精鼎医药专家谈ADC药物开发策略、临床研究挑战以及中美CMC要求差异分析

随着癌症等疾病的发病率不断上升，对新型抗癌药物的需求也在不断增加。抗体偶联药物（Antibody-drug conjugate, ADC）兼具化疗与靶向治疗优势，例如ADC药物较化疗具有肿瘤特异性、低剂量限制性毒性，拥有相对化疗药物更宽的治疗窗，而较靶向药物具备更强的细胞毒性，临床优势显著，因此吸引着全球及国内药企竞相布局。

ADC药物的成功在一定程度上得益于免疫疗法技术的迅速发展，以及连接子于稳定性和裂解上的技术突破，并使递送有效载荷具有更多的选择性。ADC分子结构复杂，需要仔细设计各个环节，包括ADC本身"三重"成分对早期临床开发的额外考虑，以及因ADC特性必需量身订制的整体全球开发计划，更需关注因漫长而复杂的生产过程造成的广泛质量控制，最终让产品能顺利出海上市成功。

精鼎医药专家从临床药理、临床运营和药学（CMC）监管要求的角度分享我们对ADC产品的最新考量和实际经验，为业界成功开发这种前景广阔的"魔术子弹"提供支持。

Part 1 张磊先生：ADC药物早期临床开发策略

自Paul Ehrlich在1913年首次提出使用抗体靶向治疗疾病的“魔术子弹”（Magic bullet）概念以来，抗体偶联药物（Antibody-drug conjugate, ADC）的研究历史已过百年，各项技术几经更迭，从2000年FDA批准的第一个治疗急性髓系白血病的ADC药物（Mylotarg）至今，全球一共批准了15个ADC药物。最近获得FDA完全批准的Elahere，用于治疗FRα（叶酸受体α）阳性、铂耐药上皮性卵巢癌、输卵管癌、原发性腹膜癌成人患者，此项适应证曾于2022年获得FDA的加速批准，其三期确证性试验结果令人振奋，ORR为42%（对比化疗16%），OS为16.5个月（化疗12.7个月）。ADC从本质上讲是一种靶向化疗药，从其结构和作用方式上来看，是抗体（Antibody）、连接子（Linker）和有效载荷（Payload）的结合物，抗体通过抗原抗体结合将ADC药物靶向递送到肿瘤表面抗原，连接子负责抗体与有效载荷的固定和释放，有效载荷负责在肿瘤细胞内发挥抗肿瘤作用。

为什么ADC的研发如此火热？从作用机制来看，ADC有以下几个特点：一是靶向性强，ADC的抗体部分可以和对应抗原高表达的肿瘤细胞特异性结合，使得ADC尽可能多集中在肿瘤细胞附近。二是旁观者效应（Bystander effect）的存在使得ADC的潜在疗效增加，有效载荷在肿瘤细胞内释放后，可以自由扩散到附近的肿瘤细胞中发挥作用，即使这些附近细胞的抗原低表达或者不表达，但这也可能会扩散到正常细胞导致毒副反应。三是治疗窗相比化疗较宽，设计的比较好的ADC由于机制特点，可以将更多的剂量的药物靶向到病灶增强药效的同时减少全身副作用。最后一点是从研发策略上看，人们可以在抗体、连接子和有效载荷三个部分分别进行创新设计，达到最优疗效。

但ADC的工艺研发非常具有挑战性。从ADC技术迭代历史来看，第一代ADC产品的连接子不够稳定，易在血浆中裂解，使得大量有效载荷（Calicheamycin）进入体循环，毒副作用较大；第二代ADC的代表产品在肿瘤细胞内裂解位置是抗体部分，发挥抗肿瘤作用的连接子和有效载荷为一个整体，但由于带电荷，难以自由扩散到附近的肿瘤细胞发挥作用，即没有旁观者效应；第三代技术以TROP-2靶点为代表的ADC，因为其连接子增加了一段聚乙二醇短链，增加药物的水溶性，降低亲脂性，在体内被正常细胞内吞的可能性降低，在体内驻留时间增加，一定程度上能够增加药物有效性，还可以在肿瘤细胞内裂解出细胞毒药物SN-38（伊利替康活性代谢物），能够实现显著的旁观者效应，另外，第三代ADC通过连接子的革新，使用定点偶联技术，在固定位置连接抗体和有效载荷，将药物抗体偶联率（drug-to-antibody ratio，DAR）做到了7.6，通过高载荷药物、增加药物亲水性以及旁观者效应等手段达到疗效的平衡，整体上增加使用该药物的患者获益。从抗体选择上来看，抗体发现在不断发展，但从目前在研、被批准和经过验证失败的抗体数量来讲，成功的案例不多，但仍有很多高潜力的靶点在研，如HER3、c-Met等。

ADC临床研究的成功非常据挑战。部分药物是由于疗效不达预期而失败，而ADC能够成功最主要的关键是其安全性，从有效载荷、连接子到抗体，每个部分都有需要考量的因素，如常用有效载荷MMAE、PBD-Dimer入血后的副作用，连接子的连接能力，以及抗原在人体正常细胞的表达、抗体与正常细胞的非特异性结合导致的毒性。

ADC早期临床研究需要从临床药理角度进行多方面考量，可参考FDA于2024年3月正式发布的ADC药物临床药理学指南。ADC药物中有效载荷为小分子药物，需要考虑肝肾损伤患者对其PK的影响，若有效载荷为细胞色素P450酶的诱导物或抑制物，需考虑其对合并用药的影响，以及潜在的引起QT间期延长的可能性。大分子药物即抗体方面，需要考虑抗体的内吞效果、靶点介导的药物消除（Target-mediated drug disposition, TMDD）、抗药抗体（Anti-drug antibodies，ADAs）以及大分子的药物相互作用可能。

ADC药物在首次人体研究中的复杂度需要专业团队高质量完成，以我们正在做的一个新靶点ADC的FIH的项目为例，我们在不同的靶点表达水平、不同瘤种的患者中多次上下调整剂量，通过考虑安全性和疗效，最终找到该药物的单药治疗的最大耐受剂量（MTD）和推荐Ⅰ期扩展剂量（RPⅠED）。不同于已知靶点的确定性较强，新靶点药物的Ⅰ期探索研究更加需要打好基础，后续的Ⅱ、Ⅲ期研究才能够找到合适的剂量，从而提高ADC的研发成功率。

Part 2 龙锐先生：ADC产品在临床开展项目管理和运营中所需考量的因素

随着ADC药物开发的持续增长，CDE在23年4月发布了《抗肿瘤抗体偶联药物临床研发技术指导原则》，对ADC药物的临床研发提出了建议和指导。从项目管理和临床运营的角度，我认为有以下几点需要重点关注：

首先第一点是ADC临床研究中涉及到的实验室管理。《指导原则》中提到，根据ADC药物的特点，涉及很多的实验室检测项目，比如药代动力学（PK），生物标志物及靶抗原检测。 其中，PK研究中的需要检测的项目会更多一些，如偶联抗体、总抗体、非结合的小分子化合物以及它的活性代谢物等等。因此，在实际工作中，需要管理的实验室的数量会比一般项目多很多，包括中心实验室以及专门负责检测的检测实验室，需要考虑到这些各个实验室之间如何合作，样本如何流通、检测、储存，以及样本在各个国家之间的进出口，需要在前期通盘考虑计划。另外，检测涉及到方法学的建立较为复杂耗时，如一些生物标志物，搭建实验室时，需要考虑方法学能否满足试验诉求，样本的保存时间能否满足回顾性检测需求等问题。

第二点是ADC临床研究中涉及到的多个队列。《指导原则》鼓励申办方在剂量扩展阶段，在安全剂量范围之内选择多个候选的给药方案进行剂量扩展探索研究。目前很多试验会纳入多个瘤种队列进行研究，如篮式试验、伞式试验，另外由于ADC研发的复杂性，试验进行时涉及到方案的更新导致队列的增加和调整等情况，有多个队列需要进行管理，会涉及到研究中心的选择以及后期入组速率的预估和时间线规划，需要从项目经理的角度做综合管理。例如，一项临床研究中有4个队列，对应不同的瘤种，各个瘤种的人群数量、各中心的入组速率有可能会有显著性的差异，对于入组速率非常低的队列，就需要侧重性地增加该队列的中心数量来平衡实验入组周期；另外需要充分了解方案中的试验设计，如目标的肿瘤人群和它之前的一个失败的疗法和治疗线数，以及提供的治疗方案是否符合当地的临床实践，避免在递交法规或伦理申请的时候被拒，或者难以选到中心、无法招募到患者入组。

第三点是药品的管理。ADC药物的有效载荷产生的毒性作用，可能会导致患者机体产生耐药机制，因此作为单一疗法时，临床获益可能也会受到耐药影响，《指导原则》中提到合理的联合治疗可以有效增加ADC药物的抗肿瘤活性，如与免疫治疗的联合用药。对于国际多中心临床或者联合用药的项目，会涉及到很多药品的供应管理，对于药品的采购和供应链管理需要在项目前期考虑完善。

最后一点是安全性风险。ADC药物由于其工艺和作用机制的复杂性，在每个环节都有可能出现安全性风险。当我们在开展一个ADC项目时，首先需要去看一下获益和风险评估，针对于这些风险需要做好预案和风控。具体到方案里，会包含ADC药物相关不良反应，以及剂量调整管理的措施，以及联合用药相关的一些不良反应和毒性措施、潜在的重叠毒性和新的毒副反应的管理方案。因此，方案本身是比较复杂，而作为临床执行者，需要确保方案能够获得中心的完全理解和方案执行，另外需要非常紧密的医学监察和与中心的互动。

Part 3 黄薏华博士：ADC 产品中美CMC要求差异分析

ADC的生产制造流程较为复杂，首先通过有机合成的方法将有效载荷和连接子合成为toxin-linker，抗体部分类似于单抗药物的原液，需要经过发酵、收获以及纯化等步骤生产出来。toxin-linker和抗体的中间体通过偶联反应连接起来后，一般经过一两步的纯化，就可以进行DS（drug substance）原液的放行，最后经过过滤、分装、冻干等流程后，再完成制剂的放行。

以下是我们总结出来从一期临床到最终上市，在不同阶段监管当局对于ADC产品CMC的要求和关注点：

首先是原材料，即Toxin-linker中间体部分。很多公司认为Toxin-linker中间体是前端的生产，并不提供很完整的研究资料给到监管当局，但我们建议在准备Toxin-linker中间体资料时，把它以小分子药物的3.2.S文件包的完整度来准备，这是法规上要求的，而且是在IND阶段就需要有这种详实程度的资料。但ADC产品有些跟小分子化药不一样的地方，例如在杂质管控方面，由于Toxin-linker中间体和抗体分子大小差异较大，若杂质不会接到抗体上，后续比较容易通过纯化过程去除，风险较低，若杂质会与抗体偶联，这类杂质不易去除，风险较高，则需要进行特别管控。

其次是单克隆源性的问题。在IND阶段，通过不断稀释、利用一些仪器如流式细胞仪（FACS）、自动化细胞筛选系统（ClonePix）来保证单克隆源性；在递交生物制品许可申请（ Biologics license application， BLA）之前，监管当局可能认为前期的手段不能确保单克隆源性，会要求做更多的一些测试，如southern hybridization、next generation sequencing来证明细胞库的单克隆源性；到BLA阶段时，若发现不是单克隆源性的话，仍然可以上市，但需要通过精度更高的分析技术、建立额外的关键工艺参数（CPP）、增加风险管理措施等手段做更多管控。

另外在偶联过程中和纯化阶段也有需要重点关注的部分。在偶联过程中，目前用的比较新的偶联方式是定点偶联技术，我们建议做好分布情况表征，还要重点关注批间一致性。在偶联小分子中间体和抗体后，很多公司只做了超滤洗滤进行纯化，我们会建议多做一步纯化，例如用阳离子交换色谱柱把小分子杂质分离。

在质量管理方面，ADC特有的几个项目需要重点考虑：药物抗体比（Drug-to-antibody ratio, DAR），即抗体偶联上毒素小分子数量的平均值，直接反映了靶向肿瘤细胞的载荷数量，同时影响药物的安全性与有效性，通常可以用RP-HPLC或HIC-HPLC进行分析；载药量分布（Drug loading distribution）反应药物是否较为均匀地连接到抗体上，这会影响ADC的疗效；通常在送IND之前，Binding ELISA是需要建立的，但这个assay不能完全代表产品的生物活性，监管当局通常希望能够在进入临床研究之前建立另外的Cell-based assay。Cell-based assay的方法开发难度较大，一般会在临床期间不断改进，在递交BLA之前做一个完整的方法并完成验证；最后，对于free-toxin的监测也是必要的，因为有效载荷有可能会从ADC上分离出来。另在撰写申报资料时，我们建议用三个独立的3.2.S，即toxin-linker中间体、裸抗中间体和ADC分别单独撰写会比较有条理，若将三个部分合成一个3.2.S来写，审阅起来会比较混乱。

我们另并总结ADC产品在中美监管体系上的一些差异，例如原辅包药品主文件（Drug master file， DMF）与生物制品许可申请（Biologics license application， BLA）在申报上的在差异点：

原辅包DMF系统在中美监管体系上的差异

中美BLA的其他差异

Part 4：Q&A

Q1：怎么理解有些 ADC 研究结果发现对于靶向抗体阳性的和阴性的患者疗效他没有太大的区别？

张磊先生：需要基于产品进行分析，从两个方向来看：如果对于两类患者疗效都好的话，有可能ADC和体内细胞有很多非特异性的结合，如ADCC、ADCP、CDC、吞噬细胞、巨噬细胞、还有补体可能发挥抗肿瘤作用，这方面可能会对所谓不表达的肿瘤有一定作用；如果都不好，那要根据产品特点来分析，有可能是payload掉落相对较多，可能通过分析PK数据来看payload的掉落情况，如果掉落较多，可能毒性相对较高，也在一定程度上限制进一步剂量探索和给药时间，可能没有足够的空间来把两类病人的疗效区分开来。

Q2：在申请一期临床试验许可时，尤其是走出国门，稳定性实验数据的最低要求是什么？

黄薏华博士：其实国内外差异没有很大，一般而言，需要一批临床批和一批中试规模的稳定性数据来支持IND，并且稳定性数据需要能够支持一期临床试验的周期。另外ADC产品使用前如果需要配置，使用中稳定性实验据是必须的。

Q3：目前同一靶点的ADC药物，国内很多个企业都在做，那我们未来的研究方向应该如何去把握？如何走出我们的内卷？

张磊先生：同一靶点、payload的内卷竞争非常激烈，需要做出一些差异化的东西。目前得益于单抗和双抗单独给药的成功，可以尝试在不同的靶点抗体的革新，探索抗体本身有无优化空间，如何结合肿瘤表面抗原、Fc段的优化、单链抗体、如何提高内吞效率等，另外多肽偶联物和纳米颗粒技术也是值得探索的方向，在payload部分，如果可以发掘新的payload也会是不错的方向，但是在喜树碱获得巨大成功的前提下，短时间能作进一步的突破可能难度较大，最后还可以在优化连接子、构建技术平台等方向研究。

Q4：有抗体依赖的细胞毒性作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC）好还是没有好？

张磊先生：ADCC是双刃剑，因为它是抗体的FC Effector带来的一个效应，如果能够控制好，它会在一定程度上增加抗肿瘤活性，不能说一概而论好与不好。例如，通过技术手段，隐藏某些ADC结合位点，以避免抗体与FC Gamma receptor（FcγR）结合，从而规避对健康细胞发挥ADCC的作用；从另一个角度讲，保留ADCC实际上是对药效会有更好辅助的一个作用。可以根据实际情况进行考量。

黄薏华博士：补充一点，监管当局会要求CMC研究中需要进行ADCC的充分研究数据，要能够分清生物活性来自ADC本身或是ADCC的比例。

Q5: CMC生产中出现不能偶联的杂质，杂质控制在1%内，如果对疗效没有影响，对监管的批准有影响吗？

黄薏华博士：所谓不能偶联的杂质，一般指的是小分子化药部分，如果能够说明它确实不会被偶联，并且在偶联完的纯化步骤能说明它可以被排除的话，其在最终产品的含量应该会非常低。此外，杂质控制还要考虑其安全性以及合理性，不应该只考量疗效的影响。

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