摘要:抗体偶联药物(ADC)是一类高效靶向治疗化合物,能够特异性结合目标癌细胞,最大限度减少副作用,并提供更宽的治疗窗口。目前全球已有19款ADC药物上市,以及数百个ADC药物处于临床前研究阶段,这充分表明ADC已成为众多制药企业重点关注的研发方向。ADC获批数量有
抗体偶联药物(ADC)是一类高效靶向治疗化合物,能够特异性结合目标癌细胞,最大限度减少副作用,并提供更宽的治疗窗口。目前全球已有19款ADC药物上市,以及数百个ADC药物处于临床前研究阶段,这充分表明ADC已成为众多制药企业重点关注的研发方向。ADC获批数量有限的部分原因在于其面临重大开发挑战,包括细胞摄取不足、残留脱靶效应、生产工艺复杂性及稳定性问题。细胞毒性药物与抗体的结合可能导致ADC在制造和储存过程中容易形成聚集。在生产和治疗性药物产品的生命周期中,保持蛋白质的化学和物理稳定性是一个巨大的挑战。
全球已上市19款ADC药物制剂处方总结
今天为大家解读一篇关于ADC药物制剂和稳定性的文章。以期为大家在ADC药物制剂处方研究上提供思路参考。
1. 引言
成功开发ADC需要对基础生物学及其生产工艺所涉化学过程具备全面认知。ADC的设计过程远比简单连接单克隆抗体与有效载荷复杂得多。偶联与纯化工艺需确保不影响所有组分的分子结构,分析方法则需考虑样品制备过程及所用基质溶剂体系可能影响测试样品的稳定性,因此必须充分理解其化学稳定性。制剂开发需稳定抗体、小分子载荷及连接子的物理化学降解途径,确保长期储存稳定性。
由于需同步开展单克隆抗体、连接子-载荷及ADC本身的制剂研究,这类药物开发需要消耗大量资源。若连接子-载荷生产场地与偶联及制剂灌装场地不同,则需要制定周密的处理策略,包括单克隆抗体(液态或冷冻状态)的储存与运输方案。本章将重点阐述确保ADC成功生产的稳定性考量、制剂工艺及流程控制要素。
2. ADC的稳定性研究
ADC的稳定策略方法与抗体稳定技术高度相似,其主要目标在于增强化合物的物理化学稳定性——这一理念基于"分子结构的保持与活性/疗效存在相关性"的基本假设。由于偶联过程可能改变母体抗体的结构,必须充分评估该过程对ADC稳定性的影响,这将直接决定制剂配方和生产策略的制定。
2.1. 物理稳定性
ADC的物理稳定性通常取决于其母体单克隆抗体。然而,抗体在偶联后可能因表面性质改变(如药物连接导致的疏水性增加)或高级结构变化引发新的抗体-抗体相互作用,从而表现出不同的特性。抗体分子存在多个可偶联位点,三种常用策略包括:载荷-连接子与(1)赖氨酸残基的胺基;(2)还原半胱氨酸的巯基;(3)糖基化修饰mAb的氧化糖残基进行偶联。胺基偶联的一个显著优势在于,相比IgG1铰链二硫键提供的固定数量巯基(8个),其可能实现更高的药物载量。当使用更大分子量的载荷(如细菌外毒素)时,空间位阻预计将在调节抗原/Fc受体结合方面发挥重要作用。
与半胱氨酸偶联相比,赖氨酸偶联对母体抗体热稳定性的影响较小,但其对ADC电荷谱的影响远比单纯每个载荷损失一个正电荷复杂。实际上,偶联位点的差异可能导致DAR为1时产生多种带电异构体:前田等人发现IgG4 ADC的电泳图谱比另一种IgG4 mAb出现更多峰型。更高DAR值可能源于部分包埋赖氨酸的偶联,这种偶联会改变构象,从而导致偶联物静电特性呈现更高异质性。此外,由于电荷变化可能改变ADC与其母体抗体相比的药代动力学特性和组织分布,充分掌握前者的电荷异质性至关重要。
Acchione等通过对比两种不同IgG1发现,使用多种连接子时不同Fab结构域会呈现差异化响应。图1汇总了两种单抗经不同偶联化学修饰后的低温差示扫描量热法(DSC)组分位移结果:胺基偶联ADC的稳定性变化显著体现为HyHEL-10(H10)抗体两个组分的熔解温度转变点(Tm值)降低(原始值分别为74.2℃和77.5℃),且这种效应随生物素载量增加而增强。
1 生物素负载量与通过差示扫描量热法(DSC)测得的低温组分Tm变化之间的相关性。
在巯基偶联样品中观察到一个新转变峰,其热稳定性远低于胺基偶联组分。研究表明该现象导致ADC稳定性显著低于母体抗体,其部分解链起始温度较母体抗体的转变稳定低7.4℃。与H10不同的是,抗6xHis(aHIS)抗体的可见组分/转变峰数量从四个(裸抗体与胺基偶联ADC)减少至三个(巯基偶联ADC)。胺基偶联aHIS ADC的四个组分即使在高生物素载量下仍基本保持稳定(Tm变化<1℃),而巯基偶联aHIS ADC则表现出更显著的Tm值下降。研究同时发现,N-连接糖基氧化修饰相比未偶联抗体产生的Tm变化最小。总体而言,这些结果表明:即使采用相同连接子,不同IgG偶联物产生的ADC对药物载量呈现差异性敏感,这为ADC稳定性研究提供了重要参考依据。
Wakankar等人评估了曲妥珠单抗(Tmab)偶联物结构稳定性。研究表明,Tmab的CH2结构域在连接子(T-MCC)附着后熔解温度(Tm)降低,而在与药物DM1偶联形成T-DM1后进一步下降。偶联对CH2结构域的影响最为显著,因为该区域赖氨酸残基的高灵活性使其最易发生偶联。该偶联工艺导致异质性分布,平均每个Tmab分子连接约3.5个DM1分子。
T-DM1的异质性来自于Tmab上约88个可能连接DM1的赖氨酸位点,每个位点可能呈现不同的物理稳定性。生产工艺导致赖氨酸残基表面电荷中和(这些位点经过修饰和偶联),同时在Tmab表面引入疏水性DM1分子。这些发现对确定T-DM1生产过程中关键中间体的适宜加工、储存和处理条件具有重要意义。
就T-DM1、T-MCC和Tmab而言,热稳定性与聚集行为并非完全相关。在40°C储存7天后,T-MCC的聚集体形成增加约40%,而Tmab和T-DM1分别增加约0%和11%(图2)。未观察到显著片段化现象。进一步研究表明,T-MCC形成的聚集体主要为共价性质,而T-DM1则以非共价聚集为主。该研究证实了偶联工艺对母体mAb稳定性的预期影响,并强调不仅需要理解母体mAb和ADC的稳定性,还需关注中间产物的稳定性。
ADC偶联位点周围的局部表面疏水性增强,从而降低胶体稳定性。与母体mAb相比,构象稳定性和胶体稳定性的双重降低导致ADC更易发生聚集,更高DAR值的组分更易聚集。评估mAb2-ADC(DAR值0-8混合,平均DAR3.6)的物理稳定性:在40°C储存14天后,分离的DAR 0、2、4、6组分聚集体含量分别增加至0.5%、0.7%、4.7%和18%(图3),而DAR混合对照组聚集体含量增至14%。
二硫键还原后偶联在显著改变二级和三级结构的同时影响物理稳定性。Beckley团队制备了平均DAR分别为2、3.5和6的多种ADC,发现虽然抗体二级和三级结构未受影响,但后者在热应激下更易解折叠。40°C孵育8周显示,HMWS形成初始速率随DAR增加而升高。通过SEC证实DAR 6和8组分是HMWS形成的主要贡献者,并推测CH2结构域是聚集体形成的主因——该结构域在聚集体中已部分解折叠,且其解折叠前的不稳定性被认为是ADC1形成HMWS的主因。其中一个复杂因素是:HMWS可能源自连接6或8个药物的抗体,也可能来自具有适当吸光度比值的片段(其计算DAR值为6或8)。
相反,Adem等人提出局部二级和三级结构的破坏会导致构象变化并产生DAR异质性分布。更高DAR的ADC预期物理稳定性更差,因为维持四级结构所需的二硫键数量减少。实际上,研究者报告高DAR组分的ADC片段化率更高(可能与链间二硫键损失更大相关):DAR 6组分在40°C储存14天后片段化从2.9%增至23.4%,而DAR 8组分在40°C仅储存2天即从45.7%升至65.1%(表1)。相比之下,DAR 0、2、4组分在相同条件下片段化均小于2%。
总之,ADC相比母体mAb呈现降低的构象稳定性。由于载荷分子的存在,ADC疏水性增强且与DAR值成正比。结构扰动主要限于偶联位点,远端结构域受影响较小。根据所采用的偶联方法,可能产生净电荷变化及多种带电异构体。所有这些特性都必须在设计ADC制剂时予以综合考虑。
表1 SEC数据显示:在40°C储存条件下,采用高离子强度缓冲液(100mM氯化钠,pH 5.5)配制的ADC,其片段形成具有时间依赖性和DAR值依赖性特征
2.2 化学稳定性
ADC会延续母体单克隆抗体的化学不稳定性。例如,若未偶联抗体易发生具有已知pH依赖性的脱酰胺反应,则该降解模式同样可能存在于ADC中。蛋白质化学不稳定性已得到充分研究,因此本文重点讨论连接子-载荷的化学稳定性。此外,偶联导致的结构变化可能使母体mAb中未暴露的化学热点区域显现,但如前一节所述,结构变化主要局限于偶联位点,因此除非化学热点位于偶联位点附近,否则不太可能改变其暴露程度。
连接子-载荷的化学特性及抗体上的偶联位点是决定ADC化学稳定性的关键因素。理想ADC连接子的重要特性包括:(1)在中性pH血清环境中保持体内稳定性;(2)对内源性活性分子(硫醇等)、酶(蛋白酶等)或其他生物分子(白蛋白等)呈惰性;(3)能在靶标位点释放毒性载荷。提前释放至系统循环可能损伤正常组织并导致不良反应。大多数连接子可分为可裂解型与不可裂解型:前者依靠特定蛋白酶、溶酶体区室内的pH环境或胞浆内谷胱甘肽等内源性硫醇还原作用实现载荷释放;而不可裂解型连接子需通过抗体自身的蛋白水解作用释放载荷,此时载荷仍会连接部分连接子及偶联位点的氨基酸残基。
Senter团队开发了奥瑞他汀类载荷-连接子并考察其化学稳定性。在设计pH敏感连接子时,研究者发现5-苯甲酰缬草酸奥瑞他汀E(AEVB)的腙键在pH7.2条件下相对稳定(t1/2>60小时),而在pH5.0条件下易分解(t1/2=3小时)。Doronina等人比较了血浆环境中pH敏感连接子(腙键)与蛋白酶可裂解连接子的稳定性(图4):肽键连接物(Val-Cit和Phe-Lys)比腙键连接物更稳定。cBR96-AEVB在人血浆中初期主要形成AEVB,随后AE随时间累积,这与提出的药物释放序列一致(先发生腙键水解,随后酯键水解)。小鼠血浆中各时间点释放药物总量与人血浆相似,但主要成分为AE。Satoh与Hosokawa指出这是由于小鼠血浆酯酶活性远高于人血浆,导致释放的AEVB迅速水解而不累积。两种血浆中药物释放均较快,半衰期分别为人血浆2.6天、小鼠血浆2.1天。二肽连接物在血浆中的稳定性远高于腙键连接物,且仅检测到MMAE一种释放药物。小鼠血浆中药释放速率快于人血浆,Val-Cit肽在两种血浆中均比Phe-Lys更稳定:Val-Cit连接药物预计半衰期在小鼠血浆为30天,人血浆为230天;Phe-Lys连接药物相应半衰期分别为12.5天和80天。因此肽连接子相比腙键连接子能赋予更高血浆稳定性。西雅图遗传学公司的本妥昔单抗维多汀(Adcetris®)采用缬氨酸-瓜氨酸(vc)通过胺末端连接自裂解间隔基对氨基苯甲酰羰基(pabc),vc裂解后pabc基团自发断裂并释放天然形式的MMAE载荷。
图4 各类cBR96偶联物在37°C孵育的人体和小鼠血浆中的稳定性。对于cBR96-AEVB,药物释放百分比对应AEVB与AE的总释放量;对于cBR96-Val-Cit-MMAE和cBR96-Phe-Lys-MMAE,药物释放百分比对应MMAE的释放量。
多数美登素类载荷类似物的化学稳定性关注点集中于C3环位置的N-酰基-N-甲基-L-丙氨酸酯基团,该基团在温和碱性条件下易发生消除反应。有趣的是,C3酯对多种商品化酯酶和脂肪酶的酶促水解表现稳定。美登素ADC所用连接子的化学稳定性取决于所选连接化学类型:Fishkin等人推测温和水环境中硫醚-琥珀酰亚胺键会经历化学氧化及后续磺氧化物消除。研究者使用N-乙基马来酰亚胺偶联的模型化合物(DM1-NEM),发现该偶联物在pH7.4 PBS缓冲液37°C储存时相当稳定,而在离体人血浆中37°C储存40小时出现约20%裂解及磺酸盐形成。游离美登素(DM1-SO3⁻)形成速率随氧化剂(H₂O₂)浓度增加而加快,且pH7.4条件下的释放速率高于pH5.5。在最低测试H₂O₂浓度(约3mol%)下,pH7.4储存40小时后检测到5.6%游离美登素,而低pH条件下<1%(图5)。虽然氧化应激偶联物在环境条件下18小时内未观察到游离美登素释放,但在37°C时观察到显著连接子裂解。
图5 过氧化氢和pH值在37°C孵育40小时后对游离美登素类化合物释放的影响。DM1-SO3−百分比以共轭物中起始DM1总量的百分比形式报告。
在吉妥珠单抗奥佐米星(Mylotarg;辉瑞)研发过程中,Hamann团队通过体外及啮齿动物体内研究发现,尽管卡奇霉素结构上存在可还原二硫键,但仍需水解裂解位点才能展现强效选择性细胞毒性。Hinman等人通过评估多种连接子类似物,发现二硫键的血清稳定性与其邻近位阻体积成正比。为调节腙键稳定性,Hamann等人采用多种芳香醛酮前体制备腙键连接子并进行体外筛选:将腙键连接物分别在pH4.5和7.4、37°C孵育以模拟溶酶体和循环系统中的pH环境。吉妥珠单抗奥佐米星使用的AcBut制备的腙键连接子在pH4.5条件下几乎完全水解,但在pH7.4相对稳定。该腙键连接子设计在溶酶体低pH环境下水解释放,具有酸不稳定性,在分析测试中已知会在琥珀酸和乙酸存在下水解。
为评估连接子上的反应性基团是否影响载荷-连接子的化学稳定性,Alley团队比较了马来酰亚胺己酰-单甲基奥瑞他汀F(mc-MMAF)与溴乙酰胺己酰-单甲基奥瑞他汀F(bac-MMAF)在mAb1FV-C4v2上的稳定性。含硫醚-琥珀酰亚胺环连接的1FV-C4v2-mc-MMAF偶联物载荷释放半衰期为7天,该结果与Sanderson等人在cAC10-vc-MMAE小鼠体内研究获得的6天半衰期高度吻合。相比之下,形成硫醚-乙酰胺连接的bac-MMAF偶联物体内稳定性更高,在14天检测期内未观察到药物释放。这种增强的稳定性可能源于硫醚-乙酰胺连接缺乏解偶联途径。
如前所述,ADC化学稳定性的关注重点在于连接子-载荷的化学特性及偶联位点选择。
3. 制剂处方
ADC稳定性的一个关键考量在于其因疏水性载荷而增强的自缔合倾向。自缔合可能导致聚集体形成,进而影响药物效力并增加给药后的免疫原性风险。通常高溶解性是抗体制剂的理想特性,但由于偶联会改变分子的亲水-疏水平衡,ADC的溶解度很可能不同于其母体mAb。偶联位点与化学策略的选择将对溶解度产生重大影响。Boylan等人曾报道通过表面暴露赖氨酸偶联载荷的ADC出现溶解度问题,因其导致净表面电荷减少。虽然抗体在水性缓冲溶液中溶解度最高,但疏水性连接子与载荷更偏好极性有机溶剂。偶联程度的多变性可能进一步加剧溶解度问题——更高载药量的组分更易沉淀或聚集。mAb研究已充分证明:静电表面电位分布不仅影响溶解度,还会影响热稳定性与粘度。此类情况下可通过改变离子强度、pH值及添加特定辅料(如精氨酸)调节溶解度。对于高疏水性ADC,传统制剂方法若未同时改变结构,可能无法显著改善溶解度。目前ADC尚未要求高浓度制剂,因此这尚未成为ADC开发的限制因素。
由于ADC的聚集机制可能不同于母体抗体,适用于mAb的最佳稳定条件未必适合疏水性更强的ADC。鉴于此,制剂科学家应借鉴母体mAb的平台知识与稳定策略,优化制剂条件并筛选与偶联工艺、连接子及载荷稳定性相容的组分。若稳定性限制无法开发足够稳定的液体制剂,冻干是可行选择。
单抗制剂开发期间进行的研究同样适用于ADC,例如评估各种应激条件(温度、pH、震荡、光照)对稳定性的影响。成功的制剂开发可从确定最佳pH和缓冲体系入手,以平衡mAb与连接子-载荷的多条降解途径。随后可遵循相同原则采用类似mAb的制剂辅料(如糖类、氨基酸、表面活性剂)抑制聚集。ADC制剂开发需特别关注DAR与物理稳定性(包括构象稳定性和胶体稳定性)的关联性。由于去稳定化程度与DAR相关,体系中高DAR组分会主导产品整体稳定性。因此所选偶联方法(及由此产生的DAR分布)不仅影响ADC稳定性,还可能影响优化后制剂的组成。
Adem等人报道了离子强度对半胱氨酸偶联MMAE-ADC物理稳定性的影响:在高离子强度缓冲液(100mM精氨酸乙酸酯,pH5.5)中40°C储存的样品显示聚集体形成随时间显著增加——第一周内快速增加约9%,储存4周后达约17%(图6);5°C或30°C储存样品仅出现微量或无聚集。低离子强度条件下,40°C仅观察到微量聚集,5°C或30°C储存无聚集。
为探究聚集形成是否依赖辅料或离子强度,将mAb1-ADC透析至含不同浓度NaCl或精氨酸盐酸盐(0-500mM)的pH5.5缓冲液中,并于5、30或40°C孵育。结果证实离子强度(而非缓冲体系)导致聚集,但含NaCl溶液的聚集程度高于含精氨酸溶液(图7a)。作为对照,将未偶联mAb1和mAb2透析至类似缓冲液40°C孵育4周,发现未偶联分子聚集形成量远低于对应ADC(图7b)。这些结果表明增强的聚集形成可能是含MMAE的ADC分子在高离子强度溶液中的普遍特性,且高离子强度环境主要影响ADC分子的物理稳定性。
图7 (a)通过SEC测定高分子量物质(HMWS)含量,评估ADC)含不同浓度氯化钠或精氨酸的pH5.5缓冲液中40℃储存4周的热稳定性。(b)mAb1、mAb2抗体及其偶联药物(mAb1 ADC平均DAR=3.5,mAb2 ADC平均DAR=3.6)在不同浓度精氨酸溶液中40℃储存4周的热稳定性。
Adem团队还评估了离子强度对ADC结构的影响:DSC结果显示随着NaCl浓度从0升至500mM,mAb1的Tm从67°C降至62°C,而偶联mAb1-ADC的Tm从63°C降至58°C(图8)。此外CH2结构域的Tm下降呈现DAR依赖性(图9):含100mM NaCl的样品Tm低于无NaCl样品。总体而言,无论是否含NaCl,未偶联分子的Tm值均高于偶联分子,表明ADC通过细胞毒剂偶联发生了结构改变。开发含高离子强度的制剂需谨慎(特别是高DAR的ADC)——高离子强度环境会破坏维持高偶联度ADC结构的关键非共价相互作用,使分子易受物理应力影响并可能导致mAb片段化。这对于传统马来酰亚胺基偶联生产的ADC尤为明显,而使用NHS或TG(转谷氨酰胺酶)偶联的ADC受影响较小。
图8 差示扫描量热法(DSC)数据显示,单抗1(mAb1)和单抗1抗体偶联药物(mAb1 ADC)的熔解温度(Tm)均呈现离子强度依赖性下降。
在前述物理稳定性章节中,Wakankar团队研究了曲妥珠单抗(Tmab)与其修饰及偶联形式的相对结构稳定性。研究发现T-MCC(带连接子的Tmab)比Tmab或ADC(T-DM1)更不稳定:T-MCC的还原型CE-SDS图谱显示两个主峰对应重链(H;分子量约60kDa)和轻链(L;分子量约20kDa),另有几个峰对应约85、120、140和160kDa分子量。根据计算分子量,研究者认为这些额外峰对应不同组分(如HL、HH、HHL和HHLL),占总峰面积约45%。这些峰的检测表明链间交联形成涉及二硫键之外机制——可能是T-MCC亲核氨基酸侧链与其马来酰亚胺基团形成分子间交联?为验证该假设,研究者向T-MCC制剂中添加3mM浓度的N-乙酰化氨基酸(Cys、Lys、His、Ser和Tyr)。40°C孵育约11天后SEC结果显示:添加3mM Cys完全抑制了T-MCC的聚集(10天后约25%)(图10);1.2mM Cys(游离马来酰亚胺基团摩尔浓度的两倍)同样显著抑制T-MCC聚集;添加Ser和Tyr也使聚集显著降低约8%。其中Ser的抑制效应呈浓度依赖性:浓度增加四倍导致抑制效果提升三倍。LC-MS分析含不同氨基酸的还原型T-MCC制剂证实了Cys、Ser和Tyr的抑制效应:图11显示这些样品中交联HL组分的相对响应值——T-MCC与Cys反应产生非常稳定的产物,40°C储存约11天后几乎未观察到交联物种;含Ser和Tyr的应激样品交联HL组分低于对照组。这种抑制可能源于Cys、Ser和Tyr对T-MCC上马来酰亚胺基团的亲核加成,从而阻断重链与轻链间分子内和分子间交联形成。
图10 不同N-乙酰化氨基酸(3mM)在40°C储存条件下对聚集体形成的影响。对照组配方为:20mg/mL T-MCC溶于10mM琥珀酸盐缓冲液(pH 5.0),含6%(w/v)海藻糖和0.02%(w/v)PS20。
虽然mAb常用液体制剂,但游离药物形成风险可能阻碍液体ADC产品开发。合理设计的冻干制剂可显著增强产品稳定性,同时消除降解风险。从操作安全角度,关于医疗人员意外暴露风险在破碎的液体瓶与冻干粉瓶孰高尚无定论。但ADC的一些独特方面值得讨论:ADC目标剂量通常较低(约几mg/kg),意味着容器密闭系统中含量低,可复溶至低浓度。例如本妥昔单抗维多汀和恩美曲妥珠单抗复溶后浓度分别为5和20mg/mL。在此低浓度下蛋白质对 cake 结构稳定性贡献有限,因此可能需要结晶添加剂。ADC低剂量的一个实际好处是使用安慰剂进行冻干循环开发能较好代表ADC制剂,从而缓解物料可获得性对研发活动的限制。相反,位点特异性偶联生产的ADC与低DAR产品的剂量会更高。在较高浓度(>30mg/mL)下ADC可能影响 cake 结构,此时可能不再需要结晶辅料。无论哪种情况,都需评估ADC剂量与制剂组成对冻干循环的影响,旨在确保足够储存稳定性的同时最小化循环时间。
ADC制剂开发的最后阶段涉及患者给药。这需通过模拟使用条件的实验支持:考量ADC稀释剂与稀释倍数、产品接触材料(如IV袋与管路)、以及医护人员配制与给药所需的保持时间与温度。相较于未偶联抗体,ADC额外的疏水性可能影响其使用稳定性。更高载药量的ADC在生理盐水中可能因盐析效应特别易形成可溶性聚集体和/或不溶性沉淀。体内研究表明高DAR组分治疗指数相对较差,因其清除速率快于低DAR组分。需考虑不仅能保持制剂储存稳定性,还能在给药过程及稀释后运输中维持稳定的制剂策略。
4. 流程控制
ADC制备过程中涉及的多步反应需进行序列化精细控制,以确保生产出质量稳定的药物制剂。鉴于细胞毒剂需严格无菌操作,必须配备专用生产车间、设备或一次性系统。此外,生产工艺可能需在不同生产场地分阶段进行。
ADC生产可分为以下几类:抗体生产、载荷-连接子制备、偶联反应及最终制剂灌装。单抗包装系统的选择需综合考虑储存温度要求、运输物流及偶联工艺步骤。此外,ADC原料药的储存还需考虑批量规模、材料兼容性以及制剂生产厂区的操作流程。最后,应实施有效的清洁程序与交叉污染预防措施。使用隔离器虽为理想方案,但常规操作效率可能受限。高密闭设施常采用过氧化物技术对处理细胞毒材料的隔离器或手套箱进行消毒/灭菌。尽管这类系统经过验证且对残留过氧化物有限制,但过氧化物(及其他消毒剂)可能通过气相和接触表面转移至产品,导致蛋白质氧化降解。总体而言,需基于现有监管指南对ADC生产全流程实施适当控制,项目团队应进行全面的风险评估。
通常抗体生产会选择具备生物治疗化合物处理经验与能力的设施。许多公司现有生物反应器设施的规模使得单抗生产量远高于每批ADC原料药的需求量。此种情况下,单抗可冷冻储存并根据ADC生产需要定量取用。因此需评估选择适合长期储存单抗和ADC原料药的包装系统。单抗冷冻储存及相关技术已有大量文献报道,此处不再赘述。冷冻储存的另一关键考量是后续解冻工艺:需明确采用受控/非受控解冻方式、静置解冻或振荡解冻、以及解冻温度与时长。对于受控解冻工艺,现有不同规格的乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)材质Celsius®袋,可通过主动冷冻/解冻单元实现可重复的冻融操作。低密度聚乙烯(LDPE)材质袋也可用于被动系统。解冻优选在室温下快速进行,以避免冷冻浓缩及相关降解途径。应设计并执行涵盖解冻周期的稳定性研究,确保单抗在后续生产/加工场地的规范处理。若单抗能耐受运输相关应力,可以液体形式运输至偶联场地。通常单抗制剂会采用针对振荡应力 minimally protective 的配方——偶联前添加表面活性剂会使ADC后续纯化过程中表面活性剂水平难以控制,因此单抗制剂一般不含表面活性剂。选择所有辅料均与偶联工艺及后续纯化步骤兼容的单抗制剂具有明显优势,可避免偶联反应前进行缓冲液置换,简化偶联后纯化流程。对于本身易聚集的单抗,可考虑如前所述的重新配方或冷冻方案。
绝大多数连接子与载荷通过化学合成或半合成工艺生产。这些中间体及ADC本身只能在专门处理高活性药物的设施中生产。设施设计要求包括但不限于:物料密闭程序(如封闭容器、隔离器、配备气锁和压差控制的房间)、人员防护及净化措施。偶联反应通常在玻璃或不锈钢反应器中进行以兼容有机溶剂使用。偶联完成后,采用超滤/透析(UF/DF)步骤将ADC转化为制剂所需的配方缓冲体系——通常是含低温/冻干保护剂(可能含表面活性剂)的优选缓冲液。此阶段配制好的ADC原料药可能需暂存一段时间再进行分装。根据制剂配方不同,ADC原料药通常在−20°C或−40°C条件下储存。
若ADC原料药与制剂分装场地分离,需对OEB-5物料(OEB:职业暴露 band;有时采用职业暴露限值OEL)的运输与处理进行风险评估。采用预灭菌规格的瓶装或袋装系统为包装容器提供了灵活选择——聚四氟乙烯(PTFE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚碳酸酯瓶具有极宽的操作温度范围(低至−90°C),而聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)的脆化温度为−40°C。但使用瓶装系统需为每个生产步骤建立规范程序,以确保工艺可重复性及无菌性与完整性的维持。必须仔细考量原料药灌装体积和包装系统选择对物流的影响。需提前与分装场地沟通,确保已完成液状ADC原料药的适当稳定性研究。应开展涵盖冻融次数、解冻时长、解冻振荡条件及适用稳定性评估的研究,以确保分装工艺成功且低风险。对于拥有合适内部设施的企业,上述挑战的影响可能较小。
5. 总结
ADC正逐渐占据众多生物制药企业研发管线中日益重要的地位。ADC由三个独特要素(单抗、连接子和载荷)组合而成,每个组分都具有独特的特性与局限性。生产各阶段采用的不同辅料及其对后续步骤(包括包装系统选择)的影响需审慎考量。单抗开发通过平台化方法已实现常规化与加速化,但ADC开发不仅受技术挑战制约,更因涉及多步骤生产的制造/物流复杂性而进展缓慢。这些领域的突破对于加速ADC临床应用转化至关重要。
来源:新浪财经