揭秘ADC药物生产的黑科技工艺

揭秘ADC药物生产的黑科技工艺

抗体药物偶联物（Antibody-Drug Conjugate，ADC）是一种创新的靶向抗癌药物，通过将高特异性的单克隆抗体与强效的小分子细胞毒性药物偶联，精准递送至肿瘤细胞，减少对正常组织的损害。ADC药物的生产是一个高度复杂且精密的过程，涉及多个关键步骤，包括抗体生产、连接子和细胞毒性药物的合成、偶联反应以及纯化过程。

ADC药物主要由三个关键部分组成：

1. 单克隆抗体：负责精准靶向肿瘤细胞表面的特定抗原，确保药物能够准确到达目标位置。

2. 细胞毒性药物：具有极强的抗癌活性，能够高效杀伤肿瘤细胞。这类药物通常比传统化疗药物的毒性高1-2个数量级，有的甚至达到皮摩尔（pM）级别。

3. 连接子：作为桥梁，将抗体与细胞毒性药物连接在一起。连接子的设计需要确保药物在血液循环中的稳定性，同时在到达肿瘤细胞后能够有效释放药物。

抗体的生产通常采用哺乳动物细胞培养技术。CHO（中国仓鼠卵巢）细胞是最常用的宿主细胞，因其能够产生与人类相似的糖基化修饰，确保抗体的生物活性和稳定性。

1. 细胞培养：将含有抗体基因的CHO细胞在生物反应器中进行大规模培养。培养条件需要严格控制温度、pH值、营养成分等因素，以确保细胞的生长和抗体的表达。

2. 收获和纯化：培养结束后，通过离心或过滤收获含有抗体的培养液。然后采用多步纯化工艺，如蛋白A亲和层析、离子交换层析等，去除杂质和宿主细胞残留物，获得高纯度的抗体。

连接子和细胞毒性药物的合成是ADC药物生产中的关键步骤。连接子需要具备以下特性：

• 稳定性：在血液循环中保持稳定，避免提前释放药物导致副作用。
• 可裂解性：在到达肿瘤细胞后能够被特定酶或环境条件触发，释放细胞毒性药物。
• 亲水性：保持药物的溶解性和减少聚集。

细胞毒性药物的合成则需要确保其高活性和稳定性，同时避免在生产过程中对操作人员造成危害。

偶联反应是ADC药物生产的核心步骤，将抗体与细胞毒性药物通过连接子连接在一起。传统的偶联方法是随机偶联，但这种方法会导致产物异质性高，影响药物疗效。因此，定点偶联技术逐渐成为主流。

定点偶联技术主要包括：

1. 非天然氨基酸引入：通过基因工程在抗体特定位置引入非天然氨基酸，作为偶联位点。
2. 反应性半胱氨酸：利用抗体中的半胱氨酸残基进行定点偶联。
3. 酶催化技术：使用特定酶催化连接子与抗体的偶联反应。
4. 糖基化偶联：利用抗体Fc段的糖基化结构进行定点偶联。

其中，糖基化偶联技术因其高效性和可控性而备受关注。例如，Synaffix公司的GlycoConnect技术采用两酶三步法，通过内切糖苷酶和糖基转移酶实现定点偶联。糖岭生物的DisacLink技术则通过筛选得到的野生型糖苷内切酶，实现一酶一步偶联，极大简化了工艺步骤。

ADC药物的纯化是确保产品质量的关键步骤。由于ADC药物结构复杂，纯化工艺需要去除未偶联的抗体、未偶联的细胞毒性药物、聚合物等杂质。

常见的纯化方法包括：

1. 超滤/渗滤（UF/DF）：用于浓缩和置换缓冲液。
2. 亲和层析：去除未偶联的抗体。
3. 离子交换层析：去除聚合物和其他杂质。
4. 疏水层析：控制裸抗含量和DAR值（药物抗体比）。

赛分科技推荐对于引入酶的偶联方式采用MabPurix系列亲和层析配合Monomix Mab60-SP阳离子交换的方式进行纯化；对于需去除ADC样品中的聚集体、片段以及电荷异质性杂质采用阳离子交换层析（Monomix Mab60-SP），可实现高效纯化。另一方面如需控制裸抗含量或者去除DAR值的样品可尝试采用疏水层析。

ADC药物的生产需要严格的质量控制体系，确保产品的安全性和有效性。关键的质量控制参数包括：

• 药物抗体比（DAR）：控制在4左右，过高会导致药物耐受性降低，过低则影响疗效。
• 均一性：确保ADC药物的批次间一致性。
• 稳定性：评估药物在储存和运输过程中的稳定性。
• 安全性：检测脱靶效应和残留毒性。

ADC药物的生产是一个高度复杂且精密的过程，涉及多个关键步骤。通过不断的技术创新和工艺优化，ADC药物的生产效率和产品质量得到了显著提升，为癌症治疗带来了新的希望。