第42届摩根大通医疗健康年会（JPM）于2024年1月在旧金山举行。 此次JPM大会， ADC依然是市场热点，强生以每股28 美元，总股本价值约为20亿美元收购 Ambrx Biopharma，一家临床阶段的生物医药公司，专注于开发下一代抗体偶联药物（ADC）和其他疗法来调节免疫系统，此次交易预计于 2024年上半年完成。国内ADC药物授权交易近年来也是热点频现，BMS高额引进百利天恒双抗ADC，科伦博泰与默沙东深度合作推动ADC项目进程（图1）。
图1. 近年ADC出海合作项目
ADC 药物的更新迭代已进入快速发展阶段，治疗窗口得到有效扩展，目前已经进入 4.0 时代（图2）。ADC 药物的设计开发趋于模块化，建立平台化工艺可以帮助加速实现ADC药物从研发，临床至商业化的过渡。
图2. ADC药物发展进程
ADC药物的生产包括抗体中间体制备和后续的偶联纯化，偶联流程中同样涉及到超滤，层析，除菌等关键步骤（图3），以保证ADC药物达到放行预期的质量标准。偶联工艺中通常会用到一定浓度的有机溶剂，其存在对于所接触的设备耗材的化学兼容性造成了一定的挑战，需要在早期工艺开发进行及时评估，同时还需要考虑小分子毒素的毒性对于操作人员的安全影响，以及小分子毒素的去除是否达到要求。
图3. ADC偶联工艺流程
超滤/透析
在ADC的偶联工艺流程中，TFF是必选的关键步骤，主要用于buffer的置换，去除有机溶剂和小分子毒素。有机溶剂的引入可能造成抗体变性或聚集，如果去除不完全可能导致最终ADC产品无法通过质量管控。以20% DMSO和20% DMAc有机溶液的透析实验为例，可以看到经10倍透析后，Pellicon® 3 Ultracel 盒式超滤膜包和Pellicon® Capsule一次性囊式超滤膜包均能达到理想的有机溶剂去除效果（图4），且在透析前后膜包完整性、压降、水通量等各项性能不受影响。
图4. 使用Pellicon® 3 Ultracel和Pellicon® Capsule超滤膜包进行有机溶剂去除评估
进一步研究使用经层析纯化的非毒性ADC模拟溶液（约150 kDa），来评估和比较30 kDa再生纤维素膜材的Pellicon® 3 和Pellicon® Capsule两种超滤膜包的性能参数。ADC模拟溶液中加入DMSO，并以5 L/min/m2的进料流速、15 psi的TMP操作条件在室温进行透析。结果表明，Pellicon® 3和Pellicon® Capsule两种超滤膜包都能高效清除ADC模拟物进料溶液中的DMSO（图5）。此外，两种膜包在整个透析步骤中均保持稳定的通量，高回收率和相似的聚体水平。
图5. 使用ADC模拟料液进行透析，清除DMSO有机溶剂
层析纯化
偶联反应中涉及到的有机溶剂、还原剂以及未偶联的小分子毒素等相关杂质多数可以通过超滤步骤进行有效去除。但在有些案例中， ADC纯化还存在以下难点：（1）ADC分子容易聚集，导致聚集体含量升高；（2）DAR值分布较广，需对DAR值进行分离筛选；（3）小分子毒素的表观尺寸因自缔合作用而增大，或ADC之间存在非特异性相互作用，超滤无法完全去除游离的毒素。为了达到理想的纯化效果，需要视情况引入层析步骤。
以不同DAR值的ADC异构体分离为例，分子间具有相似等电点且疏水性差异很小，常规阳离子无法有效地进行分离出目标DAR值，可以尝试复合模式阳离子层析提高选择性。使用Eshmuno® CMX复合模式阳离子填料对混合DAR值的ADC分子进行分离纯化测试，上样的物料中DAR2/4/6基本上是平均分布，纯化后通过分析测定收集的洗脱组分，可以看到不同的DAR值得到了有效的分离及富集（图6）。
图6. 分析型HIC法定量洗脱峰中不同DAR值ADC分子，DAR4（5B4）和DAR6（5B11）目标组分得到有效分离
偶联反应控制
偶联反应在整个ADC生产工艺中非常关键，超滤和层析纯化步骤均是在偶联反应后进行的，反应过程非常迅速，温度、蛋白质浓度、溶剂、剪切力等都会影响偶联效果，因此对工艺过程控制的要求非常高。
Mobius® 一次性搅拌系统可用作ADC的反应釜，对此进行了一系列的放大验证，包括1L玻璃罐的工艺开发批次，10L一次性毒理批次和100L一次性GMP反应体系三种不同规模条件，对比了反应后的ADC产品质量，无论从外观，还是DAR值，聚体，内毒素含量，纯化后的ADC产品质量都是可比的（图7），证明从传统的玻璃反应釜可以成功工艺转移至一次性搅拌系统，用于后续的GMP生产。
图7. 在不同规模反应条件下，纯化后的ADC产品质量对比
总结
针对ADC药物工艺开发与生产过程中的要求，默克能够提供全面的产品和服务组合，包括超滤、层析、除菌过滤以及一次性技术的完整解决方案和技术支持。
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