浅析ADC药物的深度表征和DMPA研究

ADC药物

药事纵横

2023/04/20

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ADC药物（抗体偶联药物，antibody-drug conjugate，ADC）与传统的细胞毒药物相比，具有靶向性强、毒副作用小等优点，在肿瘤治疗领域具有广阔的应用前景。在国内，首个国产ADC药物在2021年6月获批上市。随着时间流逝，ADC受到了越来越多人的关注。作为癌症治疗临床研究中一类重要的药物，ADC药物通过强效小分子细胞毒素通过化学键与单克隆抗体结合，比抗体具有更复杂的结构。

ADC的临床疗效主要取决于连接头、药物和药物的性质，偶联位点的选择（赖氨酸、链间半胱氨酸、Fc聚糖）以及分析技术的改进。因此了解ADC的物理化学性质和选择适当的分析技术，以便在制造和存储过程中对其进行评估和质量监控尤为重要。

然而ADC由高特异性和高亲和力的抗体，高稳定性的连接头以及高效的小分子细胞毒药物所组成，其分子性质比较复杂，以至于表征更为困难，需要采用多种分析方法进行表征。

一、抗体药物偶联比（DAR）

DAR（drug-to-antibody ratio）是ADC药物特有的衍生词，其定义为：药物/抗体比率，即一个抗体所携带载药数量的平均值，DAR是平衡疗效和安全性的结果。抗体药物偶联比（DAR）是ADC最重要的质量属性之一，DAR决定了可以输送到肿瘤的“有效载荷”，直接的影响了ADC的安全性和有效性。

简单来说，ADC的效果与DAR直接挂钩。DAR可以理解为ADC这个魔法子弹所携带的载弹量，然而DAR的数值并不是越高越好。高DAR虽然拥有更大的载药量，但同时也更容易被人体的免疫系统锁定，从而被当成异物清除体外，减少ADC的有效性。因而大部分ADC药物的DAR限制在2-4之间。如何让DAR数值保持在一个合适的点，兼具疗效的同时还保持有效性，是目前仍在思索的问题。

二、DAR表征分析方法

偶联方式是影响DAR的重要因素，只有选择合适的偶联技术，才能让ADC的毒素均一稳定地连接在抗体上。有多种方法可以用于测量DAR值，根据不同的药物特性以及结合位点和连接子的结构，需要选取不同的测量方法。

常见的DAR表征分析方法有疏水作用层析(HIC)、反相液相色谱(RPLC)、液质联用(LC-MS)、紫外-可见(UV/Vis)光谱、毛细管电泳-十二烷基硫酸钠（CE-SDS）等方法，其中色谱和质谱是检测DAR值的两种常用方法。

紫外-可见(UV/Vis)光谱

紫外-可见光谱法（UV-Visible）是目前来说较为简单的DAR测定方法，这种方法需要抗体和小分子药物具有不同的最大吸收波长，分别计算二者的浓度进而得到ADC的DAR值，适用于多种ADC。该方法要求药物和抗体的光谱具有不同的最大吸收波长。UV/Vis基于蛋白质浓度测定技术而来。使用ADC在适当波长下的吸光度和抗体与有效载荷的消光系数，可以确定平均DAR。这项技术简便易行，因为不需要进行复杂的样品制备和建立HPLC或MS条件。然而，它要求有效载荷的UV-vis最大吸收值与未结合的抗体的最大吸收值有适当的偏移。而且，这种方法不能确定混合物中单一DAR物种的比例。

基于质谱的分析法

质谱（MS）是另一种常用的ADC表征技术，目前可用的质谱仪通常是基于电喷雾电离（ESI）和飞行时间（TOF）进行检测，也可与具有扩展质量范围的Orbitrap相结合。质谱法适用于赖氨酸偶联的ADC的DAR值测定，包括液相色谱串联质谱和MALDI-TOF-MS。质谱法可分为变性与非变性电喷雾质谱法，两种不同的方法均是根据物质的分子量差异进行DAR的分析。抗体偶联上不同数量细胞毒性小分子后，ADC呈现分子异质性，不同的DAR物质在高分辨质谱的分析下具有不同的质荷比（m/z），然后根据相对应的DAR质谱信号峰强度或峰面积计算平均DAR值。

MS分析法的分辨率很高，足以区分ADC中不同类型的异质体，可用于分离、鉴定和定量检测不同类型的偶联分子，因此，可以根据检测到的具有不同DAR值的异质体的重量的平均值计算平均DAR值。ADC分子因偶联引入了更多的异质性，所以其MS分析方法较传统mAb的MS分析方法复杂得多。通常，需要尽可能避免抗体相关特征的干扰，以获取更多的ADC特异性结构信息。

三、小结

ADC技术发展至今，已经经历了三代变革，随着靶点、连接子、载药和偶联技术的不断发展，ADC愈发成熟。近年来已有了多种DAR分析表征技术，基于紫外-可见光谱、放射性标记、色谱、酶解、质谱等技术的方法均可应用于ADC生产中的过程控制（IPC）或ADC样品的表征，然而仍然难以建立简单方便的DAR检测方法，探索的脚步仍然不能停下。

药品是为人类健康而生产，研发随着ADC技术的不断发展，未来将会有更多结构更复杂的大分子ADC药物出现，因此还需要持续不断地优化和迭代分析表征技术。

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