▎本文作者为安渡生物生物分析和生物标志物团队。
近年来,大分子生物药研究发展迅猛,其中抗体药物偶联物(Antibody-drug conjugate, ADC)类药物在肿瘤靶向治疗领域因有效提高了治疗窗口和疗效且改善了患者耐受而成为国内外创新药物药物研发的新热门方向,备受医药研发领域人员的关注。 ADC药物的非临床生物分析研究可以揭示药物的药代动力学特征,促进对其体内作用机制,代谢转化过程,及各种PK/TK参数进行准确全面的评估,进而可以促进安全有效的ADC药物的临床开发,所以是药物开发过程中的重要环节之一。
ADC药物的异质性 ADC药物的异质性主要源于其复杂的结构和生产过程,与抗体-药物偶联的比例、药物载荷的分布、连接子的种类和长度、以及抗体本身的性质等有关,这导致了不同批次药物分子间的差异性,进而影响了药物的疗效和安全性。 DAR值体内动态变化 除了与药物的生产制备工艺相关外(连接子的类型、偶联方式等),ADC药物得DAR值(Drug-to-Antibody Ratio)在体内也会经历动态变化,与体内许多生理因素(如pH值、温度、酶活性等)相关。不同DAR值的ADC药物在体内的稳定性和半衰期可能有所不同,从而影响了药物在靶标部位的浓度和持续时间,并随之对药物的安全性和药效产生影响。 待测物的选择 对于小分子药物和蛋白类药物,一般定量测定可了解其暴露量与药效应答(Exposure Response,ER)的关系。考虑到ADC分子中同时具有抗体和小分子载荷部分,体内的DAR值动态变化,再加上目前ADC药物临床数据有限,因此哪种(些)待测物的浓度决定或影响了药物的ER关系尚难确定。 根据FDA2024年3月份发布的“Guidance for Industry: Clinical Pharmacology Considerations for Antibody-Drug Conjugates”,建议在ADC药物研发初期,尽可能测定多种待测物以了解ADC药物中各个组成部分的PK特征。如:总抗体(DAR ≥ 0,包括偶联抗体和裸抗)、偶联ADC(偶联抗体和偶联药物)和游离小分子药物。
一般来说,生物大分子的定量分析采用LBA方法,小分子药物采用LC-MS/MS方法。ADC需要对其抗体部分和小分子药物部分同时进行定量测定,因此LBA和LC-MS/MS的方法均被应用到ADC药物的生物分析中。
LBA方法常用于ADC药物中总抗体、偶联抗体和偶联药物的检测(如下),原理简单,但关键试剂的要求较高,依赖于一对高质量的特异性抗体来识别蛋白药物的不同抗原表位,而这些试剂其开发周期可能较长,在药物开发的早期通常难以获得。另外,在进行非临床实验时,易受动物体内抗药物抗体的影响。
LC-MS/MS目前主要用于测定游离小分子,因其结合了液相色谱的高分离效能和质谱的高灵敏度和高特异性,使得它能够准确地检测和定量游离小分子药物。
近年来出现了杂交(亲和捕获)LC-MS/MS方法检测ADC药物(如下)。和上述两种方法不同,杂交LC-MS/MS方法是基于目标蛋白特征肽段的氨基酸独特序列信息来实现方法的选择性,降低了对特异性抗体试剂的依赖,并且可实现对多种形式的ADC药物组份(总抗体、偶联抗体、偶联药物)的全面分析检测。
尤其在早期研发阶段,杂交LC-MS/MS方法不依赖于关键特异性试剂的可获得性,比较容易形成检测不同ADC药物组份的通用方法,进而可以极大的节约早期药物筛选的宝贵时间。随着ADC药物的快速发展,监管机构对于药物分析的要求也在不断提高,而基于LC-MS/MS的方法与传统的LBA方法相比有诸多优势,如更好的特异性,更低的特异抗体依赖性,更宽的线性范围,和更短的方法开发时间等,可以帮助药物开发者和监管机构更快更好地对ADC药物进行评估,有望成为对ADC药物进行定量生物分析的主要技术手段。
目前各药企研发管线上的ADC药物的抗体部分大多是基于人源化或全人源的IgG1或IgG4,这为ADC药物非临床研究阶段建立和应用通用型生物分析方法提供了可行性。 抗体部分(总抗体或偶联抗体)通用型检测方法本质上就是在动物基质样本中利用人 IgG1/IgG4恒定区的共享型特征性肽段,对ADC药物抗体部分进行定量测定。而偶联药物部分则基于可切割的连接子(通常为肽链)使用肽酶切割释放偶联的载荷分子,然后进行定量检测,从而可以评估ADC药物体内的DAR值变化。