抗體偶聯藥物(Antibody-Drug Conjugate, ADC)因其獨特的結構特性,兼具靶向精準性和強效細胞殺傷力,在腫瘤治療領域展現出顯著潛力。ADC通常由三部分組成[1]:
靶向抗體:特異性識別腫瘤相關抗原;
細胞毒性載荷(Payload):具有強效殺傷作用的小分子毒素;
連接子(Linker):連接抗體與載荷,調控藥物釋放。
由于其結構復雜性和多組分特性,ADC在體內可經歷脫偶聯、代謝轉化及降解等過程,產生多種存在形式,包括:完整ADC、總抗體(含裸抗體)、偶聯抗體(DAR ≥1)、游離Payload及其代謝物(如Payload-linker、Payload-linker-氨基酸復合物等)。全面表征各組分的體內暴露特征(濃度、形式、動態變化),對理解ADC的藥效、毒性及穩定性至關重要。因此,建立穩定、靈敏且多組分整合的生物分析方法,已成為ADC研發的關鍵環節。

圖1. ADC藥物的作用機理
一、ADC生物分析特點和方法選擇
2024年3月FDA發布“Clinical Pharmacology Considerations for Antibody-Drug Conjugates Guidance for Industry”[2]指南,明確要求監測:
游離Payload及其藥理活性代謝物;
完整ADC;
總抗體(含ADC與裸抗體);
藥物-抗體比(Drug-to-Antibody Ratio, DAR)。
ADC兼具小分子(Payload)和大分子(抗體)的雙重屬性,其生物分析需采用多平臺整合策略[3]。常用的分析方法包括配體結合分析(Ligand Binding Assay, LBA)、LC-MS/MS法、親和捕獲LC-MS/MS、以及親和捕獲LC-HRMS,具體選擇取決于分析物類型:

二、基于LC-MS平臺的ADC分析策略
可裂解連接子(如Val-Cit、Glu-Val-Lys):
不可裂解連接子(如MC、SMCC):
總抗體:采用抗IgG抗體捕獲所有抗體形式(DAR ≥0),酶解后檢測恒定區替代肽段(如Fc區肽段)。 偶聯抗體(ADC):必須使用抗-Payload抗體進行特異性捕獲,再酶解檢測替代肽段,以確保僅定量DAR ≥1的分子。

前處理:蛋白沉淀(PPT)、液液萃取(LLE)及固相萃取(SPE)法; 關鍵注意事項:
需要較高的檢測靈敏度:由于ADC藥物給藥后小分子毒素的釋放量有限,通常需要較高的檢測靈敏度一般需要在pg/mL級別; 需要關注ADC或Payload相關成分對于游離小分子毒素檢測的干擾,在方法開發和驗證過程中進行考察; 防止樣本處理過程中ADC釋放額外Payload(冰上操作、加蛋白酶抑制劑、控pH); 排除源內裂解干擾,需要在方法開發時進行考察并對液相條件進行優化。
免疫捕獲:通常采用通用型免疫捕獲試劑(如抗IgG抗體)進行免疫捕獲; 洗脫富集:將載體進行洗脫得到純化的ADC及抗體蛋白,可直接進樣分析或經過還原處理; HRMS分析:不同DAR值的抗體有不同的分子量,采用高分辨質譜進行檢測,可以獲得樣品中各成分的質荷比; 去卷積分析:對HRMS檢測獲得的質荷比,經過軟件分析得到不同成分的去卷積質譜; DAR值計算:根據不同DAR值組分的質譜強度,歸一化計算其平均DAR值。
三、基于LC-MS平臺分析ADC的關鍵考量
連接子的類型(可裂解vs.不可裂解); Payload偶聯位點(半胱氨酸vs.賴氨酸); 是否有抗Payload抗體(決定能否用LBA); Payload或Payload-linker是否為全新化學實體; 替代肽段的選擇:替代肽段需具備高特異性、高響應、無修飾干擾,可通過生物信息學工具(如Skyline)篩選。

圖3. 基于LC-MS平臺進行ADC藥物分析策略圖[4]
結語
隨著質譜技術的進步,LC-MS技術已成為ADC生物分析不可或缺的工具。有濟醫藥已建立完善的LC-MS平臺,成功完成多項ADC藥物的分析,涵蓋新型載荷、多樣化連接子及不同類型抗體,可為ADC全生命周期研發提供全方位技術服務。

