的情况下，利用单抗表面的赖氨酸残基（一个Ig中超过80个）的烷基化（Gemtuzumab Ozogamicin）或酰化（T-DM1）作用或通过还原二硫键（一个Ig中有16个）释放半胱氨酸残基（BrentuximabVedotin）后与连接子相连，由于这些偶联过程是随机进行的，偶联的payload个数和偶联位置都不能确定，最终产生的是不同DAR的ADC混合物，即单个单抗分子携带的载药数量不均一（T-DM1的平均DAR为3.5，DAR范围为0-7），这些混合的异质性ADC动力学性质不一，稳定性差，易发生聚集，且细胞毒素易脱落而产生非治疗性毒副作用，治疗窗较窄。

一些新型的定点偶联技术已经出现，这些技术可以利用特殊的连接子，产生DAR值单一的ADC药物，目前常用的定点偶联技术有5种：半胱氨酸偶联技术、工程化突变非天然氨基酸偶联技术、糖基偶联技术、特定赖氨酸的氨基定点偶联技术、多肽酶促偶联技术。

增加弹头载量（DAR）可以增加疗效，但也经常因此损失代谢稳定性、导致过多危险品在肝脏泄露，反而弄巧成拙，降低细胞毒疏水性可以解决部分代谢问题。旁观者杀伤是个重要性质，因为如果释放的细胞毒可以杀伤看热闹的肿瘤细胞那么理论上不需要肿瘤组织的所有肿瘤细胞都表达ADC靶向的抗原。不表达抗原的肿瘤细胞可以通过旁观者杀伤机制控制，但这个技术也是双刃剑。某些细胞毒可以被外排泵排出、成为耐药机制，也需要考虑。除此之外，循环中的连接子稳定性对于避免脱靶毒性至关重要。

3. 连接子

连接子是维持 ADC 在体循环中的稳定性和释放有效载荷的一个组成部分。不稳定的连接子可以在血液循环中释放细胞毒性小分子，从而导致不良的全身毒性。有几类连接子，包括 pH 依赖性连接子、二硫键连接子和酶切割（基于肽的）连接子。

连接子根据其释放机制分为两类，可切割的和不可切割的。 表 2 对两种细分的可切割连接子类型进行分类，并总结了这些连接子的主要特征。

表2 酶及化学可切割连接子

3.1. 可切割连接子

可切割连接子是为了到达目标细胞时释放有效载荷，与不可切割的连接子相比，在血液循环中的稳定性较差 。对于这些连接子，裂解通常由蛋白酶、谷胱甘肽还原或酸性 pH 值触发。

可切割的连接子往往会增加旁观者效应，内化后，连接子被特定的蛋白酶或 pH 裂解，药物被释放 。这种游离药物直接杀死抗原阳性靶细胞，在某些情况下，它可以扩散出靶细胞，随后杀死周围的抗原阴性细胞，造成旁观者效应。

可切割连接子细分为两类：化学可切割连接子和酶可切割连接子。

3.2. 酶切连接子

3.2.1. 酶激活连接子

酶激活连接子被肿瘤相关酶裂解 。组织蛋白酶 B 敏感的 Val-Cit 二肽的成功进一步开发了 Glu-Val-Cit 连接子。与 Val-Cit 连接子相比，谷氨酸残基进一步增强了血浆稳定性，体内结果显示出更优异的活性。根据 Bargh 等人的研究，其他连接子在 14 天后几乎完全水解，而Glu-Val-Cit 与其他连接子（Val-Cit 和 Ser-Val-Cit）在 14 天内仍然稳定。在连接子和抗体结构之间插入聚乙二醇间隔物（PEG 间隔物）意味着连接子结构将暴露于在酶环境下，但Glu-Val-Cit 连接子仍然表现出优异的稳定性 。

这种连接子结构的成功为提高对特定酶的特异性奠定了基础。基因泰克通过用环丁烷-1,1-二甲酰胺部分（cBu-Cit 连接子）替换 Val-Cit 二肽中的 Val 残基，提高了连接子结构对目标酶的特异性。连接子在循环中表现出类似的稳定性，它在瘤小鼠中显示出更优越的组织蛋白酶 B 特异性。

3.2.2. 硫酸酯酶可切割连接子

新型硫酸酯酶连接子在被溶酶体硫酸酯酶切割后释放有效载荷。这些连接子在保持循环稳定性的同时释放有效载荷。硫酸酯酶在许多癌细胞中过度表达，另外在溶酶体中发现大量硫酸酯酶。硫酸酯酶连接子在人血浆和小鼠中稳定，它们本质上是亲水的，硫酸酯酶连接子可根据其溶解度用于亲脂性有效载荷。

3.2.3. 半乳糖苷酶可切割连接子

β-半乳糖苷酶在某些肿瘤中过度表达。它通过水解作用切割溶酶体中的 β-半乳糖苷酶可切割连接子。当该连接子与抗体曲妥珠单抗和有效载荷 MMAE 一起使用时，它显示出比Val-Cit-PABC更高的效力。最近报道了一种使用β-半乳糖苷酶裂解连接子的ADC，其中包含PEG10间隔子。间隔子被硝基取代，以提高自降解速率。类比β-葡萄糖醛酸酶连接子，其解离机制涉及水解β-半乳糖苷酶部分，它赋予化学前体亲水性。另一个优势是β-半乳糖苷酶仅存在于溶酶体中，而β-葡萄糖醛酸酶在溶酶体中表达，也在实体瘤的微环境中表达。研究证明，在抗HER2-ADC释放MMAE的背景下，含β-半乳糖苷酶连接子的 ADC在体外和体内均比T-DM1更为有效。

图14 β-半乳糖苷酶可切割连接子

3.2.4. 溶酶体蛋白酶敏感连接子/基于肽的连接子

溶酶体蛋白酶敏感连接子/基于肽的连接子通常用于 ADC 设计。溶酶体蛋白酶，即组织蛋白酶 B 在肿瘤细胞上高度表达。溶酶体蛋白酶连接子在体循环中稳定，并在靶细胞中特异性释放药物。Val-Cit 连接子是一种蛋白酶可裂解连接子，常用于一些 ADC 的设计。另外还有Val-Ala， Phe-Lys，Ala-Ala用于ADC连接子设计

图15 组织蛋白酶 B敏感连接子结构

P1位置需要亲水性残基（瓜氨酸或精氨酸），而P2位置的亲脂性残基增强血浆稳定性（苯丙氨酸、缬氨酸或丙氨酸）。

此外，还引入了一个自降解间隔子来促进酶的进入，从而限制了有效载荷的空间位阻：对氨基苄基氨基甲酸酯（PABA）在酸性介质中自发1,6-消除，释放二氧化碳、对氮杂醌甲酰胺和阿霉素。最终，这一发现从前药转移到ADC领域，证明了Val-Cit和Phe-Lys二肽连接子的抗原驱动的细胞活性。

Val-Cit二肽是ADC中最常用的可裂解连接子，目前有多达25个分子处于临床阶段，可能是因为其整体良好的血浆稳定性、释放行为和化学可牵引性。两个已获批的ADC药物（Adcetris和Polivy) 都使用了相同的连接子mc-VC-PABC，其中包含马来酰亚胺基间隔子、作为组织蛋白酶底物的标准Val Cit二肽序列和PABC自降解间隔子。

3.2.5. β-葡萄糖醛酸酶敏感连接子

β-葡糖苷酸连接子可被β-葡糖苷酸酶水解释放药物。肿瘤坏死区和溶酶体富含 β-葡萄糖醛酸酶，该酶在溶酶体 pH 值下具有活性。糖苷键裂解能够选择性地释放细胞毒性有效载荷。因此，与 β-葡糖苷酸连接子偶联的 ADC 由于其选择性的释放有效载荷而而在循环中是稳定的。该连接子本质上是亲水的。其亲水性使其成为疏水有效载荷的合适搭配者。 根据一项研究PEG12-β-葡糖苷酸-MMAE 和 Val-Cit-MMAE具有类似的稳定性。

3.3. 化学可切割连接子

3.3.1. 酸敏感可裂解连接子

酸敏感的可裂解连接子在碱性环境（如体循环）中稳定，但对酸性环境敏感 。ADC内化后，它们在目标位置被切割。但是这些连接子与非特异性药物释放有关 ，因此酸可裂解连接子不能用于偶联高细胞毒性药物 。

由于缺乏稳定性，现有的酸可裂解连接子在其适用性方面受到限制。已尝试提高ADC药物的 DAR，以提高疗效，但由于高 DAR，存在免疫原性反应或更快清除率的风险。此外，大多数细胞毒剂是疏水性的，过高的DAR会导致物理稳定性降低。添加支链 PEG 链可增加连接子的亲水性，并得到证明其在体内具有更优的效果。

此外，基于二异丙基甲硅烷基醚的连接子是一种新型酸可裂解连接子。Wang et al., 2019新设计由基于甲硅烷基醚的酸可裂解对羟基苯甲醇 (PHB) 抗体-MMAE 偶联物与酸触发的甲硅烷基醚基团组成，根据其研究，先前设计的酸可裂解连接子（包括腙和碳酸盐连接子）的血浆半衰期分别为 2-3 天或 1 天。然而，pH 敏感的甲硅烷基醚连接子的血浆半衰期大于 7 天。这种连接子药物结构的设计解决了 MMAE 的毒性、功效、稳定性和有效释放。

3.3.2. 谷胱甘肽敏感的二硫键连接子

谷胱甘肽存在于细胞内和细胞外区室，它是一种低分子量硫醇。与正常细胞相比，癌细胞中的谷胱甘肽浓度更高。由于肿瘤细胞中谷胱甘肽浓度升高，谷胱甘肽敏感连接子被切割，随后释放有效载荷。二硫键增加了连接体在循环中的稳定性，并在被细胞内谷胱甘肽内化后裂解。它能够抵抗循环中的还原裂解，从而降低脱靶释放/毒性的可能性。

3.4. 不可切割的连接子

不可切割连接子（即 MCC 和 MC，通过硫醚键将有效载荷与抗体偶联）需要抗体在溶酶体内完全降解以释放有效载荷。它在血浆中的稳定性优于可切割的连接子。细胞毒剂不会在靶位外释放，这降低了对健康细胞造成伤害的可能性，不可切割连接子缺乏细胞通透性无法发挥旁观者效应。这些连接子用于具有高抗原表达的血液肿瘤和癌症。

旁观者效应的影响和 ADC 的作用机制如图16所示 ；

图16 ADC作用机制及旁观者效应

4. 有效载荷

ADC 最关键的组件之一是有效载荷。有效载荷应在最低浓度下发挥最大的细胞毒性作用。此外，包括依托泊苷、米托蒽醌和多柔比星 (DOX) 在内的一些抗癌药物的局限性在于它们在缺氧条件下（厌氧条件）会受损。肿瘤细胞会快速生长新血管，并倾向于适应低氧环境。缺氧是治疗低下的众多原因之一，这可能会限制这些有效载荷在 ADC 设计中的使用。

细胞毒性有效载荷具有以下特征：高细胞毒性、低免疫原性作用、在制备和循环中储存期间的稳定性，渗透性、溶解性可修饰。在疏水性方面，细胞间裂解后疏水代谢物的形成具有更好的血液清除和安全性 。细胞毒剂的极端疏水性会改变抗体的生物学特性，会在储存或偶联过程中引起聚集 。

另一方面，ADC 的亲水有效载荷会导致旁观者效应。旁观者效应对靶抗原表达低且异质性的癌症尤其有益。疏水有效载荷偶联疏水连接子可能会导致ADC 的聚集，聚集的ADC在血液循环中会引起不良的免疫原性，应该避免这种情况的产生。

采用亲水性连接子（焦磷酸二酯基团、聚乙烯 (PEG) 或带负电荷的磺酸盐基团）可以克服这个聚集问题。反过来，有效载荷亲水性的增加有助于 ADC 整体安全性、稳定性和亲水性，通过增加 DAR 和增强旁观者效应来实现有效性。

5. 结束语和展望

ADC 已显示出优于标准癌症化疗药物的效果 ，但随着对ADC研究热度日益高涨，ADC的设计和开发面临着许多挑战：其中包括由于药物的低温存储、运输过程异常出现降解。此外，由于药物需要通过 SC（皮下）或 IV（静脉）注射，ADC药物浓度通常较高，这会导致制剂缺乏稳定性或容易聚集；若低浓度会降低生物利用度影响药物发挥作用。因此其挑战在于优化得到最佳浓度以提高局部生物利用度和组织渗透性。目前，超过 100 种 ADC 在进行临床试验，其中大约 20% 的 ADC 在 I 期或 II 期期间已被终止或撤回，一些 ADC 与剂量限制性毒性有关，其治疗窗口狭窄。获得 ADC 的最佳剂量对于降低患者剂量耐受、减少剂量、跳过剂量或停止治疗非常重要。因此临床上分次给药方案以解决患者的剂量限制性毒性。

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[8] 荣昌生物招股说明书

[9] 创新药研发专题系列——ADC：从模仿转型创新之路 平安证券