构建理想型双载荷ADC的策略和核心挑战
2025-11-21 来源:医药学术 点击次数:413文章来源公众号：医药学术 作者：医药学术编辑部
双载荷ADC的结构想必大家都非常了解了，我们设想一个非常理想的状态：“梦中情ADC”长啥样？抗体与靶点：抗体必须对肿瘤细胞表面高度特异、高表达且能高效内化的抗原具有高亲和力。不能只沿用传统ADC的靶点思维，还需要考虑所选的双重载荷组合是否与靶点的表达水平及肿瘤细胞对药物的敏感性相匹配。
连接子：在双负载ADC中，连接子的设计尤为复杂。它不仅要像传统连接子一样，在血液循环中保持稳定，在肿瘤细胞内高效释放，还要解决如何在一个位点上“挂载”两种不同载荷的难题。连接子需要有正交的、可点击的化学反应手柄。
载荷：选择是关键，不能随意组合。理想的组合应满足：
机制互补：例如，一个抑制微管蛋白，另一个破坏DNA，从不同途径攻击细胞，产生“1+1>2”的协同杀伤效果。
性质互补：比如，一个具有“旁观者效应”以杀伤邻近肿瘤细胞，另一个没有此效应以减少对正常组织的损伤；或者一个能规避肿瘤的多药耐药泵，另一个则细胞毒性极强。
毒性不重叠：要避免两种载荷对同一正常器官（如周围神经或眼睛）产生叠加毒性，否则会大大限制其临床应用。
核心挑战在于，将两种通常疏水性很强的毒性分子连接到抗体上，极易导致ADC分子聚集性增加、体内清除加快、疗效下降、毒性上升。
图1理想双载荷ADC特点
那么，该如何构建呢？
单点偶联和双点偶联
目前，构建双负载ADC的两种根本性策略是单点偶联和双点偶联策略。
单点偶联：可以理解为在一个挂点上安装一个“多功能挂架”，这个挂架再同时连接两种载荷。
优势：工艺相对简单，无需对抗体进行复杂的多重基因工程改造，能实现较高的药物抗体比。
挑战：两种疏水载荷在空间上非常接近，会导致局部疏水性急剧升高和空间位阻，容易引起ADC聚集。解决之道在于设计亲水性分支连接子，或在载荷上引入PEG、聚肌氨酸等“隐身衣”来掩盖疏水性。
双点偶联：可以理解为在导弹的不同位置，分别安装两个独立的挂架，各自挂载一种载荷。
优势：载荷在空间上分离，能有效缓解疏水性和空间位阻问题，产物更均一。
挑战：技术难度极高。它需要将两种正交的、互不干扰的位点特异性偶联技术结合起来。这个过程步骤繁多，对生产工艺和质量控制是巨大的考验，并且多次的抗体改造可能增加免疫原性风险。
图2双载荷ADC的偶联策略
理论终归是理论，理想也终究是理想，句几个例子吧~
单点偶联的典范
Seattle Genetics, Inc.设计了一个“双半胱氨酸多重载体”，通过一个自稳定的马来酰亚胺连接到抗体的天然二硫键上。这个载体上带有两个被不同基团保护的半胱氨酸。通过顺序脱保护，可以依次暴露出两个硫醇，然后分别与MMAE和MMAF连接。这种方法巧妙地利用化学保护/去保护实现了在单一反应位点上加载两种不同载荷，并且在临床前模型中显示出能杀伤对单一药物耐药的细胞。
图3负载MMAF和MMAE的均质双载荷ADC
双点偶联的精密操作
结合工程半胱氨酸和工程硒代半胱氨酸的双点偶联策略。硒代半胱氨酸的反应性比半胱氨酸更高，可以实现更快速、更特异的偶联。研究者将这两种不同的“反应手柄”分别引入到曲妥珠单抗的特定位点，然后使用不同的化学反应（碘乙酰胺和对苯二唑）分别连接PNU-159682和MMAF。这是一个典型的利用两种不同化学反应活性实现正交双点修饰的例子。
图4PNU-159682/MMAF载荷ADC
酶法与点击化学联用
这个例子展示了如何利用微生物谷氨酰胺转氨酶将一个带有正交点击化学手柄（如甲基四嗪和叠氮）的三臂连接子精确地连接到抗体的特定谷氨酰胺位点上。随后，在“一锅法”反应中，分别携带反式环辛烯和DBCO的两种载荷模块通过IEDDA和SPAAC这两种无铜点击反应，高效、特异性地与连接子上的手柄结合。这种方法产出的ADC均一性极高，并且在动物模型中证明了其疗效优于两种单负载ADC的简单混合。
图5酶法与点击化学联用
双载荷ADC通过将两种机制互补的细胞毒性药物精准地递送到同一个肿瘤细胞，有望克服肿瘤异质性和耐药性，是ADC领域一个非常值得期待的发展方向。双载荷ADC的实现，依赖于精密化学、合成生物学和计算科学的深度融合。可以说，我们正在从“精准制导”的ADC 1.0时代，迈向“协同打击”的ADC 2.0时代。
当然，双载荷ADC并非孤立的创新，它与双特异性ADC、条件激活型ADC、免疫刺激ADC、蛋白降解靶向嵌合体ADC等新兴形式共同构成了下一代ADC的宏大图景。未来，将这些不同策略的优势进行整合，必将催生出更有效、更安全、更个性化的治疗方法。
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