抗体偶联药物(Antibody-Drug Conjugate, ADC)因其独特的结构特性,兼具靶向精准性和强效细胞杀伤力,在肿瘤治疗领域展现出显著潜力。ADC通常由三部分组成[1]:
靶向抗体:特异性识别肿瘤相关抗原;
细胞毒性载荷(Payload):具有强效杀伤作用的小分子毒素;
连接子(Linker):连接抗体与载荷,调控药物释放。
由于其结构复杂性和多组分特性,ADC在体内可经历脱偶联、代谢转化及降解等过程,产生多种存在形式,包括:完整ADC、总抗体(含裸抗体)、偶联抗体(DAR ≥1)、游离Payload及其代谢物(如Payload-linker、Payload-linker-氨基酸复合物等)。全面表征各组分的体内暴露特征(浓度、形式、动态变化),对理解ADC的药效、毒性及稳定性至关重要。因此,建立稳定、灵敏且多组分整合的生物分析方法,已成为ADC研发的关键环节。

图1. ADC药物的作用机理
一、ADC生物分析特点和方法选择
2024年3月FDA发布“Clinical Pharmacology Considerations for Antibody-Drug Conjugates Guidance for Industry”[2]指南,明确要求监测:
游离Payload及其药理活性代谢物;
完整ADC;
总抗体(含ADC与裸抗体);
药物-抗体比(Drug-to-Antibody Ratio, DAR)。
ADC兼具小分子(Payload)和大分子(抗体)的双重属性,其生物分析需采用多平台整合策略[3]。常用的分析方法包括配体结合分析(Ligand Binding Assay, LBA)、LC-MS/MS法、亲和捕获LC-MS/MS、以及亲和捕获LC-HRMS,具体选择取决于分析物类型:

二、基于LC-MS平台的ADC分析策略
可裂解连接子(如Val-Cit、Glu-Val-Lys):
不可裂解连接子(如MC、SMCC):
总抗体:采用抗IgG抗体捕获所有抗体形式(DAR ≥0),酶解后检测恒定区替代肽段(如Fc区肽段)。 偶联抗体(ADC):必须使用抗-Payload抗体进行特异性捕获,再酶解检测替代肽段,以确保仅定量DAR ≥1的分子。

前处理:蛋白沉淀(PPT)、液液萃取(LLE)及固相萃取(SPE)法; 关键注意事项:
需要较高的检测灵敏度:由于ADC药物给药后小分子毒素的释放量有限,通常需要较高的检测灵敏度一般需要在pg/mL级别; 需要关注ADC或Payload相关成分对于游离小分子毒素检测的干扰,在方法开发和验证过程中进行考察; 防止样本处理过程中ADC释放额外Payload(冰上操作、加蛋白酶抑制剂、控pH); 排除源内裂解干扰,需要在方法开发时进行考察并对液相条件进行优化。
免疫捕获:通常采用通用型免疫捕获试剂(如抗IgG抗体)进行免疫捕获; 洗脱富集:将载体进行洗脱得到纯化的ADC及抗体蛋白,可直接进样分析或经过还原处理; HRMS分析:不同DAR值的抗体有不同的分子量,采用高分辨质谱进行检测,可以获得样品中各成分的质荷比; 去卷积分析:对HRMS检测获得的质荷比,经过软件分析得到不同成分的去卷积质谱; DAR值计算:根据不同DAR值组分的质谱强度,归一化计算其平均DAR值。
三、基于LC-MS平台分析ADC的关键考量
连接子的类型(可裂解vs.不可裂解); Payload偶联位点(半胱氨酸vs.赖氨酸); 是否有抗Payload抗体(决定能否用LBA); Payload或Payload-linker是否为全新化学实体; 替代肽段的选择:替代肽段需具备高特异性、高响应、无修饰干扰,可通过生物信息学工具(如Skyline)筛选。

图3. 基于LC-MS平台进行ADC药物分析策略图[4]
结语
随着质谱技术的进步,LC-MS技术已成为ADC生物分析不可或缺的工具。有济医药已建立完善的LC-MS平台,成功完成多项ADC药物的分析,涵盖新型载荷、多样化连接子及不同类型抗体,可为ADC全生命周期研发提供全方位技术服务。

