抗体药物偶联物 (ADC) 结合了单克隆抗体的靶向精准性和细胞毒性药物的优势。它们能够选择性地将高毒性有效载荷递送至肿瘤，从而避免全身毒性，提高治疗指数并降低副作用风险。近几十年来，抗体工程和复杂的连接子及有效载荷化学技术取得了突破性进展，使得 ADC 成为肿瘤治疗领域发展最快的药物类别之一。生物制药公司正在积极开发新型 ADC，例如双特异性、双同位素甚至多特异性 ADC，这些 ADC 可以同时结合两种不同的癌细胞受体，甚至募集免疫调节细胞，并将致命的有效载荷递送至肿瘤。欲了解更多关于多特异性抗体的信息，请阅读我们之前的博文《 一种抗体，多种功能：多特异性 ADC 的崛起》。
双有效载荷抗体药物偶联物（ADC）通过一个抗体递送两种不同的抗癌药物，未来有望提高疗效并克服耐药性。
双载药抗体偶联药物：解决癌症异质性和载药耐药性问题的方案？
抗体药物偶联物（ADC）技术并非一帆风顺，例如连接子的稳定性以及有效载荷的精确释放等问题。癌症疾病的复杂性和肿瘤微环境的非均质性也带来了额外的挑战。在我们之前题为《 构建更智能的ADC：新型连接子提升安全性和有效性》的博文中，我们探讨了如何利用串联裂解连接子来解决有效载荷过早释放的问题。本文将重点关注肿瘤的异质性和癌细胞的获得性耐药性。
肿瘤细胞在不同细胞群中常常表现出抗原表达的差异，例如，抗原阳性细胞周围可能存在完全不表达靶抗原的异质性细胞群。此外，肿瘤细胞可以通过上调外排泵清除药物，或者通过下调靶抗原表达来产生耐药性，从而阻止抗体药物偶联物（ADC）与毒素结合并内化。众所周知，癌细胞还具有逃避细胞凋亡的能力。
这促成了双载药抗体偶联药物（dpADC）的出现，这类经过精心设计的生物制剂含有两种毒素，它们可以协同或相加发挥作用。例如，可以将单个单克隆抗体与拓扑异构酶I抑制剂（如德鲁替康）偶联，并额外结合微管抑制剂（如单甲基澳瑞他汀E (MMAE)）。通过这种方式构建的ADC可以通过正交通路攻击癌细胞，从而帮助克服耐药性。dpADC还可以利用旁观者杀伤效应，即将细胞可渗透的有效载荷和细胞内的有效载荷偶联到同一个ADC上，以解决抗原表达不均的问题。这种方法的一个例子是使用DXd（一种细胞可渗透的拓扑异构酶I抑制剂，已获批准的Enhertu就使用了这种抑制剂）或EG5吡啶抑制剂（一种强效的抗有丝分裂剂）。[1][2]
曲妥珠单抗抗体药物偶联物（ADC）在HER2阳性和HER2阴性细胞系中的细胞毒活性。在HER2阳性非耐药细胞中，所有曲妥珠单抗ADC均能诱导细胞死亡。相反，在DXd耐药的HER2阳性细胞中，仅双载药ADC观察到细胞毒性。在HER2阴性对照细胞系中未检测到活性，这与靶点依赖性效应一致。
双有效载荷ADC和DAR：简单的数学计算并不适用
两种单载药抗体偶联药物（ADC）的作用机制与一种携带两种有效载荷的单克隆抗体（mAb）不同。以HER2和TROP2为靶抗原的肿瘤模型临床前研究表明，同时携带MMAE和MMAF的双载药抗体偶联药物（dpADC）的疗效优于单独使用单载药ADC或联合使用两种靶向同一抗原的单载药ADC。[3] 显然，这些结果可归因于两种独立的单载药ADC竞争同一抗原，这可能导致内化不同步和不均匀。高亲和力ADC在递送特定类型的有效载荷方面优于低亲和力抗体。然而，实际情况更为复杂，药物抗体比（DAR）在单载药和双载药ADC的疗效中都起着至关重要的作用。
可控ADC工程的演示。清晰的质谱图谱证实生成了具有可预测DAR值的单一、明确的偶联物。
药物抗体比（DAR）和双载药比例均对抗体偶联药物（ADC）的临床表现具有关键影响，可改变其疗效、毒性和药代动力学特性。双载药ADC既有可能发挥联合作用机制（MOA）的治疗效果，也可能产生叠加或协同毒性。因此，除了实现统一的DAR值（4或8）外，双载药系统还必须控制总DAR值和两种载药之间的相对比例。例如，DAR值为4+2时，载药分布可能为4+2、3+3、5+1等组合，从而影响疗效和安全性。例如，在一项研究中，研究人员使用拓扑异构酶I抑制剂和RNA聚合酶II抑制剂对抗TROP2双载药ADC进行治疗，结果发现DAR值范围非常精确（5.8-6.2），且载药比例容差范围很窄（4±0.2:2±0.2）。这凸显了严格控制偶联化学反应的重要性。 [1] 这些规范确保了批次间的一致性，因为双有效载荷偶联物的总DAR值的任意增加需要进行精细调整，以控制亲水性、维持治疗性血浆半衰期、减少聚集并保持制剂稳定性。最终，精细调整DAR值和有效载荷比对于实现每种毒素递送的两种独特作用机制之间的最佳协同作用至关重要。
从概念到临床：平衡生物学目标与实际限制
正如我们之前讨论的，双载药抗体偶联药物（dpADC）技术并非没有挑战，它并非简单地将两个单载药抗体偶联药物结合在一个分子上。在未优化载药比例的情况下最大化总药物抗体比（DAR）必然会影响药代动力学和溶解度，因此必须格外注意避免载药释放动力学不匹配。尽管存在这些问题，dpADC 相比单载药治疗性单克隆抗体仍具有若干显著优势。双载药抗体偶联药物能够协同利用两种作用机制，通过同时释放两种载药来提高治疗效果。而且，如果同时使用两种不同的抗体偶联药物，则不会出现靶点-抗原竞争。理论上，dpADC 具有与其他治疗药物联合应用的巨大潜力，例如与免疫检查点抑制剂等疗法联合应用，以及与化疗、放疗、细胞疗法和其他靶向疗法联合应用。最后，开发双有效载荷ADC可能比并行开发两种单有效载荷ADC更为简单，通过一个数据包、剂量递增研究和CMC流程，简化了监管途径、临床开发和生产。此外，双有效载荷ADC无需协调和优化多种ADC的联合给药，从而简化了治疗物流和监管要求。[4][5]
从复杂到清晰：推进双有效载荷ADC设计
ChemPartner拥有二十年为申办方提供药物研发服务的经验，我们以审慎严谨的态度，并充分考虑临床实际情况，进行双有效载荷抗体偶联药物（ADC）的设计。通过精准控制药物抗体比（DAR）和有效载荷比，我们帮助合作伙伴充分发挥协同效应，同时确保药物的可开发性和安全性。我们携手合作，以清晰的思路应对复杂局面，将雄心勃勃的ADC概念转化为能够在实际应用中发挥作用的成熟项目，最终更快地惠及患者。
参考书目
[1] Dixit R. 双有效载荷抗体-药物偶联物的挑战和未来方向。生物偶联见解。2025;1(4):137-141。doi:10.18609/bci.2025.025
[2] 王志强，李辉，苟磊，李伟，王勇. 抗体-药物偶联物：有效载荷的最新进展. 中国药学学报B辑. 2023;13(10):4025-4059. doi:10.1016/j.apsb.2023.06.015
[3] Yamazaki CM, Yamaguchi A, Anami Y, et al. 具有双重有效载荷的抗体-药物偶联物用于对抗乳腺肿瘤异质性和耐药性。Nat Commun. 2021;12(1):3528。2021年6月10日发表。doi:10.1038/s41467-021-23793-7
[4] Wen M, Yu A, Park Y, Calarese D, Gerber HP, Yin G. 具有双重有效载荷的均质抗体-药物偶联物：潜力、方法和注意事项。单克隆抗体。2025;17(1):2498162。doi:10.1080/19420862.2025.2498162
[5] Tsuchikama K, Anami Y, Ha SYY, Yamazaki CM. 探索下一代抗体药物偶联物。Nat Rev Clin Oncol. 2024;21(3):203-223. doi:10.1038/s41571-023-00850-2