近日，东曜药业黄鹏博士做客写意直播间，与普方生物刘海东博士、博瑞医药黄仰青博士共同探讨《ADC药物研发的挑战和策略》。在此，我们将分享黄鹏博士在直播中阐述的内容。
01
ADC相关的研究背景
抗体偶联药物（ADC）作为“魔术子弹”最典型的应用方式，经过一百多年的研发和技术迭代，最终实现了概念验证，特别是在近三四年内，已有数个ADC药物连续获批，充分证明“魔术子弹”的概念真正走到了现实世界中。近几年，关于ADC的交易和并购金额都非常庞大，可见ADC市场的火热程度，随之也有越来越多的创新药企投入到ADC研发热潮中。ADC药物是大分子抗体药物和小分子化学药物的结合，兼具复杂性和多样性，其研发、生产及质量控制等方面均面临挑战。
02
ADC偶联开发的挑战和策略
ADC相较于传统的化学治疗药物，其优势在于治疗窗口。正是由于ADC具有靶向单抗，得以实现靶向治疗。同时因为靶向性，可以采取活性或者是肿瘤细胞毒性非常强的小分子，作为Payload，组合进行应用，使得ADC的治疗窗口非常大。
依照治疗窗口的大小，可将ADC的研发历程分为数个代次。以最早的随机偶联为第一代，其工艺或Linker尚处于不成熟阶段；后以T-DM1为代表，以实体瘤靶向的ADC-Kadcyla获批上市开始，真正把ADC做成了药物，至此Kadcyla被认为是第二代ADC技术；此后，ADC研发有了整体均一性、亲水性的增强，以及整体ADC分子的稳定性提升等诸多方面的质量改进，均可划为第三代或者是下一代ADC技术，其关键变化实际上是治疗窗口的进一步增大。
针对不同的偶联技术，下一代ADC可以分为两大类，分别是基于天然抗体进行的ADC分子设计，以及基于工程化改造抗体。其中，基于天然的抗体，也可以设计构建均一化或者是定点偶联的ADC。天然抗体中常见的偶联位点包括链间二硫键、IgG抗体保守的N糖基化位点、具有活性反应侧链的赖氨酸等，均可用于定点偶联或是均一化ADC偶联位点的设计。如半胱氨酸可以形成二硫键桥接，连满DAR8，通过不同的工艺优化，可以实现轻重链间的二硫键的偶联。针对赖氨酸，也可以通过亲和肽，或可逆反应的巧妙设计来进行设计，如linchpins分子结构，通常需要考虑整体溶剂可接触表面的情况，以及pKa的具体微环境变化，来设计定点偶联的方式。针对其他氨基酸残基，同样可以做一些定点偶联的设计。
此外，可以对抗体进行工程化改造。基于工程化改造的抗体，也有相应定点偶联的ADC技术涌现。如通过定点突变的半胱氨酸或非天然氨基酸，插入一段特定酶可识别的底物序列，均可实现定点偶联，解决更加均一化的ADC产物的设计问题。
针对均一化和定点偶联的ADC技术，有一些典型工艺路线，通常拿到抗体会进行一些相应的修饰或者是功能化的激活。接下来通常会配合一些可选的Buffer change或者是纯化的步骤，然后进行偶联和后续的纯化工艺。不同的偶联方式，会对应不同的工艺流程。
在ADC工艺开发的过程中，面临诸多挑战。例如要考虑抗体对有机溶剂的耐受性与小分子的稳定性，在反应过程中，还要考虑整体反应温度、反应时间，以及杂质的去除等。
在ADC药品的生命周期中，工艺开发一直存在。从最初为非临床与早期临床样品的制备，到晚期临床需要的更大规模的生产，以及后续工艺表征与工艺验证以实现真正的商业化生产，工艺开发伴随着ADC生命周期的不同阶段，会有不同规模的对应需求。
工艺开发也要紧紧围绕着相应的关键质量属性去开展。建立起工艺和质量之间的相关性，才会真正地对药物的药学研究有深刻的理解。
ADC结构复杂，ADC质量相关的表征研究也十分复杂，需要应用多种生物物理或生物化学的分析技术。从另一角度来看，ADC分子结构复杂（包含单抗、Linker和小分子Payload），工艺流程长（包括单抗原液生产、ADC的偶联和制剂生产），所以从供应链的角度来评测，ADC的供应链长且复杂。如果在同一场地或者是集中一地完成ADC研发与生产全流程，可以提升效率，降低管理风险。
03
TAA013案例分享
TAA013是一种靶向Her2偶联DM1的ADC，由东曜药业自主研发。TAA013的单抗、ADC偶联和制剂的研发生产，均在东曜一体化和一站式平台完成。
在具体的工艺开发过程中，我们选择了两步法偶联工艺。首先将 SMCC Linker与曲妥珠单抗偶联；之后偶联上DM1小分子，最终生成T-DM1。
在质量分析过程中，我们发现分子主峰旁多出一个200 Da 左右的“空载Linker”。针对空Linker产生的原因，我们提出两种可能性，一是Linker发生了水解，没有偶联上小分子；二是可能生成了交联副产物。经过深入分析，发现在TAA013的工艺开发中，交联副产物是产生“空载Linker”最主要的原因。针对工艺相关杂质，我们通过还原CE进行相应质量控制。在工艺放大的过程中，我们在小试、中试和商业化规模中，都做到了相应的质量控制，并且进行了不同规模间的相似性比对研究。
TAA013和Kadcyla的偶联位点是相似的，药物分布也非常相似。这一案例证明，工艺开发和质量分析关系非常紧密，并且在研发过程中能够相互支持验证。
TOT BIOPHARM
东曜药业ADC平台
东曜药业拥有领先的集单抗和抗体偶联药物（ADC）与一体的完整产业平台，我们已建成符合GMP标准的ADC中试及商业化生产车间，配备OEB-5级别隔离器，并布局两台20平米的冻干机，届时产能可达5万瓶/批。
至今，东曜药业已成功助力多个ADC项目顺利开展，包含Ⅰ期和Ⅲ期临床项目，凭借先进的偶联核心技术和ADC分析技术优势、经验证的质量管理体系和符合GMP标准的商业化能力，向合作伙伴提供值得信赖的一站式CDMO服务，赋能ADC药物开发生产。
04
问答环节
Q: 在不同的文献中，还原抗体二硫键使用的剂量不尽相同，有的是5当量，而有的达到了50。请问具体的还原剂用量应该如何把控？
A: 还原剂的用量，取决于工艺的目的是什么，根据目的，进行相应的工艺的开发。具体到还原剂的用量和当量，与整个反应体系以及抗体本身的疏水性都是相关的。实际上不同的抗体，使用同样剂量的还原剂，还原的二硫键的比例往往也不同。所以要针对抗体做有针对性的工艺考察。如果完全还原的话，几十倍甚至是一百倍的当量，都有可能使用。
Q: 在药品研发过程中，如果走到临床部分失败了，而前期投入很多，实际上是很大的浪费。从研发的角度出发，连接子、Payload的选择可以怎样解决这一问题？
A: 药物研发和创新药研发，本身便存在风险，在不同阶段都有失败的可能性。在临床前的阶段，也就是在药物发现的过程中，如果能够做更多深入研究，也就有可能可以降低临床后期失败的风险。
深入理解ADC的作用机制，例如成药性的评估、靶点综合的考虑，能够降低后期失败的风险。但是这仅仅是降低，实际上还要考虑未被满足的临床患者的实际需求，如果有一定的可能性，还是会积极地往后推动，通过临床试验去证明前期的研发设计是否成功。
Q: 请问ADC药物的成药性如何评估？
A:成药性评价，是非常重要的环节，是新药研发、早期发现和后期CMC开发之间的重要桥梁。东曜药业作为一家CDMO公司，能够负责CMC的开发和生产的同时，对于成药性评价，尤其是ADC评价上具有相应的经验。
关于ADC的成药性评价，首先要考虑各自的部分，如大分子抗体部分和小分子部分各自成药性的评价。这两部分相对成熟，具有相应体系化流程的评价方法。针对ADC自身的特殊性，对于偶联药物，需要考虑到偶联后的稳定性、DAR值变化、偶联位点的分布情况等。ADC中常用的小分子具有较强疏水性，偶联后分子整体的亲水性程度是成药性评价的重要一项。可能会影响后续聚体含量的变化、整个PK缩短以及免疫源性的增加，最终导致毒性的增加，所以疏水性、DAR值及分布、Linker的稳定性等，是成药性评价的重要方面。
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Advantages
东曜药业核心优势
符合GMP规范的大规模生物药商业化生产基地，产能充足，采用行业高标准生产设备
ADC一站式产业化平台，具备核心研发技术优势，同时ADC裸抗、原液、制剂等关键生产环节可以在一地集中完成，大幅降低转移成本，减少监管风险
经药监部门审核通过的质量管理体系，贯穿从研发到商业化阶段的全流程
核心团队成熟稳定，拥有生物制药工艺开发、商业化生产、质量、法规申报等领域的丰富行业经验
良好的企业声誉和信用记录，获得业界信赖与认可