什么是藥物有效負(fù)載？

有效負(fù)載是 ADC 的三個(gè)主要組件之一。它們是高活性和有毒的藥物分子，通過化學(xué)接頭連接到抗體上。有效負(fù)載可以是小分子、蛋白質(zhì)毒素、生物活性肽、酶，甚至放射性核素。

抗體藥物偶聯(lián)物 (ADC) 的效力取決于其在腫瘤細(xì)胞和組織中的細(xì)胞毒性有效負(fù)載的最終濃度。反過來，該濃度取決于 ADC 表面上有效負(fù)載的分布、綴合物穩(wěn)定性和藥物的總體細(xì)胞毒性。為 ADC 選擇適當(dāng)?shù)挠行ж?fù)載取決于目標(biāo)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和分布以及其他屬性。

如何為 ADC 選擇有效負(fù)載？

早期的 ADC 使用先前已批準(zhǔn)用于臨床的藥物有效負(fù)載。然而，這些藥物由于毒性低，導(dǎo)致結(jié)果不佳，從而為 ADC 的研究帶來了新的方向。研究人員很快發(fā)現(xiàn)，對(duì)于非靶向臨床應(yīng)用來說，ADC 的最佳有效負(fù)載是那些被證明毒性太大的有效負(fù)載。

目前，有效的有效載荷是能夠在納摩爾或皮摩爾范圍內(nèi)殺死癌細(xì)胞的有效載荷。此外，為了有效，有效負(fù)載還需要具有相當(dāng)?shù)目扇苄浴⒎敲庖咴裕ㄐ。?，并且具有可與接頭綴合的反應(yīng)位點(diǎn)。最后，藥物必須與 ADC 的連接基化學(xué)相容：可裂解或不可裂解。

大多數(shù)有效負(fù)載可以與可裂解的接頭綴合，因?yàn)樽鳛閷?duì)化學(xué)或物理信號(hào)的響應(yīng)，這些分子橋在目標(biāo)附近被去除。相反，不可切割的接頭穩(wěn)定地附著在其有效負(fù)載上。因此，在估計(jì)有效負(fù)載的毒性時(shí)必須考慮連接體的存在，因?yàn)檫@種類型的化學(xué)通常會(huì)影響細(xì)胞毒性藥物的結(jié)構(gòu)和活性。

ADC 開發(fā)中常用的細(xì)胞毒性有效負(fù)載有哪些？

為 ADC 開發(fā)的大多數(shù)細(xì)胞毒性有效負(fù)載屬于兩個(gè)主要家族：微管蛋白抑制劑（美登木素生物堿、auristatin 或紫杉醇衍生物）和DNA 修飾劑（主要是加利剎霉素）。所有這些藥物都在納米和皮摩爾范圍內(nèi)表現(xiàn)出強(qiáng)大的細(xì)胞毒性——毒性太大而無法全身給藥。

微管蛋白抑制劑有效負(fù)載在細(xì)胞生長(zhǎng)過程中通過有絲分裂停滯引起細(xì)胞死亡而發(fā)揮作用。由于其有利的生化特性，它們代表了主要的有效載荷類別。此類中最著名的化合物是單甲基 auristatin E (MMAE) 和 F (MMAF)，這兩種合成化合物均源自天然抗有絲分裂藥物多拉司他汀 10。目前，幾種已批準(zhǔn)的 ADC 攜帶 MMAE，包括 brentuximab vedotin、polatuzumab vedotin 和 enfortumab vedotin。

相比之下，DNA 損傷劑的作用與細(xì)胞的生長(zhǎng)過程無關(guān)。它們經(jīng)常被描述為分子剪刀，因?yàn)樗鼈兡軌蚯懈罨蚪M DNA，從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。目前正在積極臨床開發(fā)的其他類型的藥物有效負(fù)載包括 RNA 修飾藥物（鵝膏毒素）、蛋白質(zhì)毒素、抗生素和酶。

一般來說，術(shù)語ADC是指抗體和小藥物之間的結(jié)合。最后三類有效負(fù)載由大分子組成，由于藥效學(xué)受阻和作用機(jī)制不同，這些大分子帶來了不同的挑戰(zhàn)。例如，與抗生素的結(jié)合被認(rèn)為是 ADC 的新興子類，通常被稱為抗體-抗生素結(jié)合物(AAC)。這些結(jié)合物的出現(xiàn)是由于多重耐藥細(xì)菌的日益流行和抗生素管道的減少。 AAC 由于其特異性而提供了傳統(tǒng)抗生素療法的替代方案，可以在不干擾健康微生物群的情況下針對(duì)特定的致病菌群。

同樣，與酶的綴合通常稱為抗體-酶綴合物。這些綴合物通常采用兩步策略，包括與綴合物一起使用前藥。該前藥作為無毒前體，可以全身給藥，并且只有在 ADC 酶促部分存在的情況下才能轉(zhuǎn)化為其毒性形式。目前正在進(jìn)行獨(dú)立于前藥的酶綴合物的開發(fā)。

由于大型生物活性分子帶來了一系列的挑戰(zhàn)，酶和抗生素綴合物都被認(rèn)為獨(dú)立于傳統(tǒng)的 ADC 開發(fā)。

這些有效負(fù)載可以作為游離藥物（即，當(dāng)使用可裂解接頭技術(shù)時(shí)）、作為接頭-有效負(fù)載復(fù)合物（即，當(dāng)使用不可裂解接頭技術(shù)時(shí)）或封裝在納米載體內(nèi)遞送至其特定靶點(diǎn)。在 ADC 開發(fā)中使用納米載體是一個(gè)相對(duì)較新的研究領(lǐng)域。這些載體包括基于脂質(zhì)的顆粒，例如脂質(zhì)體和聚合物分子。它們旨在為每個(gè) ADC 封裝大量藥物，增強(qiáng)其藥代動(dòng)力學(xué)和分布，保護(hù)藥物免于過早降解，增加疏水性藥物的溶解度，并增強(qiáng)其跨細(xì)胞膜的擴(kuò)散。

總之，納米載體試圖減輕單克隆抗體表面可用綴合位點(diǎn)數(shù)量有限所帶來的問題，同時(shí)最大限度地提高每種抗體可以遞送至其預(yù)期靶標(biāo)的濃度。然而，目前抗體-納米載體綴合物尚未進(jìn)入市場(chǎng)。

ADC 有效負(fù)載的未來

ADC 開發(fā)中最大的挑戰(zhàn)之一是平衡有效負(fù)載功效與 ADC 安全性。這兩個(gè)特性不僅取決于有效負(fù)載的固有毒性，還取決于藥物與抗體的比率 (DAR) 和連接體化學(xué)的穩(wěn)定性。目前正在開發(fā)幾種方法，試圖增加抗體和小藥物有效負(fù)載之間的協(xié)同作用。這些策略大多數(shù)集中在接頭化學(xué)的改進(jìn)以及 ADC 與其他療法（例如免疫檢查點(diǎn)抑制劑）的組合上。

然而，與其他研究領(lǐng)域相比，新型有效載荷的開發(fā)已經(jīng)滯后。該市場(chǎng)主要由 auristatins 和美登木素生物堿衍生物主導(dǎo)，PBD 二聚體在 ADC 應(yīng)用中慢慢占據(jù)一席之地。 ADC 開發(fā)有效負(fù)載選擇受到限制的原因與合成方面的限制有關(guān)。用于快速合成有效負(fù)載的前體的可用性仍然是該過程中具限制的步驟。

目前，專家認(rèn)為，有效負(fù)載方面的改進(jìn)應(yīng)側(cè)重于開發(fā)具有成本效益的前體，以實(shí)現(xiàn)快速合成和增強(qiáng)藥物溶解機(jī)制（例如，使用納米載體）。