抗體偶聯藥物（ADC）的CMC監管考量

引言

抗體偶聯藥物（ADC）使用適當的化學連接子將抗體的特異性和長循環時間與化學細胞生長抑制劑或其他活性藥物的毒性結合起來，以降低全身毒性并提高治療指數。這種大分子和小分子的結合增加了復雜性。需要多種生產過程來生產天然抗體、藥物和接頭，然后將上述實體偶聯形成最終的抗體-藥物偶聯物。

連接的過程進一步增加了控制點的數量，導致需要額外的規范和強化的分析表征。通過將對生產過程的科學理解與基于風險的方法相結合，可以在需要控制的地方證明質量，并避免冗余的可比性研究、規范或產品特征。在產品開發生命周期中，這將使過程認證能夠專注于對質量至關重要的領域，并防止重復研究。ADC的模塊3通用技術文檔的結構需要反映每個生產過程和整體質量方法。從歷史上看，監管機構對其結構提出了不同的期望。本文概述了要包含的基本信息，并表明只要包含足夠的交叉引用，多種方法都是有效的。

一、ADC的復雜性結構與生產控制策略

抗體在ADC療效中起著關鍵作用，通過靶點介導的攝取提供腫瘤特異性，延長細胞毒素的循環半衰期，并提供額外的機制，如受體中和、下游信號通路抑制和免疫效應功能激活。ADC的結構由抗體、連接子和細胞毒性藥物三個主要部分組成，通過化學連接將藥物精準遞送至癌細胞。

這種混合模式的復雜性意味著其生產過程更為復雜，需要多個生產過程來生產天然抗體、藥物和連接子，隨后進行偶聯形成最終的ADC。

1. 控制策略的演變

ADC的控制策略必須保證為患者提供一致安全有效的藥物。早期的ADC工藝通常使用隨機性的非定點偶聯技術，可能導致藥物-連接子在抗體上的位置和數量的變異。然而，多年的經驗表明，即使是非定點偶聯（如天然賴氨酸偶聯），由于只有部分賴氨酸被修飾，也能生產出非常一致的產品，因此控制策略可以依賴于對平均藥物抗體比率（DAR）的控制。相比之下，現代定點偶聯技術（如通過半胱氨酸突變、非天然氨基酸、醛基標簽或酶介導等）在藥物-連接子的數量和位置上能產生高度一致的ADC，減少了偶聯異質性風險。下圖展示了不同偶聯化學策略（如天然賴氨酸、天然半胱氨酸和定點修飾）對應的DAR分布差異，其中定點修飾策略能實現最均一的DAR分布。

2. 控制點與風險導向策略

對于藥物中間體（DI），其控制策略應反映支持藥物物質（DS）和藥物產品（DP）質量所需的屬性控制，而非傳統上對原料藥或制劑的控制水平。通過對生產過程的科學理解結合風險導向策略，可以在需要控制的點展示質量，從而避免冗余的可比性研究、規格或產品表征。下圖展示了ADC生產與控制策略的示例流程，包括藥物-連接子合成、mAb生產、偶聯、DS放行和DP生產等關鍵環節及其控制點。

下面的列表詳細列出了從mAb中間體、藥物-連接子中間體到DS和DP各階段的質量控制點和放行要求，區分了臨床階段和商業化階段的不同控制策略。

二、關鍵質量屬性的考量與規格設定

1. 單克隆抗體中間體的質量屬性

用于ADC生產的mAb中間體，其主要質量屬性在于對目標分子的特異性結合。其他屬性主要關注有害雜質和污染物的缺乏。由于mAb中間體的預期用途是偶聯成ADC，其控制策略應不同于作為藥物物質的mAb。例如，對于病毒因子、糖基化、宿主細胞蛋白和殘留DNA等屬性，控制應在mAb中間體階段進行，因為后續ADC DS或DP生產過程并不引入或緩解這些雜質。而對于氧化水平、脫酰胺或天冬氨酸異構化等可能在ADC生產過程中受影響的屬性，則需在mAb中間體階段設定更嚴格的限制。

2. 藥物-連接子中間體的質量屬性

藥物-連接子中間體作為小分子，其主要質量屬性在于連接子與抗體特定殘基反應形成共價鍵的能力以及藥物的毒性。對于可偶聯雜質，通常在藥物-連接子中間體階段進行控制，因為偶聯后這些雜質的檢測極具挑戰性。根據計算，假設DAR為4，藥物-連接子中間體中3.0 wt%的小分子雜質（若均可偶聯）將導致最終ADC DS/DP中0.15 wt%的雜質水平。下表詳細列出了中間體雜質的計算案例及其后果。

3. 游離藥物相關雜質（FDRIs）的控制

游離藥物、游離藥物-連接子及其雜質等未偶聯的細胞毒性藥物形式被定義為“FDRIs”，它們直接影響ADC的安全性和有效性。控制水平應基于患者風險（安全性/有效性）、工藝表征和穩定性數據。對于已上市ADC，建議采用風險導向策略，反映基于患者潛在影響的雜質不確定性和關鍵性。以Brentuximab vedotin為例，研究證實其偶聯藥物MMAE在劑量高達2.7 μg/kg時無藥理活性，相當于活性ADC給藥劑量1.8 mg/kg時的0.15 wt%。因此，游離MMAE可被歸類為“非異常活性”雜質，若其在DS中含量低于0.15 wt%，則不構成安全擔憂。

若在開發和驗證中持續觀察到低水平的FDRI，且雜質非異常活性，則可從常規控制系統中移除該測試。

4. 未偶聯抗體（DAR0）的控制

早期ADC工藝可能導致大量未偶聯抗體（DAR0物種）殘留，可能阻斷結合位點影響療效。然而，體內體外研究表明DAR0在許多情況下并非有效抑制劑，甚至可能有益。現代偶聯技術能實現高效偶聯和低水平的DAR0。若能證明低且一致的DAR0水平，可能無需在ADC DS和DP放行規格中設定該標準。

5. DAR與效力的控制

ADC的效力通常包含在DS和DP的放行規格中。對于半胱氨酸連接的ADC（如Brentuximab vedotin），可通過色譜分析DAR分布并計算平均DAR。對于賴氨酸連接的ADC（如Trastuzumab emtansine），平均DAR通常通過UV光譜測定，而質譜或成像等電聚焦可用于定量藥物分布。下圖展示了Trastuzumab emtansine在小規模和商業化規模生產下的藥物分布對比，兩者平均DAR均為3.5，顯示出高度可比性。

對于定點偶聯的工程化抗體，DAR分布問題較少，僅需在產品表征和可比性研究中檢查。

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三、工藝變更與可比性研究

ADC制造工藝的變更可能發生在開發期間或獲批后，旨在提高穩健性、簡化工藝、變更場地或規模等。由于其復雜性，確定如何充分評估變更影響面臨額外挑戰。

1. 藥物、連接子或藥物-連接子中間體的變更

作為小分子，這些中間體結構表征明確。若分析評估顯示變更前后結構相同、純度/雜質譜可比且反應性一致，通常無需對ADC DS或DP進行可比性研究。若存在顯著差異，需進行風險評估，重點關注雜質對最終ADC產品安全性和有效性的風險。下圖展示了針對藥物-連接子中間體工藝變更的可比性評估決策樹。

2. mAb中間體的變更

mAb中間體作為大分子，結構復雜。變更應評估細胞系、細胞培養、純化等環節。若mAb中間體可比性成功證明純度、雜質和穩定性一致，則無需在DS和DP階段進一步行動。若可比性未建立，但DS和/或DP可比性已證明，則需對mAb中間體差異進行風險評估。下圖展示了針對mAb中間體工藝變更的可比性評估決策樹。

3. 偶聯工藝與DS制劑變更

變更應與其他大分子產品類似處理。一般建議僅在ADC DS層面進行基于風險評估的可比性研究，證明變更前后純度、雜質、效力、穩定性和安全性可比。若變更導致DS不可比或可能影響DP質量，需考慮進行DP層面的可比性評估。下圖展示了針對偶聯工藝和DS制劑變更的可比性評估決策樹。

4. 可比性研究的質量屬性選擇

下表列出了針對mAb中間體、藥物-連接子中間體、DS和DP進行可比性研究時推薦的質量屬性。

對于mAb中間體，建議比較純度、結合特異性、一級結構和高階結構。對于DS，建議包括DAR、純度、效力、一級和高階結構。對于DP，除上述外還需關注顆粒、無菌、pH等。

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四、驗證策略

ADC的制造涉及多步驟，傳統驗證（PPQ）要求DS使用驗證過的mAb和藥物-連接子中間體生產，這種線性序列可能延遲上市申請。下圖展示了三種不同的驗證策略場景。

替代策略（如Scenario B和C）允許各制造階段獨立驗證或并行工作，通過證明工藝輸入具有代表性（如使用GMP批次生產的穩定性批次作為輸入），從而節省時間并高效利用材料。

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五、N-亞硝胺風險評估

必須對所有ADC產品進行N-亞硝胺風險評估，考慮合成藥物-連接子中間體、生物mAb中間體、偶聯DS和DP等各步驟。若中間體存在風險，需評估下游步驟（如色譜或UF/DF）的消除能力。DS和DP通常低溫儲存，反應動力學極慢，形成N-亞硝胺可能性低。

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六、CTD文檔結構

ICH M4Q提供了注冊資料CMC部分的統一結構指導。下圖展示了兩種可能的ADC通用技術文檔結構。

Option A：單一DS文件夾，藥物、連接子、藥物-連接子和裸mAb作為DS中間體，其信息嵌套在DS模塊中。

Option B：多個獨立的3.2.S文件夾（分別針對ADC DS、藥物-連接子中間體、mAb中間體），每個文件夾包含一套完整的文檔。作者推薦Option B，因其便于行業準備和監管機構審評，且簡化生命周期管理。

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結語

與2000年代早期相比，ADC領域已在技術、偶聯工藝和過程一致性理解方面取得重大進步。監管期望應區分“監控點”和“放行規格”，并對現代偶聯技術產品設定科學合理的控制策略。應接受基于科學的工藝變更評估方法，并采用靈活的CTD文檔結構，以促進ADC的發展。

參考資料：

CMC Regulatory Considerations for Antibody-Drug Conjugates. J Pharm Sci. 2023 Dec;112(12):2965-2980.

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