生物制药中的抗体药物偶联物:制造灵丹妙药

抗体药物偶联物(adc)结合了肿瘤细胞的特异性抗体靶向和化疗药物的强效细胞毒作用。尽管在20世纪初就有了概念，但目前市场上只有两种adc。正如我们将解释的那样，它们的制造问题对行业构成了挑战，但随着制造商开始克服这些障碍，adc现在可能意识到它们作为癌症的灵丹妙药的地位。

两全其美

单克隆抗体靶向肿瘤细胞具有高度的准确性和特异性。它们可以通过结合肿瘤细胞表面抗原来破坏细胞信号直接诱导肿瘤细胞死亡，也可以通过标记细胞以供机体免疫系统破坏，或通过破坏肿瘤微血管来间接诱导肿瘤细胞死亡。⁹

将单克隆抗体的细胞靶向特异性与化疗剂的肿瘤细胞杀伤能力相结合，可以在没有全身化疗脱靶效应的情况下靶向破坏肿瘤。

adc如何工作?

它们的作用机制的概念很简单，ADC的单克隆抗体(mAb)部分将与肿瘤表面的特定抗原结合。然后，通过内吞作用，ADC将被内化到肿瘤细胞内，由于内化囊泡的酸性环境，细胞毒素将从其连接子释放出来。细胞毒素会诱导细胞凋亡。这将导致细胞和肿瘤的破坏。

细胞毒素的精确靶向避免了全身化疗的问题，这意味着可以使用更小体积的更有效的细胞毒素，同时避免副作用。

龙沙的下一代疗法动画描述了adc的结构和作用机制。

发育不良

将药物与靶向分子结合作为“魔弹”的想法最早是由德国医生保罗·埃尔利希(Paul Erhlich)在20世纪初提出的。^12、13然而，生产单克隆抗体的技术直到20世纪70年代才发展起来，当时Köhler和Milstein通过将抗体生产细胞与骨髓瘤细胞系融合而使其永生。⁵在20世纪90年代，人源化单克隆抗体如曲妥珠单抗和利妥昔单抗被开发用于治疗癌症。第一个进入市场的ADC是惠氏治疗髓系白血病的gemtuzumab ozogamicin (Mylotarg®)，于2000年发布。尽管获得了FDA的许可，但该ADC在英国的一项试验中失败了，该试验发现它不能提高生存率，[随后]于2010年从市场上撤下

大企业

2011年，用于治疗霍奇金淋巴瘤和间变性大细胞淋巴瘤的ADC brentuximab vedotin (Adcetris®)上市，随后在2013年，用于治疗her2阳性乳腺癌的ADC曲妥珠单抗emtansine (Kadcyla®)上市。¹¹

即使只有这两个已获批准的adc, 2015年的adc市场规模估计也达到9亿美元。⁶这一数字还将继续增长，目前有45个adc处于不同的开发阶段。^1、3

克服制造业的挑战

需要制造ADC的三个部分:亲本单抗、连接子和细胞毒负载。每个组件都有自己的制造挑战，然后它们必须结合起来。

马伯生产

IgG单克隆抗体的细胞系生产之后是单克隆抗体的纯化和质量控制检查，以确保获得纯净的、未受污染的蛋白质样本。⁴这必须在无菌条件下进行，需要专业设备和训练有素的人员。

链接化学

该连接子将靶向单抗连接到负载细胞毒素。它的设计必须确保它在目标细胞中释放之前使有效载荷不发生反应，同时也不影响单抗的稳定性。鉴于大多数单克隆抗体的半衰期为72小时，该连接子还需要在血浆中稳定数天。考虑到这些要求，目前ADC设计和制造中使用了四种类型的连接器，它们分为两类，可切割或不可切割。

腙、多肽和二硫化物连接体是可切割的连接体，在血浆中是稳定的，但内化后在细胞的囊泡中降解。硫醚连接物是不可还原的，不会在囊泡中分解，但会被蛋白水解裂解破坏。^1、2

亲水聚乙二醇或聚乙二醇连接剂也在开发中。这些连接剂改善了前面提到的化学性质，因为它们能够将更多的有效载荷分子链接到ADC上，从而提高了药物:抗体比(DAR)。¹

与单克隆抗体一样，这些连接剂需要在无菌环境中制造，以避免污染。这也需要专业设备和训练有素的人员。

细胞毒性药物

目前有两种类型的细胞毒素被纳入adc:影响肿瘤细胞分裂和增殖能力的微管干扰剂;以及诱导细胞死亡级联的DNA修饰剂。auristatin和Maytansines是adc中使用的细胞毒素家族，可防止微管聚合。Duocarymycins, PBD二聚体和α-Amanitin是破坏DNA转录，诱导细胞死亡的细胞毒素类型(有关这些药物的详细化学信息，请参阅ADC审查¹）

这些极具效力和危险性的毒素对操作人员构成重大风险，必须在无菌环境中按照现行的良好生产规范(cGMP)进行处理，确保职业接触限值低于50ng/m^3.．高水平的遏制需要专业设备和训练有素的人员。

ADC制造的复杂性要求高水平的密封，以保护产品和人员，并且工作人员需要是设备使用和ADC制造方面的专家，以生成成品。⁸

阅读更多:CMO致力于ADC开发

测试ADC

adc既是药物分子又是生物分子，因此分析测试需要适用于整个分子。到目前为止，还没有单一的验证性试验可以确定ADC的DAR和活性。¹⁰

一旦结合，必须测试adc以评估药物负载，即有多少细胞毒性分子与抗体结合，以研究DAR。这是通过质谱、疏水相互作用色谱和反相高效液相色谱来实现的。

单抗的活性也需要评估，以检查偶联不影响其生物活性，如其抗原结合的特异性。与单克隆抗体的非共轭形式的比较提供了功能受影响的证据。

细胞毒性药物的质量控制应确定药物的总含量和纯度。样品中的游离药物浓度需要确定，因为这些可能证明对患者有毒。

ADC的第一个毒理学测试确定它是否杀死靶抗原表达细胞，同时不伤害其他细胞。

展望未来

随着45个分子的发展，adc的未来是光明和令人兴奋的。随着越来越多的adc被开发和制造，预计制造实践也将进步。adc开发的专业CMO和生物技术公司之间的战略联盟正在推动这一增长。

阅读更多:发展adc的战略联盟

参考文献

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