抗癌 ADC 的 “連接密碼”：揭秘三種偶聯(lián)技術(shù)的優(yōu)劣

摘要:抗體藥物偶聯(lián)物（ADC）作為抗癌精準(zhǔn)療法的代表，其療效與 偶聯(lián)技術(shù)密切相關(guān)。本文從科普角度出發(fā)，將 ADC 偶聯(lián)技術(shù)分為 非特異性、 位點(diǎn)特異性非選擇性和 完全位點(diǎn)特異性選擇性三類，解析了賴氨酸偶聯(lián)、半胱氨酸偶聯(lián)等主流技術(shù)的特點(diǎn)、優(yōu)劣及臨床應(yīng)用，同時(shí)探討了該領(lǐng)域的挑戰(zhàn)與未來方向，讓讀者直觀了解 ADC “精準(zhǔn)打擊” 癌細(xì)胞的核心奧秘。 一、ADC：抗癌領(lǐng)域的 “精準(zhǔn)導(dǎo)彈”

在抗癌療法中，抗體藥物偶聯(lián)物（ADC）堪稱 “精準(zhǔn)導(dǎo)彈”—— 它將抗體的靶向性與細(xì)胞毒性藥物的殺傷性結(jié)合，能精準(zhǔn)識(shí)別并摧毀腫瘤細(xì)胞，同時(shí)減少對(duì)正常細(xì)胞的損傷。截至研究準(zhǔn)備階段，已有 15 款 ADC 獲美國(guó) FDA、中國(guó) NMPA 等機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)上市，超 70 款進(jìn)入臨床 Ⅱ/Ⅲ 期，成為癌癥治療的重要方向。

ADC 的設(shè)計(jì)涉及抗體、連接子、載荷選擇等多個(gè)環(huán)節(jié)，而藥物與抗體的連接方式（偶聯(lián)技術(shù)）是核心關(guān)鍵。它直接影響 ADC 的穩(wěn)定性、藥效和藥代動(dòng)力學(xué)（PK）特征，甚至決定最終的治療效果。由于生物大分子的脆弱性，偶聯(lián)反應(yīng)還需在水溶液、有限的 pH 和溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，這讓偶聯(lián)技術(shù)的研發(fā)充滿挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)上，偶聯(lián)技術(shù)分為隨機(jī)偶聯(lián)和位點(diǎn)特異性偶聯(lián)，而本文將其細(xì)化為非特異性（隨機(jī)偶聯(lián)）、位點(diǎn)特異性非選擇性和完全位點(diǎn)特異性選擇性三類，這種分類更貼合當(dāng)下技術(shù)發(fā)展的實(shí)際情況。

二、非特異性偶聯(lián)：經(jīng)典卻有短板的 “隨機(jī)組裝”

隨機(jī)賴氨酸偶聯(lián)是最成熟的 ADC 偶聯(lián)技術(shù)，它利用抗體上約 40 個(gè)具有高親核性的賴氨酸殘基的NH2基團(tuán)，讓連接子 - 載荷與抗體發(fā)生反應(yīng)，無需改造抗體本身。目前已有 5 款上市 ADC 采用該技術(shù)，科學(xué)家還開發(fā)了 N - 羥基琥珀酰亞胺（NHS）、苯甲酰氟等多種連接子來優(yōu)化這一過程。

在穩(wěn)定的生產(chǎn)條件下，賴氨酸偶聯(lián)的位點(diǎn)分布具有可重復(fù)性，保證了產(chǎn)品的可靠性。但它的短板也很明顯：反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生高度異質(zhì)的藥物 - 抗體比率（DAR），這種異質(zhì)性可能導(dǎo)致 ADC 被快速清除，甚至引發(fā)毒性。比如早期上市的 Mylotarg? 因異質(zhì)性導(dǎo)致毒性問題撤市，后經(jīng)調(diào)整劑量和適用人群才重新獲批。不過，隨著技術(shù)發(fā)展，部分低反應(yīng)性連接子已能實(shí)現(xiàn)賴氨酸的位點(diǎn)選擇性修飾，讓這一經(jīng)典技術(shù)煥發(fā)新活力。

三、位點(diǎn)特異性非選擇性偶聯(lián)：精準(zhǔn)度升級(jí)，仍有局限

這類技術(shù)讓偶聯(lián)位點(diǎn)被限定在特定區(qū)域，但無法實(shí)現(xiàn)單一位點(diǎn)的選擇，主要包括鏈間半胱氨酸偶聯(lián)、酶標(biāo)記偶聯(lián)、糖重塑偶聯(lián)和親和肽偶聯(lián)。

（一）鏈間半胱氨酸偶聯(lián)：臨床應(yīng)用最廣泛

IgG1 抗體有四對(duì)鏈間二硫鍵，還原后可獲得 8 個(gè)游離巰基，巰基的親核性使其能與馬來酰亞胺等連接子發(fā)生反應(yīng)，形成抗體 - 藥物偶聯(lián)物。該技術(shù)反應(yīng)簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高、成本低，是目前臨床應(yīng)用最廣的偶聯(lián)方式 ——15 款上市 ADC 中有 10 款采用了馬來酰亞胺介導(dǎo)的半胱氨酸偶聯(lián)。

不過，馬來酰亞胺 - 巰基偶聯(lián)物易發(fā)生逆邁克爾加成反應(yīng)，導(dǎo)致載荷提前釋放，影響 ADC 的穩(wěn)定性。為此，科學(xué)家開發(fā)了 KTHIOL?、P5?等新型連接子，還研發(fā)出WuXiDAR4? 平臺(tái)：通過 “鉸鏈屏蔽” 機(jī)制，讓 ADC 的 DAR4 純度超 70%，經(jīng)柱層析富集后可達(dá) 95% 以上，顯著提升了均一性（圖 1B）。此外，二硫鍵重橋技術(shù)能制備 DAR4/8/16 的 ADC，但易產(chǎn)生 “半抗體” 異構(gòu)體，可能影響抗體的細(xì)胞毒性活性。

注：文中圖 1A/B 為 ADC 位點(diǎn)特異性偶聯(lián)技術(shù)及鏈間半胱氨酸偶聯(lián)流程示意圖

（二）酶標(biāo)記與糖重塑偶聯(lián)：靠 “生物工具” 精準(zhǔn)改造

酶標(biāo)記偶聯(lián)利用酶識(shí)別特定氨基酸序列的特性，將載荷連接到抗體上，能獲得高均一性的 ADC。比如 Sortase A、轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶（mTG）等酶已用于臨床前或臨床階段的 ADC 研發(fā)，但該技術(shù)需對(duì)抗體進(jìn)行序列工程改造，還可能引入免疫原性風(fēng)險(xiǎn)，生產(chǎn)流程也更復(fù)雜。

糖重塑偶聯(lián)則針對(duì)抗體 N297 位點(diǎn)的糖鏈進(jìn)行改造，通過酶促反應(yīng)引入新的糖基，再經(jīng)點(diǎn)擊化學(xué)連接載荷。Synaffix 的 GlycoConnect?技術(shù)已推動(dòng) 6 款 ADC 進(jìn)入臨床，但該過程需多步酶反應(yīng)，增加了生產(chǎn)難度和成本；而 endo S2 酶技術(shù)可實(shí)現(xiàn)一步偶聯(lián)，有望降低 CMC 成本（表 2）。

（三）親和肽偶聯(lián)：靠 “肽段導(dǎo)航” 定位偶聯(lián)

該技術(shù)利用源自蛋白 A/G 的親和肽，引導(dǎo)連接子 - 載荷結(jié)合到 Fc 區(qū)的特定賴氨酸殘基附近，實(shí)現(xiàn)位點(diǎn)特異性偶聯(lián)。但大尺寸的非天然肽可能影響抗體的 Fc 功能，目前主流研發(fā)方向是開發(fā)無痕親和肽偶聯(lián)技術(shù)，減少對(duì)抗體結(jié)構(gòu)的干擾。

四、完全位點(diǎn)特異性選擇性偶聯(lián)：ADC 偶聯(lián)的 “終極目標(biāo)”

這類技術(shù)能實(shí)現(xiàn)單一位點(diǎn)的精準(zhǔn)修飾，包括工程化半胱氨酸偶聯(lián)和非天然氨基酸（ncAAs）偶聯(lián)，可制備高度均一的 ADC，顯著改善其藥代動(dòng)力學(xué)和安全性。

（一）工程化半胱氨酸偶聯(lián)：定制 “偶聯(lián)位點(diǎn)”

通過基因工程將抗體的特定氨基酸替換為半胱氨酸，就能打造專屬的偶聯(lián)位點(diǎn)（即 ThioMabs）。研究發(fā)現(xiàn)，偶聯(lián)位點(diǎn)的位置會(huì)影響 ADC 的穩(wěn)定性 —— 比如曲妥珠單抗的 LC-V205C 位點(diǎn)能讓 ADC 更穩(wěn)定，而 HC-S239C 位點(diǎn)的偶聯(lián)物水解速度慢，穩(wěn)定性更強(qiáng)。目前已有多款采用該技術(shù)的 ADC 進(jìn)入臨床 Ⅰ/Ⅱ 期（表 3），但部分產(chǎn)品出現(xiàn)了眼部毒性等不良反應(yīng)，其臨床優(yōu)勢(shì)仍需更多數(shù)據(jù)驗(yàn)證。

（二）非天然氨基酸偶聯(lián)：給抗體 “加新密碼”

通過基因密碼擴(kuò)展技術(shù)，將非天然氨基酸（如 pAcF）引入抗體的特定位點(diǎn)，再經(jīng)生物正交反應(yīng)連接載荷，能制備 DAR 約 2 的高均一性 ADC。Ambrx 的 EuCODE 平臺(tái)已推動(dòng)抗 HER2、抗 PSMA 的 ncAAs-ADC 進(jìn)入臨床，這類 ADC 展現(xiàn)出更優(yōu)的 PK 和安全性。但該技術(shù)的瓶頸在于抗體表達(dá)量低，科學(xué)家正通過優(yōu)化表達(dá)系統(tǒng)、采用無細(xì)胞表達(dá)平臺(tái)等方式解決這一問題。

五、ADC 偶聯(lián)技術(shù)的挑戰(zhàn)與未來

盡管新型偶聯(lián)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，但從臨床前到臨床應(yīng)用仍存在 “轉(zhuǎn)化鴻溝”：部分在動(dòng)物模型中表現(xiàn)優(yōu)異的技術(shù)，在人體試驗(yàn)中未能展現(xiàn)出預(yù)期優(yōu)勢(shì)。此外，新型技術(shù)還面臨 CMC（化學(xué)、生產(chǎn)和控制）挑戰(zhàn)，比如非天然氨基酸偶聯(lián)的抗體表達(dá)難、酶標(biāo)記偶聯(lián)的雜質(zhì)去除復(fù)雜等。

未來，偶聯(lián)技術(shù)的發(fā)展將聚焦于提升均一性、降低免疫原性、簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程三大方向。隨著對(duì) ADC 作用機(jī)制的深入理解和臨床數(shù)據(jù)的積累，更貼合治療需求的偶聯(lián)技術(shù)將不斷誕生，為癌癥患者帶來更有效的精準(zhǔn)療法。