ADC藥物的研發(fā)歷史、進(jìn)展及挑戰(zhàn) - 黃鵬博士 | 鈺沐菡 公益公開課

ADC藥物的研發(fā)歷史、進(jìn)展及挑戰(zhàn)
本次公開課主要內(nèi)容包括ADC藥物的研發(fā)歷史、幾個已經(jīng)上市ADC藥物的案例分析以及ADC藥物研發(fā)面臨的挑戰(zhàn)。
抗腫瘤藥物的發(fā)展趨勢
ADC藥物最廣泛的應(yīng)用是腫瘤的治療。在近些年腫瘤治療藥物的全球銷售排行榜上,以單克隆抗體為主的生物技術(shù)藥物占據(jù)前十銷售額的一半以上。在單克隆抗體的基礎(chǔ)上,發(fā)展了雙特異性抗體、多特異性抗體、抗體修飾的分子以及抗體偶聯(lián)藥物ADC等一類生物大分子藥物技術(shù)。ADC作為生物藥或者抗腫瘤藥物中的抗體藥,越來越引起研發(fā)、市場和投資方的關(guān)注。
ADC藥物的具體特點和面臨的問題
ADC的分子結(jié)構(gòu)由三個部分組成,包括靶向性的生物大分子抗體部分、發(fā)揮最主要效應(yīng)功能的小分子payload以及連接兩者組成ADC分子的linker。以腫瘤適應(yīng)癥為例,大部分ADC的作用機制是在血液循環(huán)過程中在腫瘤表面與腫瘤特異性表達(dá)的抗原結(jié)合后形成結(jié)合復(fù)合體,通過內(nèi)化進(jìn)入腫瘤細(xì)胞內(nèi)部,通過腫瘤細(xì)胞內(nèi)不同細(xì)胞器之間的輸送,不同的囊泡或腔室中可能有不同的蛋白酶或酸堿環(huán)境(通常偏酸),在復(fù)雜的微環(huán)境中,ADC負(fù)載的效應(yīng)分子payload或其形成的衍生物會被真正地釋放。不同作用機制的Payload如微管抑制劑、DNA 損傷劑和免疫調(diào)節(jié)劑等都可以抑制腫瘤生長或直接引起腫瘤細(xì)胞死亡。根據(jù)效應(yīng)分子的透膜性或脂溶性的差別,部分ADC的最終活性代謝產(chǎn)物進(jìn)入腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生殺傷作用后,其附近的其他細(xì)胞也會被活性分子殺傷,這就是ADC特有的旁觀者效應(yīng)。

ADC藥物研發(fā)歷史
ADC藥物的研發(fā)歷史可以追溯到一百多年前,德國科學(xué)家Paul Ehrlich提出了魔法子彈的概念,能夠?qū)崿F(xiàn)真正的靶向治療。上世紀(jì)60年代,隨著抗體技術(shù)的發(fā)展,真正提出了以抗體作為介導(dǎo)實現(xiàn)“魔法子彈”的概念。隨著單克隆抗體技術(shù)的產(chǎn)生、人源化工程改造抗體技術(shù)的成熟以及能夠化學(xué)合成結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、效應(yīng)更強的小分子作為payload等一系列技術(shù)進(jìn)步的促進(jìn)下,2000年全球第一款A(yù)DC獲美國FDA批準(zhǔn)上市。在此之后,連續(xù)多款A(yù)DC藥物成功進(jìn)入市場。目前為止,所有ADC藥物的適應(yīng)癥都是腫瘤的治療,一半以上的ADC藥物是在近2-3年陸續(xù)上市的。
下圖是美國FDA批準(zhǔn)的十四款A(yù)DC藥物(不包括其他國家的ADC藥物)。最早獲批的兩款藥物在近年的銷售額均超過十億美金,真正成為了重磅炸彈級藥物分子。

近些年,各大藥企在ADC領(lǐng)域或研發(fā)管線上紛紛布局,相關(guān)的交易并購金額非常引人注目。下圖中包括剛剛介紹的十一款A(yù)DC藥物。從兩方面看,一是臨床試驗的數(shù)量越來越多;另一方面,ADC藥物的研發(fā)周期越來越短,即從立項到第一個適應(yīng)證真正上市的間隔時間越來越短。在銷售方面,相信會在2026年達(dá)到全球一百六十四億美金的總體期望。就目前而言,已經(jīng)獲批上市的幾款A(yù)DC屆時都會成為重磅炸彈級藥物。中國國內(nèi)對ADC研發(fā)也有相同趨勢,無論是新藥申報還是管線布局,越來越多藥企都在關(guān)注和布局ADC研發(fā)。

ADC為什么引人關(guān)注
從最早成功的腫瘤適應(yīng)癥來看,ADC相對于傳統(tǒng)化學(xué)治療的最大優(yōu)勢是治療指數(shù)或治療窗口變大,借助抗體的靶向性以及在此基礎(chǔ)上應(yīng)用毒性或?qū)δ[瘤抑制殺傷作用更強的效應(yīng)分子,兩者結(jié)合使ADC藥物實現(xiàn)了一加一大于二的優(yōu)勢。即在治療指數(shù)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的化學(xué)治療藥物,ADC的最小有效劑量和最大有毒劑量之間的差距變得更大。
依據(jù)治療指數(shù)的概念,可以把ADC的研發(fā)分成幾個代次。最開始的隨機偶聯(lián)符合ADC概念的分子雛形,可以認(rèn)為是第一代ADC藥物。在此基礎(chǔ)上經(jīng)過技術(shù)的發(fā)展如linker更加穩(wěn)定、分子成藥性更好以及選擇更強效的payload等,出現(xiàn)了以Kadcyla即TDM-1為代表的第二代ADC藥物。但仍有很多可以改進(jìn)之處,如ADC的DAR值(Drug-to-Antibody Ratio,藥物抗體比值)均一化程度、Linker的穩(wěn)定性以及分子成藥性等,這些都是第三代ADC藥物可以改進(jìn)之處??傮w而言ADC的治療窗口越來越大。
幾個典型的研發(fā)ADC分子
第一代概念的ADC可以追溯到1975年,研究者選擇兔抗體作為抗體,但它很可能不是單克隆抗體;毒素選擇小分子PDM;鏈接子選擇基于氨基偶聯(lián)的PGA(多聚谷氨酸),氨基包含了抗體輕重鏈N端第一個氨基酸的游離氨基以及賴氨酸基于側(cè)鏈位點的隨機偶聯(lián)。以現(xiàn)在的眼光和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價,此分子穩(wěn)定性不高、活性較低。但在當(dāng)時情況下,該研究結(jié)果可以發(fā)表在NATURE雜志上。相對而言對小鼠的腫瘤抑制很強,小鼠用過ADC藥物后,生存期明顯增加。
經(jīng)過技術(shù)的不斷發(fā)展和優(yōu)化后,ADC從概念變成藥物真正上市。全球第一款上市的ADC藥物——Mylotarg是一款非常傳奇的藥物。十年后,它經(jīng)歷了退市優(yōu)化后再次成功上市。Mylotarg的基本分子結(jié)構(gòu)包括氨基偶聯(lián)的人源化單抗,中間的linker包含一個二硫鍵小分子;小分子payload端選擇了卡奇霉素,中間是偏酸敏感的化學(xué)鍵,化學(xué)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定。這個藥物的問題可能在于臨床策略以及CMC工藝。

Mylotarg的經(jīng)歷曲折而又傳奇。1999年10月,惠氏向FDA遞交該藥用于化療失敗后AML患者的治療。2000年1月,獲得FDA優(yōu)先審評;同年5月,F(xiàn)DA批準(zhǔn)該藥用于60歲以上且不適合細(xì)胞毒化療的首次復(fù)發(fā)型CD33陽性AML患者的治療。2010年6月,上市后的驗證性三期研究中顯示Mylotarg有較嚴(yán)重的致死性肝損傷,有效性不理想且未表現(xiàn)出明顯的生存獲益。于是,Mylotarg主動撤市。讓人敬佩的是,Mylotarg撤市后的相關(guān)研發(fā)并沒有停止。2017年9月,F(xiàn)DA再次批準(zhǔn)Mylotarg上市,適應(yīng)癥包括新診斷未CD33陽性AML的成人患者的治療以及復(fù)發(fā)或難治性CD33陽性AML成人患者、2歲及2歲以上兒童患者的治療。2020年1月,向中國NMPA遞交了NDA上市申請。
Mylotarg到底經(jīng)歷了哪些改進(jìn)?從治療方案上對比,在2000年首次上市時,治療方案是單藥治療,給藥劑量固定,給藥劑量相對較高,給藥間隔和周期較長,每隔十四天給藥一次。2017年上市時,臨床治療方案得到優(yōu)化,分為聯(lián)合治療和單藥治療兩種方式;在給藥方式上,把具體給藥分成誘導(dǎo)周期和鞏固周期,通過降低給藥劑量、增加給藥頻次的方式達(dá)到同樣總劑量。從下圖臨床試驗的結(jié)果上可以看到,優(yōu)化給藥治療方案后才真正體現(xiàn)了ADC的優(yōu)勢。改進(jìn)給藥方式后,最終的臨床結(jié)果存在顯著差異,尤其是對新確診AML以及經(jīng)歷過一次復(fù)發(fā)的患者有比較好的治療效果。

基于相對于化藥治療的顯著優(yōu)勢,Mylotarg再次獲批上市。除臨床給藥方案的調(diào)整外,ADC生產(chǎn)工藝也有一定提升。2000年,Mylotarg的裸抗含量非常高,大約占到50%;通過優(yōu)化工藝以及控制產(chǎn)品質(zhì)量的均一性,再次上市時DAR值的分布以及裸抗含量有非常明顯的進(jìn)步。正是基于臨床的優(yōu)勢效果,適應(yīng)癥也從2017年之前的AML二線用藥拓展到一線治療。Mylotarg的再次成功,也體現(xiàn)了藥學(xué)以及臨床藥學(xué)研究的重要性。對于擁有高細(xì)胞毒性組分的ADC而言,這一點尤為重要。
非常典型的第二代偶聯(lián)技術(shù)ADC藥物是以Kadcyla代表為的Trastuzumab-DM1。東曜藥業(yè)基于Kadcyla做了T-DM1的ADC——TAA013,其抗體、linker以及payload都與Kadcyla一致。但因為ADC可能沒有非常明確的biosimilar指導(dǎo)原則,所以在國內(nèi)TAA013以創(chuàng)新藥的方式進(jìn)行臨床研究。目前,TAA013在國內(nèi)進(jìn)行到臨床三期。其中,裸抗的中間體、ADC原液以及成品的研發(fā)和生產(chǎn)在東曜藥業(yè)一站式技術(shù)平臺上整合完成。
第二代ADC由三部分組成,包括抗體小分子彈頭、payload和連接子。工藝路線有兩種選擇,即連接子先和抗體偶聯(lián)還是先和小分子payload偶聯(lián),兩種途徑最終都能生成ADC,但是否真正做到殊途同歸,在T-DM1和TAA013項目研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)不同的先后順序會有不同的結(jié)果。通過小分子偶聯(lián)位點的研究發(fā)現(xiàn),linker先和抗體還是先和小分子偶聯(lián),最終ADC小分子偶聯(lián)位點的分布完全不同;在linker-SMCC上,它先與小分子配體T-DM1連接后再偶聯(lián)抗體。同樣的一步法工藝,不同的反應(yīng)條件和溫度,偶聯(lián)位點會發(fā)生變化。
對于T-DM1這類ADC而言,小分子偶聯(lián)位點十分重要,它與分子有效性、安全性以及ADC作用機制直接相關(guān)。通過有效性考察最終選擇兩步法偶聯(lián)工藝,抗體與linker偶聯(lián)后再和payload偶聯(lián)。在工藝開發(fā)過程中,通過質(zhì)譜觀察到DAR值分布,即一個抗體上連幾個小分子。因為是基于賴氨酸的隨機偶聯(lián)方式,所以分布十分復(fù)雜。雖然平均DAR值可能是3.5左右,但整個分布上可能是一個抗體連一個小分子甚至更多。
在這個過程中,每個組分旁邊均有一個兩百多道爾頓的雜質(zhì)峰出現(xiàn)。關(guān)于雜質(zhì)峰進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),它是交聯(lián)副產(chǎn)物,先偶連上linker -SMCC,它和抗體鏈內(nèi)的其他氨基酸發(fā)生內(nèi)部或分子間偶聯(lián)后不會再偶聯(lián)上相應(yīng)的payload小分子,體現(xiàn)的是空載鏈接子的狀態(tài)。針對交聯(lián)副產(chǎn)物的質(zhì)量控制,可以通過簡單的還原CE進(jìn)行質(zhì)量控制,在還原條件下它的輕重鏈(HL)以及重重鏈(HH)通過含量控制能夠基本反映出對交聯(lián)副產(chǎn)物的控制。TAA013在中試規(guī)模和商業(yè)化規(guī)模產(chǎn)出的樣品質(zhì)量與Kadcyla的雜質(zhì)控制相似或一致。

目前,TAA013進(jìn)行到國內(nèi)三期臨床,規(guī)模是兩千五百克的偶聯(lián);抗體通過兩千升一次性反應(yīng)器進(jìn)行表達(dá)和生產(chǎn)。東曜藥業(yè)在抗體部分即曲妥珠單抗的生產(chǎn)是采用了兩種混合工藝進(jìn)行工藝開發(fā)和生產(chǎn)。在細(xì)胞種子擴增過程中,在25升的wave反應(yīng)器中實現(xiàn)細(xì)胞的高密度擴增,一步轉(zhuǎn)到兩千升的一次性生物反應(yīng)器生產(chǎn)單抗。每批的生產(chǎn)周期可以縮短八至十天,生產(chǎn)空間以及人力效率均有提升。PB-Hybrid技術(shù)也成功應(yīng)用到已經(jīng)在國內(nèi)獲批上市的貝伐珠單抗類似藥以及TAA013的不同抗體項目中。
通過iCIEF法以及質(zhì)譜都可以觀察到小分子分布以及平均DAR值的檢測。通過肽圖可以進(jìn)一步看到TAA013作為ADC偶聯(lián)DM1后,肽圖和裸抗有非常明顯的區(qū)別,在更高、更長的保留時間下更明顯。通過局部放大圖,在肽段水平上能夠看出小分子偶聯(lián)位點的大致分布情況。TAA013和Kadcyla在肽段水平上有比較相似的分布。進(jìn)一步對每個位點的偶聯(lián)分布和占有率進(jìn)行統(tǒng)計分析(k代表Kadcyla,T代表TAA013),發(fā)現(xiàn)偶聯(lián)分布趨勢比較相似?;诎被碾S機偶聯(lián)的分子設(shè)計是隨機過程,并有一定的統(tǒng)計學(xué)規(guī)律。但是具體到每個分子上,仍有非常強大的異質(zhì)性。


T-DM1的ADC研發(fā)技術(shù)可能不是最新的,但是這個項目研發(fā)過程中仍有可以做分享之處。首先隨機偶聯(lián)并不一定比定點偶聯(lián)的效果差。2019年的一篇文章表明,不同抗體上不同payload小分子的組合,如果定點偶聯(lián)的位點選擇不好,效果可能不如隨機偶聯(lián)。這需要更深入地分析。
對統(tǒng)計學(xué)分布而言,隨機偶聯(lián)并不是毫無規(guī)律,它的DAR值分布符合統(tǒng)計學(xué)規(guī)律。如對曲妥珠單抗或T-DM1的組合而言,DAR值的分布更接近泊松分布模型。如果抗體不同或改變小分子linker,則可能是另外的統(tǒng)計分布特征。雖然ADC的作用機制以及相應(yīng)的耐藥機制比較清晰,但是發(fā)揮機制的流程非常復(fù)雜的。在復(fù)雜的各個環(huán)節(jié)中,每個環(huán)節(jié)都存在影響藥效的風(fēng)險。這些風(fēng)險都是下一代藥物提升的潛在空間。所以ADC研發(fā)還有很多可以潛心研究的方向。

不得不提的是,DS-8201的成功真正把ADC的概念變成異?;馃岬臓顟B(tài)。在去年和今年兩次非常重要的會議上DS-8201臨床結(jié)果的發(fā)表中,一是頭對頭和T-DM1相比存在顯著優(yōu)勢,具有明顯的統(tǒng)計學(xué)差異。在2022年的ASCO會議上,表明DS-8201不僅對HER2陽性腫瘤有效,對HER2低表達(dá)的腫瘤同樣有效。DS-8201有了出圈或跨界的基本能力。
DS-8201為什么能夠如此成功?Payload選擇了拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑的一類小分子,是喜樹堿的分支。雖然在納摩級水平上與ppd等p摩級小分子相比存在顯著差距,但與阿霉素等傳統(tǒng)化藥相比整體活性是足夠強的。
DS-8201小分子的不是憑空設(shè)計而來。從90年代伊立替康的活性產(chǎn)物SN-38的相關(guān)研發(fā)開始,對喜樹堿一類分支分子不斷地優(yōu)化,DXD或伊立替康才被開發(fā)。在2005年類似ADC的形式,把伊立替康偶聯(lián)到多聚物上也體現(xiàn)了一定優(yōu)勢,不過后期的分子穩(wěn)定性、成藥性不好,所以沒有更多的研究跟進(jìn)。但對偶聯(lián)而言,GGFG四肽的linker被成功應(yīng)用到DS-8201的ADC構(gòu)建中。
除了四肽的linker,第一三共對裂解中間部分的X做了相應(yīng)地優(yōu)化和比較。通過不同間隔子的比較和研發(fā),評價DAR值、聚集體成藥性,最終生成了DXd衍生物,即在伊立替康的基礎(chǔ)上做了羥基的修飾,此衍生物結(jié)合了HER2靶點、成藥性良好的曲妥珠單抗構(gòu)成了ADC。
DS-8201有幾個明顯優(yōu)勢。一是小分子端非常強效,存在旁觀者殺傷效應(yīng)的小分子。linker的置換效率非常高,分子的理化性質(zhì)如親水性、疏水性比較均衡,它是基于鏈間的二硫鍵還原后的半氨酸進(jìn)行偶聯(lián)的分子設(shè)計,優(yōu)勢在于把四對二硫鍵、八個游離巰基全部占滿,最終生成DAR值為8的ADC,因此分子均一性更好。ADC分子的均一性與藥代動力學(xué)、藥效的發(fā)揮息息相關(guān)。DXd的代謝特征和清除率較高,毒性相對較低。這可以看出ADC研發(fā)并不順利,需要經(jīng)過很多技術(shù)的積累,不是急功近利或簡單地隨機組合就可以完成。
DS-8201相對于T-DM1有較好效果,非常重要的一點就是它具有旁觀者殺傷效應(yīng)。但對ADC或不同腫瘤的均一性、抑制性,旁觀者效應(yīng)并不一定是必須的,有時甚至可能存在潛在風(fēng)險。所以要綜合適應(yīng)癥、腫瘤的具體分布特征、ADC分子選擇可裂解還是不可裂解以及何種搭配組合形式做最終的選擇,不是一套機制能夠應(yīng)對所有疾病。ADC相對復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)就決定了不可能所有的分子都是一樣的選擇。
已上市的十余款A(yù)DC都是以靶向腫瘤表面的抗原為依據(jù)選擇靶點,抗體包含實體瘤和血液瘤兩大類。Linker包含可裂解、不可裂解、酸敏感的不同機制的linker。Payload可能包含微管抑制劑或直接靶向DNA的不同作用機制的分子,抗體包含人源化抗體、嵌合抗體或全人抗體,IgG1和IgG4亞型均有應(yīng)用。

從在研ADC的研發(fā)階段來看,ADC靶點除直接靶向腫瘤外,一些創(chuàng)新靶點可以靶向到腫瘤環(huán)境的ADC也在研發(fā)中。除傳統(tǒng)內(nèi)化機制的ADC外,也有非內(nèi)化的。在靶點上,除HER2、TROP2等競爭非常激烈靶點外,越來越多的靶點如HER3也有相應(yīng)的ADC開發(fā)。從payload小分子一端,除作用機制是靶向殺傷腫瘤的小分子,新型作用機制如免疫激活劑或誘導(dǎo)凋亡等的小分子也被應(yīng)用到ADC研發(fā)中。
在偶聯(lián)方式上,從最開始的氨基偶聯(lián)到半胱氨酸的隨機偶聯(lián)到在此基礎(chǔ)上做定點突變、位點固定的定點方式的ADC,分子均一性以及在此基礎(chǔ)上提升藥代動力學(xué)以及有效性可能是ADC發(fā)展的趨勢。越來越多企業(yè)應(yīng)用更均一化的ADC分子設(shè)計。從均一化的目標(biāo)或定點偶聯(lián)的策略來說,基于NAT1 antibody可以采用保守的糖基化位點做糖定點的ADC,也可以做如DS-8201把二硫鍵全部占滿的DAR8的ADC。針對賴氨酸的位點,可以通過親和肽或可逆的小分子結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對天然抗體定點偶聯(lián)的目標(biāo)。還可通過定點工程化改造抗體,如定點突變半胱氨酸或更直接的非天然氨基酸,這些突變點可作為下一步定點偶聯(lián)的位點。還可借助酶以及一些特異性序列底物組合設(shè)計相應(yīng)的偶聯(lián)位點,選用的酶可能是轉(zhuǎn)肽酶、水解酶、轉(zhuǎn)移酶等不同作用機制的酶,最終的目標(biāo)都是把相應(yīng)的payload轉(zhuǎn)移到抗體對應(yīng)的特定位點產(chǎn)生均一化的ADC分子。
另一個趨勢是從ADC到XDC。不僅是抗體方面有不同形式的工程化抗體;對于payload,除腫瘤治療領(lǐng)域可能還有造影劑、熒光標(biāo)記物或其他治療領(lǐng)域如免疫、激素類、糖皮質(zhì)激素等都可應(yīng)用偶聯(lián);中間的linker部分也有更多選擇如高聚物或更加親水的優(yōu)化設(shè)計;總體上體現(xiàn)出萬物皆可偶聯(lián)的趨勢。但仍要看最終目的是要解決何種問題,不是為了偶聯(lián)而偶聯(lián),本質(zhì)是通過靶向性,把payload效應(yīng)分子靶向到靶點中心或附近,通過linker的平衡和穩(wěn)定,通過高效釋放時的促進(jìn)因素釋放出payload而達(dá)到最終目的,所以偶聯(lián)是要圍繞目標(biāo)去做相應(yīng)的分子設(shè)計。

ADC研發(fā)過程面臨諸多挑戰(zhàn),如組成部分繁多、每一部分需要考慮多種因素以及ADC臨床前的研究結(jié)果對后續(xù)的臨床可預(yù)測性不高等都是ADC研發(fā)的難點。除此之外,ADC靶點相對較少,已經(jīng)證實的靶點如HER2、TROP2的競爭十分激烈,但并不意味著沒有機會。實際上,Kadcyla、T-DM1或DS-8201都存在改進(jìn)的空間。工藝上,ADC的工藝放大非常有挑戰(zhàn)性,尤其是從毫克級到百克級再到公斤級的放大過程,非線性放大的工藝參數(shù)十分復(fù)雜。
從CMC研發(fā)角度,ADC相當(dāng)于將原材料分成三部分,每部分的研發(fā)生產(chǎn)、偶聯(lián)以及制劑成品的研發(fā)和生產(chǎn)。因為ADC的結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及兩親性的特征,往往需要做成凍干粉的形式,所以ADC研發(fā)和生產(chǎn)流程較長。從研發(fā)周期角度,從最初的實驗室規(guī)模到中試再到商業(yè)化生產(chǎn),會體現(xiàn)很多變更或技術(shù)轉(zhuǎn)移。項目管理需要考慮時間的靈活性、成本的適應(yīng)性以及質(zhì)量方面的風(fēng)險。ADC的研發(fā)沒有一家企業(yè)能夠全部自主完成,都需要通過合作進(jìn)行下一步開發(fā),所以選擇CDMO至關(guān)重要,如果能夠找到一站式技術(shù)服務(wù)方是非常有效益優(yōu)勢和節(jié)省成本的。蘇州工業(yè)園區(qū)的東曜藥業(yè)擁有一站式端到端的ADC以及單抗研發(fā)和商業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)平臺,從毫克級到公斤級的偶聯(lián)和最終成品的生產(chǎn)能夠在同一廠區(qū)完成。
下圖是單抗的GMP生產(chǎn)環(huán)境,布局了兩千升的一次性生物反應(yīng)器,總產(chǎn)能在兩萬升。單抗灌裝線是Bosch的,可以達(dá)到每分鐘三百平的產(chǎn)能。ADC布局了OEL-5的隔離器,東曜藥業(yè)積極布局更大規(guī)模的2×20平米凍干機,在明年第二季度能夠正式投產(chǎn),屆時的生產(chǎn)能力可以達(dá)到每批五萬瓶的商業(yè)化規(guī)模。

東曜藥業(yè)希望能夠分享項目經(jīng)驗和質(zhì)量體系硬件,和廣大藥物研發(fā)企業(yè)合作。東曜藥業(yè)承接的CDMO項目包含了覆蓋了ADC以及RDC不同研發(fā)階段的項目。東曜藥業(yè)的優(yōu)勢在于具有貝伐珠單抗、TAA013晚期等工藝開發(fā)經(jīng)驗和能力,因此東曜藥業(yè)承接CDMO項目的成功率和客戶滿意度是百分之百。最終希望能夠分享這些優(yōu)勢,滿足真正的臨床需求,為患者盡快生產(chǎn)出價格更合理、治療效果更好的ADC藥物。東曜藥業(yè)希望能夠以品質(zhì)、助創(chuàng)新、共成長。
Q1:請問非內(nèi)吞ADC的研究進(jìn)展如何?
目前有一些企業(yè)在布局非內(nèi)吞ADC,也看到了一些發(fā)表數(shù)據(jù)。我個人覺得整體上是比較有可行性的。一些已上市的ADC作用機制可能不是對腫瘤簡單內(nèi)化的殺傷,有些ADC的代謝特征可能在循環(huán)過程中就釋放了小分子。針對還沒進(jìn)入腫瘤內(nèi)部就釋放的ADC,可以理解成是非內(nèi)吞的機制。這部分還是值得關(guān)注的。
Q2:請問核酸抗體藥物的基礎(chǔ)研究面臨哪些挑戰(zhàn)?
我理解這個問題是不是問抗體偶聯(lián)核酸的一類偶聯(lián)藥物。不好意思,我對這類藥物的了解不是特別多。首先它要能夠偶聯(lián)并保證活性,這是最基礎(chǔ)的挑戰(zhàn)。在核酸能夠真正偶聯(lián)起來且功能不受影響的基礎(chǔ)上要保證高效釋放,滿足偶聯(lián)后的有效性要求。這可能是面臨一大挑戰(zhàn)。
Q3:請問脂質(zhì)體修飾抗體算不算ADC藥物,與普通ADC藥物相比靶向性如何?
廣義上算是。如果是通過偶聯(lián)就可以算是大類XDC概念。脂質(zhì)體本身有被動靶向的特征,抗體的靶向性可能會更明確。也有一些研究在做靶向脂質(zhì)體,它的載藥量可能比ADC更多。我覺得關(guān)鍵難點在于工藝開發(fā),因為脂質(zhì)體技術(shù)是非常有挑戰(zhàn)的,偶聯(lián)抗體則難上加難。所以工藝開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化會存在很多問題。
Q4:請問老師如何看待ADC和PD-1聯(lián)用,其前景如何?
ADC和PD-1聯(lián)用很有前景。從作用機制方面解釋可能更簡單,ADC更偏向于類似化藥的直接殺傷腫瘤,PD-1是抑制免疫,兩種不同作用機制組合具有天然優(yōu)勢。ADC的一些payload除了直接殺傷腫瘤,也有免疫激活或其他免疫方面的功能活性。從這個角度,與大分子聯(lián)用也是一個可能的方向。很期待看到如DS-8201等已上市ADC藥物與PD-1聯(lián)用的臨床試驗的有效結(jié)果。
Q4:看到出現(xiàn)各種Me-too藥物后,ADC會成為新的PD-1嗎?
在十年前,國內(nèi)多家藥企開始做PD-1抗體。從競爭方面,ADC現(xiàn)在的熱度以及競爭趨勢的激烈程度與當(dāng)初的PD-1類似。但首先PD-1是一個靶點,針對這個靶點可以篩選不同的抗體序列,制作不同的抗體藥?,F(xiàn)在有十多款PD-1的上市藥物,ADC對應(yīng)的是單克隆抗體的藥物形式,可能有不同靶點的ADC、不同的payload和抗體。在概念上,兩者不相同。
目前,ADC還有很多沒有解決的問題,如毒性、不穩(wěn)定性。這么多的不確定性給ADC的研發(fā)帶來諸多挑戰(zhàn),存在巨大風(fēng)險。國內(nèi)企業(yè)更多的可能是一些微創(chuàng)新,在風(fēng)險較低的情況下進(jìn)行改進(jìn),不一定是Me-too,做得好可能是Me-better,做得不好可能是me-worse。這點與藥物發(fā)現(xiàn)類似,是需要篩選的;要有足夠的樣本量和不停的嘗試,才能夠有機會得到一些好分子,最終才會有幾個藥物脫穎而出。所以無論競爭還是me-too,在這個角度上也是一件好事,至少大家認(rèn)為ADC方向能做成藥、有工作可做。
Q5:請問TAA013是什么時候立項的?在這個項目中,如果不改變單抗,只改變linker和payload曲妥珠單抗的工藝,也能直接用到其他ADC項目中嗎?
立項時間是2013年,所以尾號是013。如果抗體不變,就是單抗本身的生產(chǎn)工藝了。通過單抗本身前期的開發(fā)、適用性研究是可以做一些適用性匹配擴增的,如貝伐珠單抗就是通過這樣的工藝進(jìn)行生產(chǎn)的。如果是ADC偶聯(lián)工藝,基于賴氨酸偶聯(lián)的工藝,不同linker、payload要做相應(yīng)的開發(fā),可以依據(jù)T-DM1平臺工藝,在此基礎(chǔ)上開發(fā)等于有一定經(jīng)驗,包括質(zhì)量分析。這能夠縮短開發(fā)時間。改變payload或linker,整個分子的性質(zhì)大概率會發(fā)生變化;分子性質(zhì)改變了,至少需要調(diào)整工藝參數(shù),不可能完全一樣。
Q6:非天然氨基酸的單抗可以做大規(guī)模生產(chǎn)嗎?
可以。目前國內(nèi)也有一個基于非天然氨基酸的ADC在關(guān)鍵二期或三期階段。至少從這個案例來說,這種工藝方式能夠進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。當(dāng)然同樣面臨一些問題,因為非天氨基酸要通過改造宿主細(xì)胞把常規(guī)的中止密碼子改成非天然氨基酸對應(yīng)的密碼子的基因工程方式,導(dǎo)入相應(yīng)品種的RNA。整體改造后,會降低宿主細(xì)胞的表達(dá)量。
Q7:請問如何確定目標(biāo)小分子是否能和連接子偶聯(lián)?
關(guān)鍵在于小分子要有相應(yīng)的官能團能夠用于后續(xù)的linker或衍生一些基團去偶聯(lián)而不影響功能。我本人不是純有機合成背景,我的理解是小分子至少要有一個的合適官能團做相應(yīng)的衍生化并和連接子偶聯(lián),才能連到抗體上。連上之后最直接的鑒定是分子量的增加,這通過質(zhì)譜就可以看到。
Q8:ADC位點的設(shè)計之前是隨機,現(xiàn)在更多可能是特異性設(shè)計,如果linker在antibody的位點是如何選擇的?因為antibody很大,所以有什么具體的原則?
關(guān)于偶聯(lián)位點的選擇,我個人理解并沒有具體原則或很好的建議,更多是位點偶聯(lián)以及技術(shù)上能夠?qū)崿F(xiàn),如剛剛介紹的半胱氨酸或賴氨酸可以做定點設(shè)計??紤]偶聯(lián)位點是否可行可能更多是靠篩選,都連上去產(chǎn)生幾個不同的分子,比較體內(nèi)、外水平上的藥效如何、pk較好還是很快被清除。更多的還是基于實驗結(jié)果的比較。
Q9:ADC最終要通過氨基酸脫水進(jìn)入胞內(nèi),那是否較小的antibody效果會更好?延伸出去用mini antibody等來做效果是否會更好?
如果抗體變小,比如mini antibody或更小的抗體形式。很多老師可能在做PDC即基于多肽的偶聯(lián),可能比抗體更小,這也有它的應(yīng)用場景和優(yōu)勢。但跟傳統(tǒng)的抗體antibody相比,半衰期變短,因為抗體有一個fc,有天然循環(huán)的優(yōu)勢。一方面,如果把ADC當(dāng)成靶向化療,除了靶向性還有長效緩釋的特點,抗體變小會有影響。另一方面,如對實體瘤的穿透性,越小的分子穿透能力越好,所以可能要平衡或根據(jù)具體的適應(yīng)癥具體分析。
Q10:現(xiàn)在人源化單抗做的最多是靶點在膜表面的蛋白,但有些在臨床上試驗,也有靶點在胞內(nèi)的蛋白。那么是不是ADC不僅局限于antibody一定是細(xì)胞膜表面,胞內(nèi)的蛋白也可以嘗試?
可以考慮靶向細(xì)胞內(nèi)的一些靶點,但注意給藥形式,目前都是靜脈注射給藥進(jìn)入血液循環(huán),這個過程中如何進(jìn)入腫瘤細(xì)胞內(nèi)可能是個問題??赡芸紤]在抗體上做多功能設(shè)計、用多功能抗體,既靶向到腫瘤表面進(jìn)入內(nèi)部還能靶向到細(xì)胞內(nèi)靶點,應(yīng)該可以實現(xiàn)。
Q11:請問一步法、兩步法的體內(nèi)、外差異原因是偶聯(lián)位點不同嗎?
一步法、兩步法最主要的區(qū)別是因為偶聯(lián)位點的不同而產(chǎn)生不同的毒性、有效性以及不同的小分子脫落率。它本身做出來的偶聯(lián)位點就是差異最大的。偶聯(lián)位點不同是因為抗體表面的賴氨酸不是完全相同的。在不同的立體結(jié)構(gòu)中,每個賴氨酸附近的化學(xué)微環(huán)境、溶劑可接觸表面也是不同的;考慮到這一點,先連一個小的linker還是先連一個連著DM1較大的分子。一方面是化學(xué)位阻,另一方面可能是氫鍵或具體微環(huán)境的非共價相互作用的影響,導(dǎo)致最終偶聯(lián)位點的不同而造成其他差異。
Q12:是否有全新設(shè)計的特異蛋白偶聯(lián)藥物分子的相關(guān)進(jìn)展?
這個看如何理解。如剛剛分享的DS-8201的分子,如果之前不關(guān)注,那可能就是全新的。但都不是憑空產(chǎn)生的,都是在前面的基礎(chǔ)上優(yōu)化改進(jìn)的。成功都是踩在前人的肩膀上完成的。靜心調(diào)查或關(guān)注就會發(fā)現(xiàn)都是一點點進(jìn)步的,沒有憑空創(chuàng)新出來的。
Q13:脂質(zhì)體的工藝開發(fā)難點在哪里? m-RNA疫苗獲批不算是解決了脂質(zhì)體工藝開發(fā)的問題嗎?
因為我不是這個行業(yè)的研發(fā)人員,所以只能以自己的理解嘗試回答。我覺得主要是質(zhì)量穩(wěn)定性方面的問題,因為它是納米藥物,納米粒藥物的分子尺度、均一性分布很難控制,尤其在工藝放大的過程中,它并不是均一化的分子而是更大尺度的納米粒。所以控制分布比較困難,尤其需要考察傳統(tǒng)化藥脂質(zhì)體的包封率、泄露率。
mRNA疫苗的獲批不能以個例或極端例子代表整個行業(yè)。獲批的mRNA疫苗畢竟是少數(shù),不能代表脂質(zhì)體工藝開發(fā)沒問題或mRNA疫苗都可以順利做出,還有很多需要解決的問題。如并不是十余款A(yù)DC藥物獲批上市就代表ADC完全沒有問題。如果仔細(xì)研究,還有很多問題。
Q14:單抗靶點藥物是不是都適合開發(fā)ADC?
要看不同的靶點。如果主流相關(guān)的TA靶點,理論上可以試一下。但像剛剛討論的PD-1可能就不適合。但也看到有PD-L1為靶點的ADC,但配體PD-1一端應(yīng)該不太適合傳統(tǒng)毒性的ADC開發(fā)。
Q15:請問RDC藥物前景如何,靶點選擇上有什么要求?
現(xiàn)在越來越多人關(guān)注到RDC藥物。我理解是基于放射性核素偶聯(lián)的一類藥物。它主要靠放射性核素殺傷細(xì)胞,類似于靶向放療。在靶點上和ADC有些相似,都需要腫瘤與正常組織存在差異化的表達(dá)量,與ADC思路不完全相同,但前景仍然值得關(guān)注。
因為涉及核素,所以大多數(shù)還是在醫(yī)院進(jìn)行最終的偶聯(lián)配置,即把核素偶聯(lián)到藥物上。不管是從資質(zhì)上還是操作性上,現(xiàn)實中有很多問題需要解決。不像ADC藥物直接灌封到瓶內(nèi)就可以直接溶解注射,大多數(shù)RDC需要有配置的操作。
Q16:Click如何除同?
有一些Click的點擊化學(xué)可以不依賴金屬離子。使用這類可能工藝上更友好。如何除同,沒有具體的經(jīng)驗。
Q17:一般SMCC-linker引起的脫落程度有多少?
要具體看連接什么分子。影響脫落的因素很多,包括制劑的穩(wěn)定性、制劑工藝開發(fā)的水平、如何保存等諸多因素都會影響脫落情況;包括偶聯(lián)位點不同,暴露傾向性也不同,如果表面容器接觸較多的偶聯(lián)位點可能更容易脫落。比如TAA013項目的整體脫落程度并不高,在長期穩(wěn)定性檢測過程中,DAR值以及free-drug基本沒有顯著變化。
主講人簡介:黃鵬,東曜藥業(yè)ADC研發(fā)負(fù)責(zé)人。博士畢業(yè)于浙江大學(xué),并在中科院上海藥物所進(jìn)行博士后研究。加入東曜藥業(yè)后,作為項目負(fù)責(zé)人主導(dǎo)多個生物藥項目的研發(fā)。黃鵬博士入選上海市青年科技英才“揚帆計劃”、江蘇省雙創(chuàng)計劃等,曾主持及參與了20余項國家、省部級科研項目。