【技术】ADC药物中Payload-Linker分析方法开发策略与建议

ADC药物组成

ADC药物由特异性抗原的单克隆抗体、连接子和有效载荷组成。抗体负责癌细胞表面抗原识别，有效载荷负责杀死癌细胞，连接子负责抗体和有效载荷的连接。ADC药物兼具小分子药物的强大杀伤力和单抗药物的高度靶向性。ADC药物无疑是当下药物开发领域中最为火热的赛道之一。

ADC药物的主要优势

♦  治疗效力强；

♦  肿瘤细胞特异性高，误杀率小；

♦  免疫原性弱，不容易产生抗药性；

♦  血清中循环时间长；

♦  对非靶点细胞毒性弱。

ADC药物基本原理

ADC的靶向性来自其中抗体部分（antibody），毒性大部分来自小分子化药毒素部分（payload），抗体部分也可以带有毒性（ADCC与CDC）。

抗体部分与化药部分通过连接子（linker）互相连接。抗体部分与肿瘤细胞表面的靶向抗原结合（binding）后，肿瘤细胞会将ADC内吞，之后ADC药物会在溶酶体中分解，释放出活性的化药毒素，破坏DNA或阻止肿瘤细胞分裂，起到杀死细胞的作用。

理想化的连接子应该保持稳定所以不会导致靶外毒性（off-target toxicity），并且在细胞内高效释放毒物。

ADC药物的发展

首款ADC药物2000年获批，2019年起平均每年有2~3款ADC药物获批上市。2022年全球ADC药物市场规模为79亿美元，预计2030年将达到647亿美元。2022年至2030年的复合年增长率为30.0%，增速远超同期生物药市场。

此外，ADC药物在生物制剂市场的占比也在逐年稳步增加，预计将从2022年的2.2%增至2030年的8.3%。

分析方法开发流程

1)确定目标分离物理化属性：如溶解度、化合物极性、pKa值等；

2)确定分离手段及样品预处理方案：根据目标分离物结构、理化性质制定分离手段，选择对应填料和分离机理，确定样品预处理方式；

3)建立初步分析方法：确定分离手段及样品预处理方式后，建立初步分析方法参数，包括色谱柱、流动相、洗脱梯度、柱温、检测波长等；

4)分析方法进一步优化：根据化合物出峰情况，杂质分离情况对方法进一步优化，在方法优化过程中进行分析方法初步确认，包括专属性、灵敏度、线性、准确度、精密度、溶液稳定性等。

Payload linker 方法开发挑战及解决方案

♦  溶剂效应，导致异常峰形（峰分叉或拖尾）：减小进样体积，缩短溶质在流动相中扩散时间消除溶剂效应；调整稀释剂或流动相，使稀释剂极性与流动相极性接近，消除溶剂效应；保证溶质与流动相的兼容性。 

♦  样品稳定性差（易水解、易氧化、光敏感），异常杂质忽大忽小: 方法开发阶段建议进行强降解考察，通过酸、碱、高温、光照等研究，对产品稳定性有初步了解。结合样品稳定性考察，增加进样时间及储存条件说明。 

♦  手性中心多，有关物质方法开发难度大：综合评估，反应过程手性反转或消旋的可能性，在原料及中间体阶段开发方法进行手性控制；结合不同原理检测方法，多方法联用，进行产品杂质控制。对于有关物质方法，可结合质谱峰纯度提取，确认方法专属性。

♦  物料响应差异大：进行全波长扫描，找到产品与杂质吸收相近的波长；通过对杂质进行衍生，提高衍生后杂质UV响应，提高方法灵敏度。

方法开发小结

方法开发阶段，首先要了解化合物结构性质，如理化性质、溶解性、稳定性等，结合样品性质确定样品前处理方式及洗脱体系。方法开发过程需根据待分离物与杂质的差异选择合适洗脱机理、洗脱体系。

方法异常情况调查（如异常氧化杂质调查），调查原因时采取单因素变量进行考察，避免多因素同时改变，无法确认根本原因，同时也影响调查效率。对由于稳定性原因导致的异常杂质，建议进行强降解考察，结合质谱分析对降解杂质、降解途径进行考察，确定合适的样品分析体系和储存条件。

方法锁定前，考察杂质与产品的响应因子的差异，对于响应因子差异大产品，若通过筛选波长无法改善响应差异，可使用外标法进行杂质定量检测。对于方法检出能力，在方法锁定前可结合不同原理检测方法（如质谱检测方法，液相检测方法等），进行方法专属性、准确度确认。

在ADC领域，凯莱英对不同的payload具有丰富的分析和检测经验，如Auristatin/奥瑞他汀、Camptothecin/喜树碱、Maytansine/美登素、PBD Dimer/PBD等二聚体。对于不同类型payload,从原料端的手性控制到终产品的质量控制，凯莱英都有丰富的方法开发经验。

对于ADC领域中的linker，凯莱英也具有丰富的分析和检测经验，如peptide linker、PEG linker、Mono/Multivalent linker、UDP-Suger-N3/DBCO-PEG linker等。

对于不同类型的payload和linker，凯莱英在杂质类型&控制策略、对照品标化及稳定性研究等方面都具有丰富的经验。

凯莱英具有从IND至NDA阶段的一站式分析支持能力，如方法开发/方法优化、对照品标化、结构解析、方法验证/方法转移验证、放行检测、稳定性研究、理化性质研究、微生物方法开发&方法验证、内毒素方法开发&方法验证。

凯莱英具有从IND到NDA阶段一站式服务涉及的分析检测设备，如HPLC（连接CAD/DAD/RID/ELSD检测器）、UPLC、GC、HS-GC、MS（Q-Tof/Q-E/UPLC-MS/LC-MS）、NMR(400 MHz)、XRD、ICP-MS/ICP-OES、稳定性实验箱(25oC/60%R.H、30oC/65%R.H、40oC/75%R.H、2-8oC、-20℃、-80oC)等。