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摘要
本研究报告旨在研究国内外ADC药物行业发展及药物研究开发进展情况，总结分析赛道竞争格局，对国内外研发情况进行分析比较，并分析总结ADC药物行业发展趋势，为中国制药产业决策者提供参考。
重要声明：本报告内容及观点仅供参考，不构成任何投资建议。
ADC药物概述
抗体偶联药物(Antibody–Drug Conjugates，ADC)由靶向特异性抗原的单克隆抗体药物和小分子细胞毒药物通过连接子偶联而成，兼具传统小分子化疗的强大杀伤效应及抗体药物的肿瘤靶向性。
ADC由三个主要部分组成：负责选择性识别癌细胞表面抗原的抗体，负责杀死癌细胞的药物有效载荷，以及连接抗体和有效载荷的连接子。ADC药物依靠单抗对肿瘤细胞相关抗原的特异性和靶向性达到肿瘤细胞，并通过内吞作用进入细胞，偶联链在细胞内低PH值或溶酶体蛋白作用下断裂，释放出细胞毒药物导致肿瘤细胞死亡。
抗体偶联药物(antibody-drugconjugate,ADC)的研究可以追溯到1980s，但是直到2000年，首个抗体偶联药物（商品名Mylotarg，Pfizer研发）才被FDA批准用于治疗急性粒细胞白血病，但由于偶联技术、靶向性、有效性等受限，完整的抗体偶联药物在血液不稳定，导致致死性毒性的产生，于2010年撤市。这使得本就不明朗的ADC药物研究，更蒙上了一层阴影。
但是随着Takeda/SeattleGenetics通过对原有技术的改进，利用自己的新型抗体偶联技术开发了brentuximabvedotin(SGN-35，商品名Adcetris)新型抗体偶联药物，并与2011年被FDA批准用于治疗霍奇金淋巴瘤和系统性间变性大细胞淋巴瘤。2013年抗体偶联药物再次取得突破，Genentech/ImmunoGen联合开发的Ado-trastuzumabemtansine(T-DM1，商品名Kadcyla)被FDA批准用于HER2阳性乳腺癌，这是首个针对实体瘤的抗体偶联药物。随着这两个药物的研发成功，ADC药物再次以火热的状态进入人们的研究视野。
目前全球已有12款ADC药物获批，有约110款候选药物正处于临床阶段。据弗若斯特沙利文报告称，2030年全球ADC药物规模预计达到207亿美元，国内规模达到42亿美元。
（一）ADC药物结构与特点
ADC药物由单克隆抗体、偶联链(linker)和细胞毒性小分子药物三部分组成。小分子药物通过偶联链连接至单抗，ADC药物依靠单抗对肿瘤细胞相关抗原的特异性和靶向性达到肿瘤细胞，并通过内吞作用进入细胞，偶联链在细胞内低PH值或溶酶体蛋白作用下断裂，释放出细胞毒药物。ADC药物的出现填补了抗体药物和传统化疗药物之间的空白，提高了药物的特异性并改善了治疗窗口。
ADC药物的设计思路是将抗体与细胞毒药物进行偶联，从而同时发挥抗体高特异性与细胞毒小分子的高毒性，利用抗体-抗原的高度靶向结合将药物输送至肿瘤部位，将细胞毒药物强大的细胞杀伤能力集中于肿瘤细胞，降低正常组织的毒副作用。
（二）ADC药物发展历史回顾与分析
抗体偶联药物(ADC)的理论基础可以追溯到1913年诺奖得主Paul Ehrlich提出的“魔法子弹”概念，将能杀死癌细胞的药物安装在特异性靶向癌细胞的载体上，就能实现定向杀死癌细胞，而不伤害人体正常细胞。1958年，Mathe首次将抗鼠白细胞免疫球蛋白与甲氨喋呤(MTX)偶联用于白血病的治疗，但当时技术比较落后，到1983年，才出现首次成功的ADC临床试验。直到2000年，辉瑞研发的首个抗体偶联药物Mylotarg被FDA批准用于治疗急性粒细胞白血病，不过由于被发现了严重的致命性肝损伤，辉瑞于2010年年主动撤市，受此影响，ADC药物研究前景也受到质疑。近年来随着偶联技术、小分子毒素及抗体修饰技术的进步和突破，ADC领域迎来重大突破，2019年FDA批准了3款ADC药物上市，从销售业绩来看，较早上市的Adcetris及Kadcyla已突破10亿美元关卡，跻身重磅炸弹行列，研究热度迅速增长。
一个成功的ADC药物取决于两个关键因素。第一需要一个稳定可靠的连接子连接抗体和有效载荷，这个连接子在血浆循环中保持稳定，并且在肿瘤细胞内吞后迅速切割，以便有选择地将有效载荷传递到肿瘤中，并限制由于非靶向毒性引起的不良反应。连接子需要对溶酶体条件（蛋白酶、酸性和还原介质）敏感。第二个成功的关键因素是必须将一种强大的细胞毒性剂偶联到抗体上。事实上，由于有效载荷（例如蒽环类药物）的效力较低，第一批ADC的特点是治疗指数较低，导致到达最大耐受剂量(MTD)时治疗效果依然非常有限。
第一代ADC药物
在第一代ADC药物中，丝裂霉素C，伊达比星，蒽环类，N-乙酰马法兰，阿霉素，长春花生物碱和甲氨蝶呤等抗肿瘤药物主要通过不可裂解的连接物（酰胺或琥珀酰亚胺）与鼠单抗偶联。
2000年美国FDA批准首款抗体偶联药物Gemtuzumab Ozogamicin（商品名Mylotarg，惠氏，辉瑞子公司），靶点为CD33，Gemtuzumab Ozogamicin由三部分构成：1）重组人源化IgG4 kappa型单抗Gemtuzumab；2）具有细胞毒性的N-乙酰基γ卡奇霉素；3）由4-(4-acetylphenoxy)-butanoic acid (AcBut) 和3-methyl-3-mercaptobutane hydrazide(dimethylhydrazide)组成的酸裂解型双功能Linker分子。Linker分子将卡奇霉素共价连接到单抗，药物抗体比率ADR平均为2~3。该药物被靶细胞内吞后，通过水解linker释放卡奇霉素，诱导双链DNA断裂，致使细胞周期停滞并凋亡。该药用于治疗CD33阳性的急性骨髓性白血病。
▲Gemtuzumab Ozogamicin结构式
随后发现，与其它抗癌药物比较Gemtuzumab Ozogamicin没有显著的临床优势，而且具有严重的肝毒性。2010年，Gemtuzumab Ozogamicin上市10年后，主动撤出市场。Gemtuzumab Ozogamicin潜在的治疗缺陷包括，连接物具有不稳定性，约48小时释放50%的化学药物；药物中的卡奇霉素具有高度疏水性，与单抗结合率为50%，毒性高，CMC较差。此外，也有研究证明单抗Gemtuzumab可通过外排泵(MDR1和MRP1)从细胞中清除出去，与其它抗癌药物比较没有显著的临床疗效。
第二代ADC药物
经过近10年单抗药物的迅猛发展，以及更有效的抗癌小分子药物被陆续发现(100-1000倍)。第二代ADC药物比第一代具有更好的CMC特性。第二代药物代表包括Brentuximab vedotin，Ado-trastuzumab emtansine，InotuzumabOzogamicin。
然而，第二代药物存在治疗窗口狭窄的问题，主要原因在于低脱靶毒性，与非结合小分子药物的抗体竞争肿瘤靶点。第二代具有不同药物/抗体比率(DAR)0-8。通常DAR超过4，会显示低耐受性，血浆清除效率高和体内作用效能低[3]。例如Brentuximab vedotin为4，Ado-trastuzumab emtansine为3.5，InotuzumabOzogamicin为6。
1）Adcetris
Brentuximab vedotin(商品名Adcetris)由Seattle Genetics和Millennium（武田制药的子公司）联合研发，2011年8月获美国FDA批准上市，靶点为CD30，由三部分构成：1）靶向CD30的嵌合型IgG1 kappa单抗Brentuximab；2）微管抑制剂MMAE(monomethyl auristatin E)；3）蛋白酶裂解型linker分子maleimidocaproyl-valyl-citrullinyl-p-aminobenzyloxycarbonyl(mc-val-cit-PABC)。Linker通过半胱氨酸残基将MMAE共价偶联到单抗，药物单抗比率DAR平均为3~5。Brentuximab vedotin被靶细胞内化后，通过蛋白酶裂解下来的MMAE可结合微管蛋白并破坏细胞的微管网络，导致细胞周期停滞和细胞凋亡。适应症为霍奇金淋巴瘤、系统性间变性大细胞淋巴瘤、套细胞淋巴瘤和蕈样真菌病。
▲Brentuximab vedotin结构式
Ado-trastuzumab emtansine（商品名Kadcyla）由基因泰克（罗氏的子公司）研发，2013年2月获得美国FDA批准上市，靶点为HER2，由三部分构成：1) 靶向HER2的曲妥珠单抗；2) 稳定的硫醚类连接物MCC(4-[N-maleimidomethyl] cyclohexane-1-carboxylate)；3) 美登素衍生物类型的微管抑制剂DM1。MCC-DM1复合物称之为emtansine。药物抗体比率DAR平均值为3.5。Ado-trastuzumab emtansine通过抑制HER2信号通路和破坏微管网络诱导细胞周期停止和凋亡。适应症为HER2阳性且之前至少接受过曲妥珠单抗、taxane单独或联合治疗的转移性乳腺癌。
▲Ado-trastuzumab emtansine结构式
Inotuzumab Ozogamicin（商品名Besponsa）由辉瑞公司和优时比联合开发， 2017年6月获得欧洲药物管理局(EMA)批准上市，2017年8月获美国FDA批准上市，靶点为CD22，由三部分组成：1）重组人源化IgG4 kappa型单抗Inotuzumab；2）可引起胞内双链DNA断裂的N-乙酰-γ-卡里奇霉素(N-acetyl-gamma-calicheamicin)；3）酸不稳定性的可裂解型 linker分子，即由4-(4-acetylphenoxy)-butanoic acid(AcBut)和3-methyl-3-mercaptobutanehydrazide(也称为dimethylhydrazide)形成的缩合物。linker分子将载荷N-乙酰-γ-卡里奇霉素偶联到单抗上，每个单抗的平均有效载荷为6个，分布范围为2~8个。当Inotuzumab Ozogamicin结合于B细胞上的CD22抗原时，它被内化至细胞，其中的细胞毒性剂被释放从而破坏细胞。适应症为单一疗法用于治疗成人的复发或难治性CD22阳性的B细胞前体急性淋巴细胞白血病(ALL)，适用于至少接受过一种酪氨酸激酶抑制剂(TKI)治疗失败的患有费城染色体阳性(Ph+)的复发性或难治的B细胞前体急性淋巴白血病(ALL)的成人患者。
▲Inotuzumab Ozogamicin结构式
第三代ADC药物
第三代药物的关键是位点特异性结合，可确保具有明确DAR的抗体偶联药物，另外在抗体优化，连接物，结合小分子药物方面可以显著改善ADC药物的治疗作用。代表药物分别是Polatuzumab vedotin，Enfortumab vedotin，Fam-trastuzumab deruxtecan。通过小分子药物与单抗特异性结合，从而开发DAR值为2或4的抗体偶联药物，没有增加药物毒性和未结合的单抗，显著改善药物的稳定性和药代动力学，增加药物活性和对具有较低抗原水平细胞的结合活性。
Polatuzumab vedotin(商品名，Polivy)，2019年6月获美国FDA批准上市，最初由基因泰克（罗氏的子公司）和Seattle Genetics共同开发，之后日本中外制药（罗氏控股）获得药物的研发授权。靶点为CD79b，由三部分构成：1）靶向CD79b的重组人源化IgG1 kapppa单抗Polatuzumab；2）可裂解型mc-val-cit-PABC(maleimidocaproyl-valyl-citrullinyl-paminobenzyloxycarbonyl)类Linker；3）小分子药物MMAE（一甲基奥瑞他汀E）。抗体和MMAE经Linker共价偶联在半胱氨酰上， DAR平均值为3~4，被批准与苯达莫司汀与利妥昔单抗联合使用，用于治疗难治的弥漫性大B细胞淋巴瘤成人患者。
▲Inotuzumab Ozogamicin结构式
Enfortumab vedotin（商品名，Padcev）由Agensys（安斯泰来的子公司）和Seattle Genetics共同研发， 2019年12月获美国FDA批准上市。靶点为结合素4(NECTIN4)，Enfortumab vedotin由三部分组成：1）重组全人源IgG1 kappa型单抗enfortumab；2）可裂解型mc-val-cit-PABC的Linker分子，即maleimidocaproyl-valyl-citrullinyl-p-aminobenzyloxycarbonyl型；3）小分子药物MMAE，一甲基澳瑞他汀E。MMAE通过Linker偶联到单抗的半胱氨酰上，药物单抗比率DAR平均为3.8:1。被批准用于既往接受过PD-1或PD-L1抑制剂和含铂化疗的局部晚期或转移性尿路上皮癌的成人患者。
▲Enfortumab vedotin结构式
Fam-trastuzumab deruxtecan（商品名，Enhertu），2019年12月获美国FDA批准上市，由第一三共开发。Fam-trastuzumab deruxtecan是一种靶向于HER2的抗体偶联药物，由三部分构成：1）重组人源化IgG1 kappa型抗HER2单克隆抗体trastuzumab；2）组织蛋白酶B可裂解的四肽GGFG分子型Linker；3）有效负载为拓扑异构酶I抑制作用的喜树碱衍生物。有效负载通过linker偶联到单抗的半胱氨酰上，平均DAR值为8。被批准用于既往接受至少2种抗HER2治疗的不可切除或转移性HER2阳性乳腺癌成人患者的治疗。
▲Fam-trastuzumab deruxtecan结构式
ADC药物特点
抗体偶联药物通过其具有“制导”作用的抗体部分特异性结合癌细胞抗原表位,经过抗原介导的内吞作用使其进入癌细胞内部, 在细胞内部通过特殊的环境(如溶酶体或低pH值环境)释放出“弹头”高活性细胞毒性药物, 最终实现特异性杀死癌细胞，其作用机制详见图。抗体偶联药物也被认为是更高级的药物递送系统,其抗癌作用机制和抗体药物完全不同, 在业内被誉为具有新作用机制的抗体升级版药物。
▲图：ADC药物机制
（二）ADCC效应
抗体偶联药物提高了抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用(antibody-dependent cell-mediated cyto‐toxicity,ADCC)，该类药物的抗体Fab段结合病毒感染的细胞或肿瘤细胞的抗原表位, 其抗体的Fc段与杀伤细胞(NK细胞、巨噬细胞等)表面的FcR结合，从而介导杀伤细胞（NK细胞、巨噬细胞等）直接杀伤癌细胞。
抗体偶联药物的抗体部分特异性结合癌细胞表位抗原靶点，抑制抗原受体下游信号传导，如罗氏的抗体偶联药物Kadcyla的抗体部分可与癌细胞HER2受体结合，抑制HER2与HER1、HER3或HER4形成异源二聚体，抑制细胞生长信号传导通路。同时HER2可以活化多种下游信号传导通路包括PI3K、MAPK等，Kadcyla的抗体阻碍了这些信号通路的正常传导，将癌细胞阻滞于调定点，诱导癌细胞凋亡。
“旁观者效应”(bystander)：抗体偶联药物在癌细胞内释放的药物（或链接子-药物组合物）是可渗透或跨膜，这些释放的药物能够杀死相邻癌细胞，这种现象称为“旁观者效应”。实体肿瘤细胞抗原的表达通常是异质性，因此抗体偶联药物可能无法直接有效地杀伤邻近的抗原阴性癌细胞，当抗体偶联药物在癌细胞外或靶细胞内释放细胞毒素后，可释放出的小分子药物不仅可以杀死抗原阳性癌细胞，还可以通过旁观者效应杀死附近的其他癌细胞。同时该类药物旁观者效应还破坏了肿瘤生长的环境，如肿瘤基质细胞和肿瘤血管，从而进一步增强杀伤癌细胞作用。
▲图：ADC药物“旁观者”效应
ADC药物技术分析
ADC药物由3部分组成，抗体、连接子和毒物，由于成分组合复杂多变，为快速跟随提供了更为广阔的机会，但每一部分的改变都会对疗效造成巨大影响，其实对机制的见解和工艺方面要求十分之高，是一条宽进严出的赛道。
ADC药物目前主要应用于肿瘤领域，因此要求抗原靶标能够在肿瘤细胞高表达，而在正常组织中低表达或者不表达，或仅在特定组织类型中有表达。其次，目标抗原应该存在于细胞表面，以便循环的mAb可进入。同时抗原靶标应具有一定的内吞能力，触发ADC-抗原复合物转运到细胞内。而肿瘤细胞表面抗原数量通常有限，抗原-抗体复合物的内化过程通常效率低下，所以，靶点的选择具有一定挑战性。
目前已上市的ADC药物中，CD22、CD30、CD33、CD79b、BCMA等5个靶点的适应症为血液瘤；HER2、Nectin-4、Trop-2这3个靶点的适应症为实体瘤。在ADC药物研发中用到了超过50种靶点，除了以上几种已有上市产品外，针对CD19、Mesothelin、PSMA、EGFR、Nectin-4、CD56、CD138、CD74等的ADC药物也进展较快或较为热门。
高特异性和高亲和力是ADC药物中抗体应具有的主要特征。此外，抗体还应具有低免疫原性、低交叉反应性、适当的连接结合特性。目前所有的ADC抗体都是IgG分子，因其对靶点抗原的高亲和力和在血液中有较长的半衰期。
人IgG1和IgG3具有相对强的抗体依赖性细胞毒性(ADCC)和补体依赖性细胞毒性(CDC)， IgG3抗体因其铰链较长且多态性较高，半衰期较短，使它不能成为ADC的理想选择。人IgG4还具有抗体依赖性细胞吞噬作用(ADCP)，但IgG4会发生Fab臂交换，可能形成新的杂合IgG4；IgG2具有独特的二硫键异构结构和更复杂的铰链区；相比其它IgG分子，IgG1的结合活性更好且更易于生产，多为ADC药物开发的首选。
早期的ADC多使用鼠源或嵌合抗体，容易引起人抗鼠抗体反应，目前ADC开发均采用人源化抗体或全人源化抗体。
处于临床及上市阶段的ADC药物涉及的靶点大约有48个，重复最多的几个靶点是HER2、EGFR、TROP2和MSLN。
虽说是有几个重复较多的靶点，但整体上来看，ADC的抗体靶点选择上分布是十分零散的。这么多的靶点，大大丰富了ADC的适应症范围，也避免了由于单个靶点抗原表达下调、缺失、突变或内源性配体的存在而造成的耐药性。
另外，ADC抗体部分最为关键的因素在于它的内吞性，而不是阻断功能。虽说这么多新靶点的内吞性到底孰优孰劣目前仍需做大量研究，但已经有公司将抗体部分由单抗延伸到双抗了，往更具有挑战性的方面去开发了，如Zymeworks/百济神州的ZW-49。
毒素分子是ADC药物研发成功的关键因素，注射入体内的抗体仅仅只有很小的一部分聚集在实体瘤组织中，因此首先具备亚纳摩尔级别的毒性分子(IC50值在0.01-0.1nM)才是合适的payloads。另外，毒性分子必须具有可偶联的合适的功能基团，强大的细胞毒性，具有疏水性，且在生理条件下非常稳定。
毒素方面，目前大约披露了85款药物的毒素，按照毒素类型，绝大多数都是微管抑制剂和DNA合成抑制剂。从早期临床阶段来看，毒素的种类逐渐变得越来越多样化，免疫刺激剂(TLR7/8)、放射剂(Thorium-227)和酶（DOS47脲酶，提高pH）等，不再局限于传统的小分子细胞毒性药物。
任何一种小分子药物使用时间长了，会自然而然地产生耐药性，因此开发出更多种不同种类的payload是十分具有差异化优势的。前段时间Science Translational Medicine刊文了一种新型毒素，有点类似“合成致死”PARP抑制剂隔山打牛的原理，利用POLR2A抑制剂α-amanitin来杀灭17p缺失突变的HER2低表达乳腺癌。它不直接针对17p基因，而是针对对它十分敏感的POLR2A，所以对新型毒素的选择上仍存在十分广阔的可能。
2020年日本批准了世界上首种“光免疫疗法”cetuximab sarotalocan，同样属于ADC范畴，但它连接的payload不是毒素，而是一种光敏材料IRDye®700DX，通过体外照射近红外线使得癌细胞受热而死。
尽管根据肿瘤细胞的类型选择特异性抗体和payloads很重要，但就药代动力学，药理学和治疗窗口来说，通过选择合适的linker来约束抗体和payloads是成功构建ADC的关键。连接子的加入不应诱导聚集，并且需要确保可接受的PK特性，同时限制有效载荷在血浆中的过早释放（稳定性），并使活性分子在靶向作用位点有效释放。理想的linker必须满足以下条件：（1）linker需要在血液循环系统中稳定存在，而定位在肿瘤细胞内或附近时能快速释放活性payloads，linker的不稳定性会导致payloads的过早释放，造成对正常组织细胞的损伤。也有一项临床研究显示，美登素生物碱的ADC稳定性于不良反应呈相反的关系。因此，对于抗体，肿瘤组织和payloads的组合，确定具有最佳稳定性的linker非常重要。（2）ADC一旦被内化到靶肿瘤组织中，linker需要具有被快速裂解并释放毒性分子的能力。（3）疏水性也是linker考虑的一个重要特性，疏水性连接集团和疏水性payloads通常会促进ADC小分子的聚集，从而引起免疫原性。
连接子目前主要分为两大类：一种为可切割型linker(acid-labile linkers, protease cleavablelinkers，disulfide linkers)，ADC药物的主要类型；另一种为不可切割型linker，区别在于是否会在细胞内被降解。
设计的可切割的linker是利用其在血液系统和肿瘤细胞的环境差异，例如，酸敏感linker通常在血液中非常稳定，但在低PH值的溶酶体中不稳定，并快速降解，释放游离活性毒分子(Mylotarg (gemtuzumab ozogamicin))。同样，对蛋白酶敏感的protease cleavable linkers在血液中很稳定，但在富含蛋白酶（识别其特定蛋白序列的）的溶酶体中，迅速被切割释放出活性毒分子，正如Val-Cit二肽交联键被胞内cathepsins酶迅速水解(Adcetris(brentuximab vedotin) )。设计的二硫键交联的linker利用胞内还原谷胱甘肽的高水平表达，还原二硫键在胞内释放出毒性分子(IMGN-901 (anti-CD56-maytansine))。
不可裂解linker由抗蛋白酶降解的稳定键构成，在血液中非常稳定，其依赖ADC抗体成分被胞质和溶酶体蛋白酶完全降解，最终释放出与降解抗体衍生的氨基酸残基相连的payload来杀伤癌细胞(例ado-trastuzumab emtansine，T-DM1，或Kadcyla)。同时不可切割linker的ADC药物在胞外不能释放，不能靠“旁观效应”杀死附近癌细胞。
当然，选择何种类型的linker与靶标选择密切相关。在具有可切割linker的ADC药物中，靶标为B细胞抗原(CD19，CD20，CD21，CD22，CD79B,CD180）的，被证实在体内非常有效。相反，带有不可切割linker的ADC药物中，被证实在体内内吞并快速转运到溶酶体的靶标包括CD22，CD79b。
保证游离药物在肿瘤细胞内特异释放是选择Linker的最终目标，同时对药物毒性的控制也非常重要。最终要通过case by case的分析来决定如何优化选择合适linker, 靶标和毒物分子来平衡ADC药物的有效性和毒性。
现将一些常见的连接子介绍如下。
基于不可切割的连接子的ADC必须被内化，抗体部分需要被溶酶体蛋白酶降解以释放活性分子。在ADC开发过程中已经探索了许多不可切割的连接子，最具代表性的是N-琥珀酰亚胺基-4-（N-马来酰亚胺甲基）环己烷-1-羧酸盐(SMCC)，Kadcyla就是使用的此类型连接子。
这种结构的分解代谢导致Lys-SMC-DM1成为主要的肿瘤代谢物。此外，与这种连接子相连的药物通常不能发挥旁观者效应，因为释放的分解代谢产物通透性较差。目前的研究主要集中在可切割的连接子上。
使用可切割连接子对于具内化和不具内化ADC的设计同样可行，因为释放是由切割位点（溶酶体和/或肿瘤环境）的性质触发的。可切割连接子可以分为两大类：酶依赖性和化学（即非酶）依赖性连接子。
含有二硫键的连接子受到硫醇的亲核攻击以释放活性载荷。尽管血浆中人血清白蛋白(HSA)的还原形式就是最丰富的硫醇，但它对大分子的反应性很差。胞浆中还含有高水平的谷胱甘肽(GSH)，这是一种含有巯基的三肽，很容易与S-亲核蛋白发生反应。血液（微摩尔范围）和细胞质（毫摩尔范围）中GSH浓度的差异以及癌细胞引起的氧化应激有助于药物在癌细胞内的优先释放。含有二硫键的连接子主要与美登素类有效载荷相关。二硫键的反应性可由空间位阻调节：α-甲基替换显著影响还原速率和对硫醇-二硫键交换的抗性。
腙连接子显示出依赖于pH的稳定性，在中性pH下稳定，并在酸性介质中水解（内体的pH<6，溶酶体的pH<5），形成相应的酮和肼。该方法已成功应用于IMMU-110，包含一个可裂解酰基腙连接子，由4-马来酰亚胺甲基环己烷-1-羧酸盐(MCC)的酰肼与阿霉素中存在的酮基反应中形成。腙连接体也经常用于卡利霉素家族的有效载荷，在这种情况下，释放是由两步活化过程触发的：第一步酸敏感腙被水解，第二步二硫键被GSH还原，使巯基中间体环化。这种连接子已经在上市的Mylotarg和Besponsa中使用，但是它们在血浆中的稳定性不如预期，也不如其他可切割连接子吸引人。
为了限制有效载荷在内化前的释放，从而防止或最小化目标细胞外的降解，溶酶体的蛋白质组分成为寻找能够降解ADC并以高浓度存在的酶的合理场所。
组织蛋白酶-B
组织蛋白酶B是一种半胱氨酸蛋白酶，存在于哺乳动物的晚期内体和溶酶体中，在许多癌细胞中也过度表达。最初，一种可切割的二肽作为组织蛋白酶B的底物用作阿霉素前药，这项工作建立了SAR的二肽部分：P1位置需要亲水性残基（瓜氨酸或精氨酸），而P2位置的亲脂性残基增强血浆稳定性（苯丙氨酸、缬氨酸或丙氨酸）。
此外，还引入了一个自降解间隔子来促进酶的进入，从而限制了有效载荷的空间位阻：对氨基苄基氨基甲酸酯(PABA)在酸性介质中自发1,6-消除，释放二氧化碳、对氮杂醌甲酰胺和阿霉素。最终，这一发现从前药转移到ADC领域，证明了Val-Cit和Phe-Lys二肽连接子的抗原驱动的细胞活性。
Val-Cit二肽是ADCs中最常用的可裂解连接子，目前有多达25个分子处于临床阶段，可能是因为其整体良好的血浆稳定性、释放行为和化学可牵引性。两个已获批的ADC药物(Adcetris和Polivy)都使用了相同的连接子mc-VC-PABC，其中包含马来酰亚胺基间隔子、作为组织蛋白酶底物的标准Val Cit二肽序列和PABC自降解间隔子。
Val-Ala二肽也被广泛应用，有7个分子处于临床阶段，进展最快的是Loncastuximab tesirine，其包括一个聚乙二醇化间隔子，以平衡属于PBD二聚体家族的有效载荷SG3199的亲脂性。
研究表明，由于沉淀和聚集，Val-Cit很难实现高DAR。相反，Val-Ala连接子允许DAR高达7.4，且聚集有限(<10%)。与Val-Cit相比，Val-Ala的疏水性较低，这解释了为什么这种连接子在亲脂性的有效载荷（如PBD二聚体）方面表现卓越，7个临床候选ADC的Val-Ala连接子都连接PBD。
一些研究将Val-Cit和Val-Ala二肽结构与MMAE的有效载荷连接进行了比较。在非内化抗体的情况下，结合到工程化半胱氨酸的Val-Cit和Val-Ala连接子都表现出类似的特征，并且比Val-Lys和Val-Arg类似物表现出更好的性能。在使用随机半胱氨酸结合的抗Her2 ADC的情况下，与Val-Cit相比，Val-Ala在高DAR结构中显示出较少的聚集性。另一方面，两种连接子显示出相似的缓冲稳定性、组织蛋白酶B释放效率、细胞活性和组织病理学特征。
四肽Gly-Gly-Phe-Gly显示出稳定和有效的可切割连接子的所有特性，已上市的ADC药物Enhertu使用了此类连接子。第一三共的Enhertu是一种血浆稳定的ADC，DAR为7.7，在溶酶体中发生蛋白酶降解，释放DX-8951f，这是一种有效的拓扑异构酶I抑制剂，来源于exatecan。由于连接子不含增溶剂，达到如此高的DAR是非常可观的，因为它与广泛确立的原理相矛盾，即高DAR结合物可能具有较差的药代动力学特征。这里使用的自降解间隔子是简单和紧凑的半胺化，而不是Val-Cit连接子使用的PABC。
磷酸酶和焦磷酸酶
与组织蛋白酶一样，焦磷酸酶和磷酸酶也是在溶酶体中选择性表达的水解酶。2016年，默克公司的研究人员设计了含有磷酸和焦磷酸的连接子与组织蛋白酶B敏感的Val-Cit-PABA搭配，旨在传递糖皮质激素：磷酸盐/焦磷酸盐部分结合在自降解间隔子PABA和有效载荷之间。内化后，有效载荷可通过组织蛋白酶B、自降解间隔子和磷酸酶(n=1)的顺序释放。对于焦磷酸酯(n=2)，可能需要另一个涉及焦磷酸酶的步骤。
这种亲水性和永久性带电基团的优点是溶解性，不仅能够与亲脂性糖皮质激素衍生物进行生物偶联，而且促进ADC纯化，ADC中的残余连接子少于0.10%。含有磷酸和焦磷酸的ADC在体外都具有活性。
默克公司的同一组研究人员还开发了一种独特的基于焦磷酸酶的连接子，用于释放含羟基有效载荷地塞米松和丙酸氟替卡松。
此外，羟基附着点的性质对有效释放至关重要。地塞米松的伯醇效果良好，而更受阻的氟替卡松的仲醇需要一个缩醛间隔子，从而实现可接受的释放。两种ADC在体外均表现出良好的稳定性，对肿瘤细胞系具有较强的活性。
β-葡萄糖醛酸酶
β-葡萄糖醛酸酶是一类糖苷酶，催化β-葡萄糖醛酸残基的水解，它在溶酶体和肿瘤间质中高表达。西雅图遗传学的研究人员于2006年发表了一项开创性的工作，抗CD70 ADC使用了含葡萄糖醛酸的连接子，葡萄糖醛酸附着在自降解间隔子上。这种连接子表现出低水平的聚集、高血浆稳定性、以及强大的体内功效。
该连接子还通过一个额外的二甲基乙二胺(DMED)自降解间隔子应用于其他含胺的有效载荷，如喜树碱类似物、SN38、杜卡霉素和苦参碱。释放顺序从水解β-葡萄糖醛酸到自降解间隔子，DMED的另一个环化反应自发发生，形成1,3-二甲基咪唑啉-2-酮，并最终释放含羟基药物。由于连接子的亲水性，与组织蛋白酶敏感连接子相比，该技术使ADC的DAR=8制备更为容易。
β-半乳糖苷酶
最近报道了一种使用β-半乳糖苷酶裂解连接子的ADC，其中包含PEG10间隔子。间隔子被硝基取代，以提高自降解速率。类比β-葡萄糖醛酸酶连接子，其解离机制涉及水解β-半乳糖苷酶部分，它赋予化学前体亲水性。另一个优势是β-半乳糖苷酶仅存在于溶酶体中，而β-葡萄糖醛酸酶在溶酶体中表达，也在实体瘤的微环境中表达。研究证明，在抗HER2-ADCs释放MMAE的背景下，含β-半乳糖苷酶连接子的ADC在体外和体内均比T-DM1更为有效。
硫酸酯酶
最近，出现了硫酸酯酶裂解的连接子，硫酸酯酶在几种癌症类型中过度表达，表现出潜在的选择性。研究涉及以MMAE为有效载荷的抗Her2抗体，与经典的可切割Val-Cit和Val-Ala连接子相比，硫酸酯酶连接子对Her2+细胞系显示出相似的效力。
3）连接子与效应分子的连接方式很欠缺。随着人们对ADC的研究越来越多，效应分子的种类也急剧增加，但连接子的种类相对还是比较少，无法跟上效应分子的开发速度。
下面一部分将从四个方面介绍连接子的最新进展：连接子的断裂位点、连接子与抗体的连接方式、连接子与效应分子的连接方式、连接子的ADME特性。
连接子的断裂位点
连接子的断裂直接控制着效应分子的释放，要想减少ADC的脱靶毒性，就必须设计出具有选择性的断裂位点。
Val-Cit连接子是个典型的例子，这种连接子可被多种组蛋白酶(B、K、L等)水解，导致采用这种连接子的ADC会产生很大的毒性，因为除了组蛋白酶B在肿瘤细胞特异性高表达，其他组蛋白酶在正常细胞也有较高表达。后来将缬氨酸的异丙基替换成四元环后（称cBu-Cit连接子），连接子就只对组蛋白酶B敏感了，大大提高了选择性，与此同时还依旧保持与Val-Cit连接子一致的活性。
▲ Val-Cit连接子和cBu-Cit连接子
但是有研究表明，含有缬氨酸(Val)的连接子容易被小鼠血浆中的羧酸酯酶1C(Ces1C)水解，为了解决这一问题，人们又发明了CX连接子。CX连接子由三个甘氨酸构成（图2），在小鼠血浆中具有较好的稳定性，与SMCC连接子相当，同时比SMCC具有更高的体内外活性。
▲CX连接子
肿瘤区域的pH值一般在4.0-5.0，而血浆的pH值约为7.4，酸敏连接子就是通过这种差异来发挥作用。Mylotarg和Trodelvy采用的就是这种策略，但它们的稳定性并不是很好，二者在血浆中的半衰期分别是48h和36h。为了解决这一问题，硅脂结构的连接子出现了，它大大增加了ADC的稳定性，血浆半衰期提高到1周以上。
▲传统的酸敏连接子和硅脂连接子
胞浆中的谷胱甘肽(GSH)浓度(1-10mmol/L)远高于血浆中的浓度（约5μmol/L），而GSH可以水解二硫键，因此二硫键是一种可能的策略，但二硫键在血浆中的稳定性并不好。为了解决这一问题，人们通过基因工程技术将抗体的特定部位改为半胱氨酸，然后将效应分子通过半胱氨酸直接连接到抗体上，这样二硫键在抗体位阻的保护下降低了水解活性，大大增加了ADC的血浆半衰期。
以上方法仅适用于含有巯基的效应分子，为了扩展到其他效应分子(如MMAE)，人们在效应分子前增加了一个带有巯基的连接子——disulfide-carbamate连接子。
▲GSH断裂位点
（A为DM通过二硫键直接连接到抗体，以及MMAE通过disulfide-carbamate连接子连接到抗体，B为PBD二聚体通过disulfide-carbamate连接子连接到抗体）
由于肿瘤细胞铁元素的异常代谢会导致游离Fe2+的浓度升高，因此这种特性可以作为ADC连接子的设计策略。TRX连接子是一种对Fe2+敏感的连接子，氧杂环在Fe2+的作用下断裂形成羰基，然后通过β-消除反应释放出效应分子MMAE。但这种连接子仍具有一定毒性，这是由于金刚烷与抗体产生位阻，导致氧杂环容易断裂。为了解决这一问题，人们试图在金刚烷与抗体之间插入PEG链来增加二者的空间距离，以减少位阻导致的副作用。
▲TRX连接子及其断裂机制
除了组蛋白酶，还有许多其他种类的酶用于ADC连接子的设计。β-葡萄糖苷酸酶是最早的一个（下图B），后来人们还发现了β-半乳糖苷酶也在肿瘤细胞中过表达，并且具有水解活性。于是含有半乳糖苷的连接子出现了（下图A），这种连接子与葡萄糖苷连接子的活性在体内外都表现相当，并且与Val-Cit连接子相比，其体内外毒性都更低。
▲β-半乳糖连接子及其水解机制（A）和硫酸连接子水解机制（C）
硫酸酯酶也在肿瘤细胞中过表达，它是β-半乳糖苷酶的同源蛋白。与糖苷连接子类似，硫酸连接子中的硫酸被酶水解后，就会释放出效应分子（上图C）。与Val-Ala连接子和Val-Cit连接子相比（半衰期1h），硫酸连接子的血浆稳定性大大提升（半衰期1周以上），但体外毒性有所增加。
磷酸酯和焦磷酸酯可提高连接子的水溶性，可用于携带脂溶性较高的效应分子。起初，为了提高水溶性，人们直接在Val-Cit-PAB连接子后加了焦磷酸酯基团，但稳定性太低（血浆半衰期只有不到6h），这是因为两个位点都可以被水解 (下图A)。后来将Val-Cit-PAB替换为焦磷酸酯连接子（下图B），血浆稳定性大大提高（半衰期1周以上），并且仍然具有较好的水解活性，同时又增加了ADC的水溶性，减少了高脂溶性效应分子的聚集。
▲焦磷酸酯连接子
顾名思义，光敏位点可以在特定波长的光照下发生裂解，从而释放出效应分子。相比普通的连接子，光敏连接子往往可控性较高，减少脱靶毒性，并且有明确的断裂机制，此外，其在细胞内的药物释放不会受各种因素的限制（如酶、pH）。
下图A是一种对近红外敏感的连接子，在650-900nm波长照射下可释放出效应分子CA-4。但这种连接子有一定聚集性以及光不稳定性，因此限制了它的使用。下图B是一种对紫外敏感的连接子，这种连接子在自然光下几乎不释放毒性分子，但在365nm波长光照下即可立马释放，在体内实验中，该连接子表现出更长的半衰期，与单独的抗体相当。
▲近红外敏感连接子（A）和紫外敏感连接子（B和C）
PC4AP（上图C）是另一种对紫外敏感的连接子，这种连接子含有两处相同的断裂位点，当收到365nm波长光照后，首先脱去两个Nv基团，随后抗体上临近的赖氨酸与PC4AP发生分子内加成反应，最终通过消除一份子CO2释放出效应分子。这种连接子在自然光下毒性很小，并且在紫外下的毒力与纯粹的效应分子相当。
尽管如此，光敏连接子还是有它自身的缺陷。对红外敏感的连接子往往具有复杂的结构、自身聚集性、光不稳定性，以及较差的体外药代动力学性质。而对紫外敏感的连接子，其最大的缺陷就是，紫外光本身就会对机体产生较大的伤害，并且紫外光对机体组织的穿透能力较差，无法到达较深的部位。
还有一类连接子不含有化学敏感的位点，称不可裂连接子。SMCC是个经典的例子，但这种连接子稳定性较差，并且水溶性不够好。后来在此基础上，人们将SMCC替换为MD连接子（将环己烷替换为1,3-二氧六环），提高了水溶性和稳定性。
▲SMCC连接子和MD连接子
还有一种不可裂连接子用于PBD毒性分子，这种连接子如下图所示，它们都包含一条PEG链，苯环用于连接两个PBD分子，只有连接PEG和苯环的部分有所差别，但体内外活性表明只有炔和哌啶的结构效果较好，而三唑环的效果并不理想。
▲含PEG链的连接子
连接子与抗体的连接方式
连接子与抗体的连接目前面临两大困难，一是马来酰亚胺连接子的逆Michael加成反应，另一个是参差不齐的DAR值。
▲图源：《Antibody–Drug Conjugates: The Last Decade》
这种连接子具有较好的反应性和特异性，为了解决逆Michael加成反应的问题，人们改变N上的各种取代基，其中效果最好的是苯环取代。
▲各种优化的马来酰亚胺连接子
这种连接子下图上部分所示，其DAR值为4，由于这种连接方式在铰链区也有连接，因此会产生半抗体。后来人们开发出BVP连接子（下图下部分），避免了半抗原的产生，DAR值变为2。
▲ BVP连接子
连接子与效应分子的连接
连接子与效应分子的连接方式十分有限，最常见的是酰胺键和酯键。随着效应分子的结构越来越多样化，有限的连接方式限制了其与连接子的连接。对此有两条路可以走，一种是开发更多的连接子种类以适应多样化的效应分子，另一种是开发适合现有连接子的效应分子。
季铵结构作为一种较好的离去基团，应用于效应分子与连接子之间，可以很好地结合上文中β-葡萄糖苷酶策略，这种连接方式的断裂机制下图A所示。
▲季铵连接方式（A）和OHPAS连接方式（B）
羟基或者酚羟基是效应分子中最常见的基团，如α-amanitin、tubulysin B和PNU-159682等。针对这类效应分子，人们开发出了OHPAS连接方式（上图B），该结构包含两个苯环，其中一个用于连接两个效应分子（如PBD），另一个用于连接化学切割位点（用于引发断裂的发生），二者再通过一个磺酸基团连接，其断裂机制如上图B所示。
连接子的ADME特性
4）血浆清除率太高
目前，针对这一问题主要有两种应对方法，一种是在连接子中引入PEG链或磺酸酯，另一种则是开发高水溶性的连接子，如含磷酸酯或离子的连接子。
PEG链具有很高的水溶性，将其引入到连接子中可改善连接子的水溶性。研究表明，连接子中引入不同长度的PEG链后，PEG链越长，连接子水溶性就越大，ADC的血浆清除率就越低，肝毒性也越低。
除了PEG链，PSAR链也可用于增加连接子的水溶性。PSAR的单体是肌氨酸，因此PSAR链相当于一条多肽，它对连接子的水溶性改善效果与PEG差不多。
▲PSAR链
如下图A所示，在该disulfide-PBD-ADC中，当R为甲基或环丁基时，ADC可较好地发挥作用，当R为环丙基时，则无效。
这跟二硫键连接子的断裂机制有关，二硫键断裂后生成的巯基进攻β位的碳，生成硫代三元环，由于环丁基的键张力相对较小，能够生成螺环。但环丙基就不行了，只能停留在巯基那一步，不能完全释放出效应分子。而甲基则会增加这种自切割反应的进行，因此有利于ADC发挥作用。
下图C所示的ADC，增加一个甲基或者嵌入PAB，都能提高效应分子在肿瘤中的传递能力，从而增加药效。
▲连接子影响效应分子在肿瘤中的动力学性质
连接子在ADC中不仅仅是简单的连接作用，它的性质直接影响到ADC的药效、毒性、药代动力学性质等。结构太复杂的连接子也会限制它的应用，因此在设计连接子的过程中，除了考虑它的药学性能，也要让结构尽可能地简单易得。
1、药物抗体比(DAR，drug-to-antibody ratio)
每个抗体上连接的细胞毒药物的个数即为药物抗体比(DAR，drug-to-antibody ratio)。从图可以看出，当DAR越大时，ADC药物的药物代谢速率增加，半衰期降低，全身毒性也会随之增加。理想状态下，DAR为4时，药物的疗效最高。因此在实际生产中，通过质量控制、纯化工艺将DAR小于2或DAR大于4的药物去除，以保证药物的均一性。如Thiomab技术，最早由Genentech公司报道，在特定位点插入半胱氨酸残基，随后与细胞毒药物进行位点专一的偶联，最终成品较为均一，DAR介于2-4的ADC药物占比较高。
▲图：ADC药物受DAR影响药代动力学
2、关键质量因素
国际上Seattle Genetics、ImmunoGen和Immuno‐medic是抗体偶联药物研究领域的先驱和专业公司。大型制药公司中,罗氏借助ImmunoGen构建了最大的抗体偶联药物研发管线和技术平台，辉瑞、雅培从Seattle Genetics公司，礼来、诺华从ImmunoGen公司，默克从Ambrx公司分别引进抗体偶联药物技术平台或产品。
ADC共经历了三代技术变革，治疗窗口得到较大改善。第一代ADC的小分子毒性不够强，ADC不够稳定，大多以失败告终；第二代药物采用毒性更强大的小分子，克服了第一代效力不足的弱点，并对抗体进行了优化，但仍采用传统化学方式偶联，抗体偶联比(DAR)均一性差(0-8个甚至更高)且接头稳定性不佳，容易在血液中裂解造成严重毒副作用，目前共有两个第二代ADC药物获批上市(Adcetris和Kadcyla);第三代ADC药物的诞生主要得益于定点偶联技术的发展，如ThioBridge技术、非天然氨基酸偶联、酶促偶联等，更精确的偶联技术可控制高活性药物分子在抗体上偶联的位置和数量，抗体偶联药物的异质性会直接影响其在体内的分布和代谢，因此抗体偶联药物具有更高的均质性将会提高药物纯度、质控等。另外如抗体部分尺寸更小及结合力更高，药物分子能更好深入渗透至实体肿瘤，如新一类DARPin(designed ankyrin repeat proteins)-毒素偶联药物，DARPins是新一代的靶标-结合蛋白，其尺寸更小、结合力更高，因此DARPins是理想的靶向药物，可用于向肿瘤递送毒性小分子药物，实现高效定点杀死癌细胞。
▲表：半胱氨酸和赖氨酸非定点偶联对比
将抗体分子中某一氨基酸残基突变成半胱氨酸，再利用其与药物进行特异性偶联而合成ADC，消除链间二硫键破坏带来的影响，使用该方法的Genentech公司的Thiomab技术、Seattle公司的Engineered cysteinemAbs等。Thiomab采用基因工程技术在抗体特定位置处插入半胱氨酸残基，然后将半胱氨酸上的巯基和药物分子偶联合成位点专一的抗体−药物偶联物，其中抗体偶联比(DAR)为2的产物高达92.1%，这种定点偶联的方式既不会干扰免疫球蛋白折叠和组装,也不会改变抗体和抗原的结合模式。
▲图：Thiomab技术图解
引入非天然氨基酸法主要有Ambrx的EUCODE平台、Sutro Bioppharma的XpressCF+平台、Allozyne的AzAbs平台等。通过利用扩展遗传密码实现突破型蛋白疗法，使用一个可以特异性识别非天然氨基酸的酪氨酰-tRNA/氨酰-tRNA合成酶，通过中国仓鼠卵巢细胞(CHO)转染以代替琥珀密码子的第21个氨基酸，所得细胞即可用于合成带有基因译码—对乙酰苯丙氨酸残基的各种抗体，然后再与羟胺发生肟化反应，主要得到DAR为2的产物。
▲图：非天然氨基酸法
酶催化法主要有Catalent的SMART Tag，Pfizer的BTG平台等。酶催化利用基因工程技术使抗体中产生能被某些酶识别的相关氨基酸序列，再利用酶对底物的特异性将其中的特定氨基酸残基进行改造，从而实现定点偶联，目前主要应用转谷氨酰胺酶、糖基转移酶和分选酶A等。分选酶A(Srt A)是一种具有膜结合巯基转肽酶催化功能的酶，能识别蛋白中的主要序列LPETG并裂解苏氨酸(threonine)和甘氨酸间的肽键后形成一种稳定的中间体，再通过硫酯键把Srt A中的巯基连接到苏氨酸羧基上。
▲图：酶催化法
利用二硫键还原改造的技术有Abzena的Thiobridge平台、Lgenica Biotherapeutics的SNAP平台，Thiobridge原理是将单抗本身的二硫键还原，利用二溴(或二磺酸盐)试剂与还原的链间二硫化物反应，以提供重新桥接的mAb，得到主要的是DAR值为4的产物。
▲图：二硫键还原改造
就上述四种定量偶联的原理及技术而言，二硫键还原和引入非天然氨基酸的特点更为明显，二硫键还原理论可以连接8个毒素小分子，在毒素连接数量方面具有更大优势；引入非天然氨基酸法在linker和小分子连接方面的化学键非常稳定，不易在血液中解离，因此血液稳定性好是其优势。
抗体偶联药物需要使用高活性细胞毒类小分子药物作为荷载药物，这类高活性细胞毒小分子药物的毒性非常大，举例说明即一个足球场内放一勺该类小分子 药物粉末就足以使人致死。所以该类细胞毒小分子药物在生产、使用过程中防护级别非常高，国际上Lonza和SafeBridge较为详细地研究过高活性细胞毒小分子药物职业接触限值(occupational exposure limits，OEL)，另外Lonza和SafeBridge同时都把抗体偶联药物也列为需要高级别防护的药品种类，其在职业接触限值分类中，SafeBridge将抗体偶联药物归为第5类(OEL5)，相当于最高防护级别。在抗体偶联药物生产过程中所有涉及高活性细胞毒类药物的称量、反应和质控等操作均需要采用隔离器等设备防护，避免该类小分子药物产生气溶胶扩散出来，同时也避免污染药品，另外也要做好工作人员的个人防护和培训。个人防护包括呼吸系统、手套、鞋套和一次性防护服等，如直接接触这类药物的工作人员需要穿着一次性无菌防护服，同时也要做好有毒废液的灭活处理工作。目前国内还没有抗体偶联药物商业化生产基地, 但是多家中大型制药企业已有布局或正在建设中，估计不久的将来就会投入商业化生产。
一次性材料和耗材在抗体偶联药物生产中的使用将会极大压缩生产周期,且可多产品灵活使用，所以一次性材料和耗材在该类药物生产中的应用将越来越广泛。因为抗体偶联药物生产过程中通常需要用到一定比例的有机溶剂，所以药物生产用材料（如一次性反应袋、超滤膜包、管路等）需要能够耐受有机溶剂且材料溶出物和析出物都需要符合法规要求，但长期来看其生产成本较高，需要综合考虑评估生产成本、效率和收益的平衡。
ADC药物全球研发概览
截至2021年11月26日，全球已共有12款ADC药物获批。已获批的ADC药物如下：
处于临床及上市阶段的ADC药物涉及的靶点大约有48个，重复最多的几个靶点是HER2、EGFR、TROP2和MSLN。
ADC药物中国研发概览
国内国产ADC药物目前仅有1款产品获批上市（荣昌生物/纬迪西妥单抗），用于治疗局部晚期或转移性胃癌；东耀药业、浙江医药有ADC项目进入到3期临床；还有多家企业的ADC药物正处于临床或IND申请阶段。
国内企业ADC药物研发管线
在这些项目中，东曜药业的注射用TAA013，浙江医药的ARX788均已进入临床III期，靶点都是HER2，针对的适应症都是乳腺癌，除EGFR-ADC进入II期外，Trop2、EGFR、CD20、c-Met、间皮素最高进展均为临床I期。百奥泰研发的的注射用BAT8001由于三期临床未达标于2021年2月宣布中止。
相比国外药企丰富的靶点布局，国内15款产品靶点为HER2，可见HER2已成为国内药企ADC的一个扎堆开发的靶点，竞争十分激烈；同国外适应症集中度类似，国内ADC药物开发聚焦在肿瘤领域，尤其是乳腺癌等实体瘤。
国内外企业ADC管线一览
（一）国外领先ADC企业管线
总结与展望
ADC药物研发热情高涨，正迎来爆发期。ADC药物作为单克隆抗体和小分子毒性药物结合体，兼具抗体药物靶向性和化疗药物肿瘤杀伤性。随着技术不断迭代和成熟，ADC药物先后共经历三代技术变迁，第三代定点偶联技术的应用使得ADC药物功能更加均一、稳定和有效，在治疗上取得越来越好的成果。2019-2020两年间共有6款ADC药物获FDA批准上市，其中较早上市的Adcetris和Kadcyla于2019年销售额分别达10.81亿美元和15.72亿美元，已成为“重磅炸弹”产品，此外Polivy，Enhertu和Trodelvy也有成为重磅炸弹的潜力，目前制药界对ADC的研发热情高涨，未来有望看到更多ADC药物获批上市。
ADC药物专利技术将成为ADC药企的核心竞争力。一个高效的ADC药物需要综合考虑抗体（靶点及抗体筛选优化）、小分子药物、接头及连接技术及其之间的有效组合，ADC药物产业链上游主要由掌握这三部分核心技术的研发企业主导，未来技术平台专利价值将不断凸显，掌握更多专利技术将成为ADC药企的核心竞争力。
国内ADC起步较晚，仍集中于热门靶点。国内从事ADC药物开发的企业大多由单抗等生物药业务转化而来，近两年市场逐渐出现专注于ADC技术领域的药企如诺灵生物、启德医药、多禧生物等，目前国内ADC研究靶点主要集中在HER2和CD家族。整体来看国内ADC药物发展相较于国外在抗体靶点、适应症和ADC结构设计等方面均存在进一步提升空间，随着2020年首个国产ADC药物荣昌生物RC48申报上市，标志着中国ADC药物商业化元年的到来，未来以投资价值角度来看，需重点关注ADC药企技术平台的可持续价值、产品适应症的新突破及ADC药物复杂工艺催生的外包CMO/CDMO产业机遇。
ADCs的出现为许多类型的癌症提供了一种有希望的治疗方法。随着越来越多的ADCs进入临床试验，该行业正在逐渐从传统的技术逐渐转向更新和更强大技术以开发这种复杂产品。这包括探索新的肿瘤抗原、新抗体结构、新的有效载荷、新的连接子和先进的偶联方法，以此来改善ADC的治疗窗口。在新抗体格结构中，scFv具有更好的实体肿瘤渗透性和摄取；双特异性和双表位ADCs也许可以克服肿瘤异质性的障碍。Probodies和其它条件激活性技术(CABs)也许可以减少脱靶效应的影响。
除微管扰乱剂外的多种有效载荷类，包括PBD二聚体、拓扑异构酶抑制剂、蒽环类药物和蛋白质特异性调节剂，正在被引入新一代的ADC。此外，一些定点偶联技术平台用来提高ADC在循环中的稳定性，同时保持有效载荷的有效释放。ADC的复杂性给药物的分析带来了空前的挑战，特别是在加入疏水性有效载荷时。ADC的分析需要先进的分析技术，并且这些技术需要随着ADC快速的发展而不断更新。应用适当的分析技术产品的一致性。
ADC治疗正从血液瘤（淋巴瘤和白血病）越来越多的转向实体肿瘤（如乳腺癌、尿道癌、肺癌和卵巢癌），这些临床适应症的扩大也突出了ADC的治疗潜力。临床管线内的许多ADCs正在与其他治疗方式（如免疫检查点抑制剂和针对不同抗原的mAbs等 ）进行联合评估。累积的临床数据，结合这里描述的产品质量信息，正在帮助塑造ADC未来的发展。
结语
在过去的十年中，ADCs已经通过选择更好的细胞毒性药物、生物偶联方法、更好的靶向抗原和优化的抗体工程得到了改进。然而，它仍存在一些局限性（如有限的实体瘤渗透性和毒性）以及耐药机制的出现。为了克服这些局限性，人们研究了新的抗体形式、新的传递系统、非内化抗原靶点、新的细胞毒性药物和位点特异性生物偶联方法来促进ADC的发展。虽然许多创新尚未在临床方案中得到验证，但这一领域的研究为我们提供了许多令人鼓舞的结果。相信ADC未来的十年将会迎来更加辉煌的前景。
1. 抗体偶联药物国内研发现状及企业布局分析（火石创造 ，作者陈文洁）
2. ADC药物研究报告（生物制品圈，何敏秀）
3. ADC药物研发的关键四要素及发展趋势（药渡咨询郭雷团队）
4. 全球ADC简要梳理（丰硕创投）
5. ADC全景概况(payload，linker，conjugate和Endocytosis)（小药说药）
6. 不简单的ADC连接子（医药速览，墙缝里的dust）
7. ADC研发策略：国内VS国外有何不同？（BiG生物创新社，中信建投证券）
8. FDA专家全面剖析ADC药物的挑战与前景（腾讯网）
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