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熙寧小課-第120期 | 揭秘ADC藥物之PK檢測(cè)形式和結(jié)果一致性的關(guān)鍵考量
發(fā)布作者:熙寧生物發(fā)布時(shí)間:2023-10-26

有著“生物導(dǎo)彈”之稱的ADC藥物在近幾年可謂是非常的火熱。按照相關(guān)機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè),2023-2030年ADC市場(chǎng)將繼續(xù)保持高速增長(zhǎng)狀態(tài),年復(fù)合增長(zhǎng)率可達(dá)30%,預(yù)計(jì)今年ADC藥物市場(chǎng)規(guī)模就將突破百億美元大關(guān)。


截止到今年8月份,ADC市場(chǎng)也早已捷報(bào)頻傳。在2月中旬,ADC藥物的重磅產(chǎn)品DS-8201在國(guó)內(nèi)順利上市,緊接著在3月份,輝瑞正式宣布以428億美元的價(jià)格收購(gòu)ADC領(lǐng)域龍頭公司Seagen,一舉刷新了ADC領(lǐng)域并購(gòu)金額的紀(jì)錄。除此之外,國(guó)內(nèi)ADC藥企的跨國(guó)轉(zhuǎn)讓授權(quán)也不斷傳來(lái)好消息,比如信諾維、映恩、啟德、百力司康等等。可以說(shuō)目前市場(chǎng)對(duì)ADC藥物的追逐進(jìn)入了白熱化的狀態(tài),很多藥企也視ADC為下一個(gè)PD-1般的存在。


PART 01

ADC藥物簡(jiǎn)介


從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō),ADC是由單克隆抗體、連接子和小分子藥物構(gòu)成的多結(jié)構(gòu)域分子,通過(guò)ADC分子的抗體部位特異地結(jié)合到目標(biāo)細(xì)胞表面的靶抗原,介導(dǎo)內(nèi)化作用后進(jìn)入細(xì)胞,再通過(guò)細(xì)胞內(nèi)環(huán)境和溶酶體的作用釋放出小分子藥物發(fā)揮作用。與單獨(dú)使用抗體或小分子藥物相比,ADC 兼具了小分子與抗體藥物的雙重優(yōu)勢(shì)。


理想的ADC藥物能在循環(huán)系統(tǒng)中穩(wěn)定存在并能準(zhǔn)確到達(dá)靶標(biāo)部位,最終在靶標(biāo)位置釋放載荷。從靶點(diǎn)上來(lái)說(shuō),理想的靶點(diǎn)需要滿足兩個(gè)條件,一個(gè)是僅在靶標(biāo)細(xì)胞上表達(dá)或者主要在靶標(biāo)細(xì)胞上表達(dá),第二個(gè)是在抗體結(jié)合后可以進(jìn)行內(nèi)化。傳統(tǒng)的靶點(diǎn)是在腫瘤細(xì)胞上高表達(dá)的一些靶點(diǎn),比如HER2、EGFR,目前也有一些較新的靶向腫瘤微環(huán)境的ADC靶點(diǎn)。從抗體上來(lái)說(shuō),為了更好的將ADC導(dǎo)向靶標(biāo)細(xì)胞,抗體需要考慮其親和力、靶點(diǎn)結(jié)合后內(nèi)吞入細(xì)胞的能力、免疫原性以及半衰期等。目前抗體端除了使用人源化的單抗以外,減少分子量以增加穿透性的抗體片段、增加靶向效率的雙表位或者雙靶點(diǎn)的雙抗也出現(xiàn)在不少ADC中。連接子也是非常重要的部分,直接決定了ADC的穩(wěn)定性以及在腫瘤細(xì)胞中釋放毒素的效率,包括可裂解和不可裂解兩種類型,不可裂解的連接子在循環(huán)系統(tǒng)中更穩(wěn)定,脫靶毒性較低;可裂解的連接子在小分子藥物釋放后可以發(fā)揮旁觀者效應(yīng),增加效果。小分子藥物主要是針對(duì)腫瘤適應(yīng)癥的毒素,例如微管蛋白抑制劑、DNA損傷劑,或者是一些針對(duì)自身免疫適應(yīng)癥的激素類調(diào)節(jié)分子,目前也有一些ADC藥物同時(shí)連接兩種不同的小分子藥物協(xié)同發(fā)揮藥效。


ADC藥物發(fā)展至今共經(jīng)歷了三代技術(shù)的變革,在穩(wěn)定性、DAR(小分子藥物和抗體的結(jié)合比)值均一性、CMC特性、抗腫瘤活性上都在不斷改善,治療窗口也在不斷擴(kuò)大。尤其是第三代的ADC,由于定點(diǎn)偶聯(lián)技術(shù)的發(fā)展,在很大程度上改進(jìn)了DAR值均一性的問(wèn)題,改善了ADC藥物的藥代動(dòng)力學(xué)特性。


PART 02

ADC藥物的體內(nèi)代謝和PK檢測(cè)形式


本質(zhì)上來(lái)說(shuō),ADC藥物是一個(gè)不均一的混合物。不同的DAR值,同樣DAR值不同的偶聯(lián)位點(diǎn),都可能產(chǎn)生不同的分子。在進(jìn)入體內(nèi)以后,一方面ADC分子可能會(huì)因?yàn)轶w內(nèi)的降解而產(chǎn)生相應(yīng)的變化,另一方面不同DAR值的ADC分子可能會(huì)有不同的清除率,所以隨著給藥時(shí)間的推移,不同采樣點(diǎn)上ADC的DAR值分布和開(kāi)始給藥的ADC藥物可能會(huì)有很大的不同,尤其是在比較靠后的時(shí)間點(diǎn)。


隨著ADC分子在體內(nèi)的代謝變化,最終會(huì)形成不同的檢測(cè)物形式,主要是不同DAR值的完整的ADC分子、沒(méi)有連接小分子藥物的裸抗、游離的小分子藥物及其代謝物。那在臨床生物分析檢測(cè)時(shí),重點(diǎn)需要關(guān)注檢測(cè)哪些形式呢?可以先看一下已上市的ADC藥物的相關(guān)信息。


表1  已上市ADC藥物臨床PK檢測(cè)形式總結(jié)

從上表的總結(jié)可以看出,在目前全球上市的15款A(yù)DC藥物的臨床PK檢測(cè)上,絕大部分檢測(cè)的是總抗體(PK-TAb)、ADC(PK-ADC)和游離小分子藥物(PK-Payload)這三項(xiàng)。在檢測(cè)方法上,通常使用LBA方法檢測(cè)總抗體和ADC,少量上市藥物使用LC-MS進(jìn)行檢測(cè),游離小分子藥物均使用LC-MS方法檢測(cè)。


PART 03

基于LBA平臺(tái)的PK檢測(cè)


從ADC的代謝特征上來(lái)看,目前ADC藥物總體而言表現(xiàn)的是類似抗體的特征,比如較低的清除率、較長(zhǎng)的半衰期、低分布容積、非線性分布和消除等。


對(duì)于反映ADC藥物PK特征的總抗體和ADC的檢測(cè),目前LBA是最常用的檢測(cè)方式,從方法設(shè)計(jì)上來(lái)說(shuō),對(duì)于總抗體,可以使用一對(duì)試劑對(duì)來(lái)分別作為捕獲和檢測(cè)試劑,這里的試劑可以考慮使用特異性的抗ADC抗體端的抗體、靶點(diǎn)蛋白、通用型的抗IgG抗體。對(duì)于ADC的檢測(cè),通常使用抗小分子藥物的抗體作為捕獲試劑,再使用抗ADC抗體端的抗體、靶點(diǎn)蛋白或者通用型的抗IgG抗體作為檢測(cè)試劑進(jìn)行試劑配對(duì)組合。


圖1  ADC藥物-TAb & ADC 方法設(shè)計(jì)


由于ADC藥物的PK需要檢測(cè)TAb和ADC兩種不同的形式,為了最大程度的保證兩種不同形式檢測(cè)結(jié)果的可比性,需要在方法開(kāi)發(fā)中重點(diǎn)考慮DAR值敏感性和靶點(diǎn)干擾對(duì)檢測(cè)的影響, 并在開(kāi)發(fā)中最大程度保證兩種方法的一致性。

關(guān)鍵點(diǎn)一:DAR值敏感性


ADC藥物在進(jìn)入體內(nèi)以后,會(huì)有一系列的代謝轉(zhuǎn)化。一方面ADC分子中的毒素可能會(huì)在循環(huán)系統(tǒng)脫落或部分脫落,另一方面不同DAR值的ADC分子可能會(huì)有不同的清除率,通常DAR值更大的分子清除率更快。所以從ADC分子的變化來(lái)說(shuō),隨著時(shí)間的推移,分析物本身的DAR值分布總體而言會(huì)有降低的趨勢(shì)。在分析方法開(kāi)發(fā)時(shí),使用不同DAR值標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行測(cè)試,選擇DAR值不敏感的分析方法就是一個(gè)保證樣品結(jié)果可比性的關(guān)鍵點(diǎn)。


例如上表中的例子,在該例子中,ADC的平均DAR值是4,從不同配對(duì)試劑的結(jié)果來(lái)看,對(duì)于總抗體的測(cè)試數(shù)據(jù),其試劑配對(duì)1在低DAR值標(biāo)準(zhǔn)品及裸抗檢測(cè)時(shí),測(cè)定結(jié)果明顯偏低,試劑配對(duì)2受DAR值影響較??;對(duì)于ADC的方法而言,其試劑配對(duì)1受DAR值影響較小,但試劑配對(duì)2在檢測(cè)低DAR值標(biāo)準(zhǔn)品時(shí)明顯結(jié)果偏低。在這個(gè)例子中,如果我們?cè)诳偪贵w和ADC的檢測(cè)上,都選擇其相應(yīng)的試劑配對(duì)1,在實(shí)際的樣品檢測(cè)中,很可能會(huì)出現(xiàn)ADC濃度大于總抗體的情況,因?yàn)榭偪贵w檢測(cè)結(jié)果在DAR值變低后是偏低的。另外,如果我們?cè)诳偪贵w和ADC的檢測(cè)上,都選擇其相應(yīng)的試劑配對(duì)2,結(jié)果很可能會(huì)出現(xiàn)ADC濃度明顯低于總抗體的情況,看上去像是ADC分子的毒素有很多全部脫落了,但其實(shí)和方法學(xué)也有不小的關(guān)系。


從上面的討論中,我們可以看出,ADC臨床檢測(cè)中出現(xiàn)的有些不合邏輯的問(wèn)題,是可以在方法學(xué)中找到原因的,我們也可以通過(guò)前期方法學(xué)更細(xì)致的設(shè)計(jì)和測(cè)試,選擇最優(yōu)的方法形式以免在樣品檢測(cè)中出現(xiàn)問(wèn)題。就如上面這個(gè)例子,最終正確的選擇顯然是用總抗體的試劑配對(duì)2進(jìn)行總抗體的檢測(cè),ADC的試劑配對(duì)1進(jìn)行ADC的檢測(cè),這樣才能保證方法學(xué)檢測(cè)不同DAR值A(chǔ)DC產(chǎn)物的一致性。

關(guān)鍵點(diǎn)二:靶點(diǎn)干擾

ADC藥物是靶向細(xì)胞上的靶點(diǎn),靶點(diǎn)通常在循環(huán)系統(tǒng)中濃度并不是很高,因此靶點(diǎn)干擾的問(wèn)題經(jīng)常容易被忽視。但在實(shí)際的項(xiàng)目中,一方面部分靶點(diǎn)在循環(huán)系統(tǒng)中的濃度并不低,例如BCMA,濃度在幾百ng/mL;又例如HER2,在部分高表達(dá)患者中,循環(huán)系統(tǒng)中能到達(dá)μg/mL水平;另一方面,很多靶點(diǎn)在給藥后循環(huán)系統(tǒng)中的總濃度會(huì)增加,這些都會(huì)增加靶點(diǎn)對(duì)方法的影響,尤其是對(duì)一些樣品濃度低的采樣點(diǎn),如果分析方法在總抗體和ADC方法的靶點(diǎn)耐受上差異很大,很可能也會(huì)造成檢測(cè)結(jié)果的不一致。


總體而言,對(duì)于靶點(diǎn)干擾的問(wèn)題,需要我們?cè)诜椒ㄔO(shè)計(jì)時(shí)關(guān)注總抗體和ADC方法檢測(cè)的藥物形式是否有差別,也就是我們?cè)趩慰箼z測(cè)中的total和free的問(wèn)題。那另外就是在開(kāi)發(fā)階段,需要進(jìn)行靶點(diǎn)干擾的測(cè)試,選擇不受靶點(diǎn)預(yù)期濃度干擾的方法形式,或者選擇靶點(diǎn)對(duì)總抗體和ADC干擾程度近似的方法形式。

關(guān)鍵點(diǎn)三:方法一致性

對(duì)于總抗體和ADC的檢測(cè),在方法層面上盡可能保證一致性,也能更好的保證樣品在檢測(cè)上的一致性。例如,除包被試劑不同外,盡可能使用相同的緩沖液和檢測(cè)試劑;方法參數(shù)(定量范圍、MRD等)及操作盡可能一致。在定量范圍一致的情況下,推薦使用同一批標(biāo)準(zhǔn)曲線和質(zhì)控樣品進(jìn)行總抗體和ADC的檢測(cè),以減少配制帶來(lái)的差異。


PART 04

熙寧生物|精翰生物ADC藥物檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)


熙寧生物|精翰生物在ADC藥物的檢測(cè)上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),涵蓋ADC藥物的熱門(mén)靶點(diǎn)EGFR、HER2、FRα、Trop2、Nectin-4、B7-H3等等,目前有20多種ADC藥物正在熙寧|精翰進(jìn)行檢測(cè)分析,歡迎感興趣的朋友在后臺(tái)留言咨詢。


表2 熙寧生物|精翰生物ADC藥物檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)(部分)


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