抗体药物偶联物（ADC）是一种复杂的治疗药物，它将抗体与细胞毒性有效载荷连接起来，提供了一种靶向治疗方法，可以减轻传统化疗的全身毒性。尽管ADC工程技术取得了快速进展，但仍存在诸多挑战，这些挑战既源于技术限制，也源于对复杂肿瘤生物学认识不足。在开发ADC这类复杂的分子时，我们经常会遇到诸如肿瘤穿透性差、有效载荷过早释放以及局部或全身毒性等问题。在之前的博客中，我们主要关注抗体工程。这次，我们将重点讨论连接子和有效载荷的复杂工程设计，因为它们对ADC的安全性和有效性至关重要。
完美连接子：稳定性和可裂解性之间的完美平衡
抗体药物偶联物（ADC）研发中最常见的挑战之一是连接子过早裂解，导致有效载荷释放到循环系统或非癌组织中。目前已获批准的ADC中，绝大多数（约80%）都含有可裂解连接子，该连接子带有化学触发剂，可在指定的癌组织环境中诱导裂解并释放有效载荷。然而，这些连接子本身就容易受到其他细胞外酶的酶促裂解。常用的连接子，例如Val-Cit，采用不同的释放方式，例如蛋白水解、二硫键还原和蛋白水解降解。这些连接子能够有效地在靶点释放有效载荷，但也可能导致过早的全身释放，从而产生脱靶毒性。[1]
理想情况下，抗体药物偶联物（ADC）应在肿瘤部位或被癌细胞内化时释放有效载荷。过早释放有效载荷会降低ADC的疗效和安全性。
近年来，人们采用了一些新方法，使连接子仅在特定的理化条件下激活，例如肿瘤微环境的特征条件。例如，Adcetris 是一种抗体偶联药物 (ADC)，它能被组织蛋白酶 B 特异性激活。组织蛋白酶 B 是一种细胞内溶酶体半胱氨酸蛋白酶，在乳腺癌、甲状腺癌和结直肠癌中高度过表达。组织蛋白酶 B 仅在细胞内发挥作用，从而能够选择性地激活肿瘤细胞内的 ADC。另一种新型连接子化学方法是使用一种名为“legumain”的连接子，它利用了溶酶体蛋白酶——legumain 的过表达，而这种蛋白酶仅存在于癌细胞中。legumain 技术也可用于前药构建体。例如，可以将所谓的“细胞捕获剂”（一种亲水性肽帽）添加到细胞毒性药物有效载荷中，该有效载荷只有在被肿瘤细胞中的 legumain 酶切割后才会发挥毒性作用。人们还探索了多种其他前药策略，包括可被葡萄糖醛酸苷裂解的连接子，这种连接子对β-葡萄糖醛酸酶有反应，β-葡萄糖醛酸酶是另一种在癌细胞中上调的溶酶体酶。在这种情况下，β-葡萄糖醛酸苷部分用于保护二肽，以防止抗体药物偶联物（ADC）在血浆中循环时发生意外的细胞外裂解。[1][2]
旁观者效应：是阻碍还是机遇？
连接子-有效载荷释放的另一个有趣方面是旁观者效应，这是一种涉及局部毒性的不良事件，会导致附近非癌细胞的破坏。这是由于细胞毒性有效载荷扩散到邻近的健康细胞中，从而引发这些细胞的损伤。旁观者效应可能是由于细胞毒性有效载荷的持续活性，使其过快地扩散到邻近组织中造成的。此外，未加工的抗体药物偶联物（ADC）也可能造成这种意外效应，这些ADC由于抗原密度不足或内化动力学不良而无法被充分代谢。
旁观者效应通常被认为是 ADC 疗法的不良副作用，但在某些情况下，它也可能产生有益的效果，例如当靶向紧密封闭的肿瘤微环境时。
近期，一种新型抗体药物偶联物（ADC）技术——多拉福辛（dolaflexin）——被开发出来。该技术通过将有效载荷捕获在靶细胞内来降低旁观者效应。细胞渗透性有效载荷——奥瑞他汀F-羟丙基酰胺（auristatin F-hydroxypropylamide）——进入细胞后，会发生代谢转化，生成一种高效但细胞渗透性较低的奥瑞他汀F（auristatin F），后者通过一种名为fleximer的连接子与ADC连接。这种转化使得有效载荷的行为类似于其他无法被动穿过细胞膜的构建体，例如MMAF。有趣的是，旁观者效应可以被利用来增强肿瘤治疗的疗效。扩散的细胞毒性有效载荷可以扩散到整个肿瘤微环境，从而在肿瘤内抗原异质性的情况下提高疗效。这些疗法包括曲妥珠单抗德鲁替康（trastuzumab deruxtecan）和曲妥珠单抗杜卡马嗪（trastuzumab duocarmazine），以及其他包含caspase-3可裂解连接子的ADC。[2][3]
ChemPartner 的 Cleave Twice Linker-Payload (C2LP) 平台用于开发更安全的抗体药物偶联物
所有这些旨在减少药物有效载荷在循环过程中过早释放并最大限度降低脱靶毒性的技术并非万无一失。例如，前药激活依赖于肿瘤特异性触发因素，如缺氧、低pH值或溶酶体酶，而这些条件可能因细胞而异。这种差异会导致裂解效率低下和疗效降低。此外，疏水性前药可能导致抗体药物偶联物（ADC）聚集或触发免疫反应，而聚集体的不完全激活会降低其效力。可调控的旁观者效应也可能具有挑战性，它通常受肿瘤微环境差异的影响，使得精确校准有效载荷的扩散程度变得困难。这项技术对技术要求也很高，因为它依赖于具有可修饰特性的复杂有效载荷。[1][2]
我们专有的双裂解连接子-有效载荷（C2LP）平台采用串联裂解连接子，需要两次连续的酶促裂解才能释放有效载荷。这项创新技术依赖于两个经过精确设计的亲水性可裂解功能基团。该方案提高了连接子的稳定性，降低了因过早解离造成的脱靶毒性，防止了聚集，并扩大了治疗窗口。
为了验证这一概念，我们利用自主研发的平台制备了抗HER2抗体偶联药物（ADC），并进行了体外和体内实验。我们以经典的ADC作为参考，并制备了针对同一靶点、不同剂量的C2LP修饰的ADC。我们采用旁观者效应模型，使用MDA-MB-468-Luc（一种三阴性乳腺癌细胞系）和NCL-N87（一种HER2过表达的胃腺癌细胞系）对这些ADC进行了测试。在体外实验中，我们检测了肿瘤体积变化和简化的转移函数，以此模拟这些药物的代谢过程。
与参考抗体药物偶联物（ADC）相比，经C2LP连接子连接的ADC治疗后，肿瘤体积变化和癌细胞代谢情况的变化
我们还利用生物发光活体成像（BLI）来评估旁观者效应模型。
与参考ADC相比，使用C2LP连接子的ADC对旁观者模型进行BLI成像。
我们的评估表明，在旁观者效应模型中，C2LP-001-ADC 显著降低了肿瘤体积和生物发光强度 (BLI)。值得注意的是，与参考 ADC 组相比，本研究中受试者的体重维持时间也延长了 10 天。
与参考抗体药物偶联物（ADC）相比，用含C2LP连接子的ADC治疗的动物体重增加。
我们还通过在雌性NOG小鼠中进行PK/PD研究，探究了C2LP ADC如何调节血浆中毒性有效载荷的释放。我们测试了一种参考ADC和两种直接连接毒素的ADC，以及通过C2LP连接子连接相同毒素的ADC。未连接C2LP的ADC显示出早期毒素峰值，而C2LP连接子则表现出更温和的毒素释放和更好的稳定性。
与参考抗体相比，含C2LP连接子的抗体药物偶联物（ADC）的毒素释放情况
与参考抗体药物偶联物（ADC）相比，我们的C2LP技术展现出更优异的体内疗效和显著提升的治疗指数。C2LP显著改善了ADC的安全性，实现了药物的延迟释放和更低的毒性，从而提高了动物的存活率。
通过创新的连接子设计，开创更安全、更高效的ADC时代
在ChemPartner，我们坚信抗体药物偶联物（ADC）的进步不仅仅在于分子质量的提升，更在于更卓越的设计理念。更智能的连接子，例如我们Cleave Twice Linker-Payload (C2LP)平台中使用的连接子，代表着ADC安全性和有效性方面的又一次飞跃。凭借二十年来久经考验的研发经验和灵活的合作模式，我们正在重新定义精准药物递送的未来。我们秉持严谨的科学态度，注重人际交往，并拥有共同的使命：携手推进ADC创新，加速改变生命的疗法问世。
参考书目
[1] Fong JY, Phuna Z, Chong DY, et al. 抗体药物偶联物在癌症治疗中的进展. J Natl Cancer Cent. 2025;5(4):362-378. 2025年4月19日发表. doi:10.1016/j.jncc.2025.01.007
[2] Guven H, Székely Z. 利用肿瘤微环境作为癌症治疗靶点：新兴机遇综述。Pharmaceutics. 2025;17(8):980。发表于2025年7月29日。doi:10.3390/pharmaceutics17080980
[3] Yurkovetskiy AV, Bodyak ND, Yin M, 等. Dolaflexin：一种新型抗体-药物偶联物平台，具有高载药量和可控的旁观者效应。Mol Cancer Ther. 2021;20(5):885-895. doi:10.1158/1535-7163.MCT-20-0166