已上市14个ADC制剂梳理及开发过程详解

摘要     

截止到2022年3月，全球共批准了14个ADC，考虑到稳定性问题，所有的ADC制剂目前均采用了冻干粉的形式。上篇我们对100+抗体的制剂做详细介绍和相关内容延伸，本篇我们仔细梳理一下ADC的制剂。    

14个ADC结构详解     

首先对ADC的结构做了文字和结构图梳理，Seagen目前已经上市了3款以mc-VC-PABC为linker，MMAE为payload的ADC，有意思的是荣昌生物用了完全一样的linker-payload,最后还被Seagen买走了权益，我个人盲猜是mc-VC-PABC-MMAE没有专利的问题，那解决其中的工艺问题就很关键。        

ADC制剂配方解析    

典型的抗体配方包含1、ADC；2、赋形剂（糖或盐）；3、缓冲液；4、表面活性剂（吐温）；5、其他（金属离子螯合剂）。下图仔细列举了14个ADC的制剂配方。

可以发现，即使相同的linker-payload，不同的抗体最终用的制剂buffer也会有差异。下面我们按照配方如何筛选、如何评价逐一介绍。

ADC制剂筛选过程及评价指标分析     

3.1 PH和缓冲buffer   

已上市的14个ADC中，制剂PH在6.0-6.9之间的最多，达到7个；5.0-5.9和7.0-7.9之间的分别有3个；此外有一个PH值用的8。   在缓冲buffer种类选择时，以组氨酸盐最多，14个中有5个为组氨酸，3个磷酸盐，2个柠檬酸盐，2个琥珀酸盐，氨丁三醇、MES各一个。   那么问题来了，缓冲buffer种类繁多，能缓冲的PH范围也不尽相同，那以什么指标来评价哪种buffer是该ADC最合适的buffer呢？   

通用做法是这样的，根据不同缓冲对的缓冲范围，从4.0-8.0设置pH梯度，配成临床打算用的ADC浓度（比如爱地希10mg/ml），25℃&40℃放置7天，分别于第0天，第1天，第3天，第7天观察、取样。肉眼观察澄清度情况、BCA检测浓度、SEC-HPLC检测纯度、DSC检查热稳定性等。      

当确定好适宜pH范围后，可以选择该PH下的两种缓冲剂，比如适宜pH为6.0，就可以选择30mM组氨酸或者20mM柠檬酸作为制剂的缓冲剂，然后进行下一步的筛选。     

3.2 表面活性剂   

表面活性剂主要通过降低表面张力来减少聚体的产生。14个ADC中，有7个用了0.01-0.02%（W/V）的吐温80,有3个用了0.01-0.02%（W/V）的吐温20,1个用了0.03%的吐温80，1个用了0.1%的吐温20，另外2个则未添加表面活性剂。   

那么表面活性剂通常采用什么手段筛选，什么指标评价呢？   

通常处理方法：在25℃下，将样品在轨道振荡器上以250-300rpm的速度水平搅拌8小时或更长，搅拌后，部分样品会产生聚集，溶液变浑浊。  参考检测方法：肉眼观察溶液澄清度，浓度测定，SEC-HPLC检测聚集体含量，浊度计检测浊度，HIAC自动液体颗粒计数器检测粒子数。  

3.3 赋形剂筛选   

14个ADC制剂中，主要通过添加各种糖或者盐作为赋形剂。设置不同的糖和盐时，组合和种类也非常多，可以先取10%的海藻糖，9%的蔗糖，5%山梨醇等作为初步筛选基础配方，如果要组合，则二者含量各自减半设置。4℃、25℃&40℃放置14天后，肉眼观察澄清度情况、BCA检测浓度、SEC-HPLC检测纯度、DSC检查热稳定性、CIEF检测酸碱峰含量变化等。           

3.4 冻干工艺   

配方筛选完成后，进行最后一步冻干，对于冻干我只能说，我自己还没做过，中间有哪些门道和注意事项暂时不好评论，先贴上Tivdak和爱地希的冻干专利的实施例，后续如果有要点再补充。

评价指标上，除了上述基础配方的评价指标外，需增加外观性质评价和含水量测试。        

小结 

关于ADC基础配方的筛选，是一个有规矩可循，但是每个人都可以按照自己的进度和样品情况来设置的操作流程。比如时间紧急或者样品有限的条件下，可以采用DOE实验进行配方筛选。另外，热应激的放置条件（40℃or45℃）通过作为缓冲buffer和赋形剂的筛选条件，最常见的为2周。搅拌应激的条件（如250rpm 8h）则通过作为表面活性剂的筛选条件。   而在评价指标上，肉眼观察澄清度/浊度、SEC-HPLC检测聚体含量是常规通用检测项，蛋白浓度的变化大多也都会进行，在此基础上，各家检测指标则不尽相同，有DSC检测Tm值热稳定性变化，有CIEF检测酸碱峰变化，或者HPLC做DAR值检测甚至payload杂质检测等。确定最终制剂配方后，加上SDS-PAGE、生物活性的检测（结合活性、细胞活性）等也都是可以的。而在冻干工艺后，通常选择更长时间的存放（3个月、6个月甚至1年这种级别），除了以上评价指标，还需增加水平和外观形状的评价指标。   

参考文献：   

[1] Kavianinia I . An Insight into FDAApproved Antibody-Drug Conjugates for Cancer Therapy[J]. Molecules, 2021, 26.   

[2] WO 2020/192693 A1   

[3] CN 112512583 A  

[4] US 20210128741A1   

[5] CN 106163567 A