有著“生物導彈”之稱的ADC藥物在近幾年可謂是非常的火熱。按照相關(guān)機構(gòu)的預(yù)測,2023-2030年ADC市場將繼續(xù)保持高速增長狀態(tài),年復(fù)合增長率可達30%,預(yù)計今年ADC藥物市場規(guī)模就將突破百億美元大關(guān)。
截止到今年8月份,ADC市場也早已捷報頻傳。在2月中旬,ADC藥物的重磅產(chǎn)品DS-8201在國內(nèi)順利上市,緊接著在3月份,輝瑞正式宣布以428億美元的價格收購ADC領(lǐng)域龍頭公司Seagen,一舉刷新了ADC領(lǐng)域并購金額的紀錄。除此之外,國內(nèi)ADC藥企的跨國轉(zhuǎn)讓授權(quán)也不斷傳來好消息,比如信諾維、映恩、啟德、百力司康等等。可以說目前市場對ADC藥物的追逐進入了白熱化的狀態(tài),很多藥企也視ADC為下一個PD-1般的存在。
PART 01
ADC藥物簡介
從結(jié)構(gòu)上來說,ADC是由單克隆抗體、連接子和小分子藥物構(gòu)成的多結(jié)構(gòu)域分子,通過ADC分子的抗體部位特異地結(jié)合到目標細胞表面的靶抗原,介導內(nèi)化作用后進入細胞,再通過細胞內(nèi)環(huán)境和溶酶體的作用釋放出小分子藥物發(fā)揮作用。與單獨使用抗體或小分子藥物相比,ADC 兼具了小分子與抗體藥物的雙重優(yōu)勢。
理想的ADC藥物能在循環(huán)系統(tǒng)中穩(wěn)定存在并能準確到達靶標部位,最終在靶標位置釋放載荷。從靶點上來說,理想的靶點需要滿足兩個條件,一個是僅在靶標細胞上表達或者主要在靶標細胞上表達,第二個是在抗體結(jié)合后可以進行內(nèi)化。傳統(tǒng)的靶點是在腫瘤細胞上高表達的一些靶點,比如HER2、EGFR,目前也有一些較新的靶向腫瘤微環(huán)境的ADC靶點。從抗體上來說,為了更好的將ADC導向靶標細胞,抗體需要考慮其親和力、靶點結(jié)合后內(nèi)吞入細胞的能力、免疫原性以及半衰期等。目前抗體端除了使用人源化的單抗以外,減少分子量以增加穿透性的抗體片段、增加靶向效率的雙表位或者雙靶點的雙抗也出現(xiàn)在不少ADC中。連接子也是非常重要的部分,直接決定了ADC的穩(wěn)定性以及在腫瘤細胞中釋放毒素的效率,包括可裂解和不可裂解兩種類型,不可裂解的連接子在循環(huán)系統(tǒng)中更穩(wěn)定,脫靶毒性較低;可裂解的連接子在小分子藥物釋放后可以發(fā)揮旁觀者效應(yīng),增加效果。小分子藥物主要是針對腫瘤適應(yīng)癥的毒素,例如微管蛋白抑制劑、DNA損傷劑,或者是一些針對自身免疫適應(yīng)癥的激素類調(diào)節(jié)分子,目前也有一些ADC藥物同時連接兩種不同的小分子藥物協(xié)同發(fā)揮藥效。
ADC藥物發(fā)展至今共經(jīng)歷了三代技術(shù)的變革,在穩(wěn)定性、DAR(小分子藥物和抗體的結(jié)合比)值均一性、CMC特性、抗腫瘤活性上都在不斷改善,治療窗口也在不斷擴大。尤其是第三代的ADC,由于定點偶聯(lián)技術(shù)的發(fā)展,在很大程度上改進了DAR值均一性的問題,改善了ADC藥物的藥代動力學特性。
PART 02
ADC藥物的體內(nèi)代謝和PK檢測形式
本質(zhì)上來說,ADC藥物是一個不均一的混合物。不同的DAR值,同樣DAR值不同的偶聯(lián)位點,都可能產(chǎn)生不同的分子。在進入體內(nèi)以后,一方面ADC分子可能會因為體內(nèi)的降解而產(chǎn)生相應(yīng)的變化,另一方面不同DAR值的ADC分子可能會有不同的清除率,所以隨著給藥時間的推移,不同采樣點上ADC的DAR值分布和開始給藥的ADC藥物可能會有很大的不同,尤其是在比較靠后的時間點。
隨著ADC分子在體內(nèi)的代謝變化,最終會形成不同的檢測物形式,主要是不同DAR值的完整的ADC分子、沒有連接小分子藥物的裸抗、游離的小分子藥物及其代謝物。那在臨床生物分析檢測時,重點需要關(guān)注檢測哪些形式呢?可以先看一下已上市的ADC藥物的相關(guān)信息。
表1 已上市ADC藥物臨床PK檢測形式總結(jié)
從上表的總結(jié)可以看出,在目前全球上市的15款A(yù)DC藥物的臨床PK檢測上,絕大部分檢測的是總抗體(PK-TAb)、ADC(PK-ADC)和游離小分子藥物(PK-Payload)這三項。在檢測方法上,通常使用LBA方法檢測總抗體和ADC,少量上市藥物使用LC-MS進行檢測,游離小分子藥物均使用LC-MS方法檢測。
PART 03
基于LBA平臺的PK檢測
從ADC的代謝特征上來看,目前ADC藥物總體而言表現(xiàn)的是類似抗體的特征,比如較低的清除率、較長的半衰期、低分布容積、非線性分布和消除等。
對于反映ADC藥物PK特征的總抗體和ADC的檢測,目前LBA是最常用的檢測方式,從方法設(shè)計上來說,對于總抗體,可以使用一對試劑對來分別作為捕獲和檢測試劑,這里的試劑可以考慮使用特異性的抗ADC抗體端的抗體、靶點蛋白、通用型的抗IgG抗體。對于ADC的檢測,通常使用抗小分子藥物的抗體作為捕獲試劑,再使用抗ADC抗體端的抗體、靶點蛋白或者通用型的抗IgG抗體作為檢測試劑進行試劑配對組合。
圖1 ADC藥物-TAb & ADC 方法設(shè)計
由于ADC藥物的PK需要檢測TAb和ADC兩種不同的形式,為了最大程度的保證兩種不同形式檢測結(jié)果的可比性,需要在方法開發(fā)中重點考慮DAR值敏感性和靶點干擾對檢測的影響, 并在開發(fā)中最大程度保證兩種方法的一致性。
關(guān)鍵點一:DAR值敏感性
ADC藥物在進入體內(nèi)以后,會有一系列的代謝轉(zhuǎn)化。一方面ADC分子中的毒素可能會在循環(huán)系統(tǒng)脫落或部分脫落,另一方面不同DAR值的ADC分子可能會有不同的清除率,通常DAR值更大的分子清除率更快。所以從ADC分子的變化來說,隨著時間的推移,分析物本身的DAR值分布總體而言會有降低的趨勢。在分析方法開發(fā)時,使用不同DAR值標準品進行測試,選擇DAR值不敏感的分析方法就是一個保證樣品結(jié)果可比性的關(guān)鍵點。
例如上表中的例子,在該例子中,ADC的平均DAR值是4,從不同配對試劑的結(jié)果來看,對于總抗體的測試數(shù)據(jù),其試劑配對1在低DAR值標準品及裸抗檢測時,測定結(jié)果明顯偏低,試劑配對2受DAR值影響較??;對于ADC的方法而言,其試劑配對1受DAR值影響較小,但試劑配對2在檢測低DAR值標準品時明顯結(jié)果偏低。在這個例子中,如果我們在總抗體和ADC的檢測上,都選擇其相應(yīng)的試劑配對1,在實際的樣品檢測中,很可能會出現(xiàn)ADC濃度大于總抗體的情況,因為總抗體檢測結(jié)果在DAR值變低后是偏低的。另外,如果我們在總抗體和ADC的檢測上,都選擇其相應(yīng)的試劑配對2,結(jié)果很可能會出現(xiàn)ADC濃度明顯低于總抗體的情況,看上去像是ADC分子的毒素有很多全部脫落了,但其實和方法學也有不小的關(guān)系。
從上面的討論中,我們可以看出,ADC臨床檢測中出現(xiàn)的有些不合邏輯的問題,是可以在方法學中找到原因的,我們也可以通過前期方法學更細致的設(shè)計和測試,選擇最優(yōu)的方法形式以免在樣品檢測中出現(xiàn)問題。就如上面這個例子,最終正確的選擇顯然是用總抗體的試劑配對2進行總抗體的檢測,ADC的試劑配對1進行ADC的檢測,這樣才能保證方法學檢測不同DAR值A(chǔ)DC產(chǎn)物的一致性。
關(guān)鍵點二:靶點干擾
ADC藥物是靶向細胞上的靶點,靶點通常在循環(huán)系統(tǒng)中濃度并不是很高,因此靶點干擾的問題經(jīng)常容易被忽視。但在實際的項目中,一方面部分靶點在循環(huán)系統(tǒng)中的濃度并不低,例如BCMA,濃度在幾百ng/mL;又例如HER2,在部分高表達患者中,循環(huán)系統(tǒng)中能到達μg/mL水平;另一方面,很多靶點在給藥后循環(huán)系統(tǒng)中的總濃度會增加,這些都會增加靶點對方法的影響,尤其是對一些樣品濃度低的采樣點,如果分析方法在總抗體和ADC方法的靶點耐受上差異很大,很可能也會造成檢測結(jié)果的不一致。
總體而言,對于靶點干擾的問題,需要我們在方法設(shè)計時關(guān)注總抗體和ADC方法檢測的藥物形式是否有差別,也就是我們在單抗檢測中的total和free的問題。那另外就是在開發(fā)階段,需要進行靶點干擾的測試,選擇不受靶點預(yù)期濃度干擾的方法形式,或者選擇靶點對總抗體和ADC干擾程度近似的方法形式。
關(guān)鍵點三:方法一致性
對于總抗體和ADC的檢測,在方法層面上盡可能保證一致性,也能更好的保證樣品在檢測上的一致性。例如,除包被試劑不同外,盡可能使用相同的緩沖液和檢測試劑;方法參數(shù)(定量范圍、MRD等)及操作盡可能一致。在定量范圍一致的情況下,推薦使用同一批標準曲線和質(zhì)控樣品進行總抗體和ADC的檢測,以減少配制帶來的差異。
PART 04
熙寧生物|精翰生物ADC藥物檢測經(jīng)驗
熙寧生物|精翰生物在ADC藥物的檢測上積累了豐富的經(jīng)驗,涵蓋ADC藥物的熱門靶點EGFR、HER2、FRα、Trop2、Nectin-4、B7-H3等等,目前有20多種ADC藥物正在熙寧|精翰進行檢測分析,歡迎感興趣的朋友在后臺留言咨詢。
表2 熙寧生物|精翰生物ADC藥物檢測經(jīng)驗(部分)