2025-12-05 09:17:35来源：鼎泰集团TriApex 浏览量：46
科学的温度，常藏于那些看似冰冷的数字之中。ADC 的发展让我们明白，真正的创新不止是安全性与疗效，也在于对复杂的敬畏。每一次偶联与纯化，都是科学与秩序的对白、期待与克制的平衡。 全文共：8304 字 18 图 预计阅读时长：25 分钟 近年来，随着多款 ADC 获批上市、研发管线持续拓展和重磅 BD 交易触发的迭代创新，行业对 ADC 的认知已不再局限于“能否成药”，更进一步强调“如何实现持续、可控地成药“，这标志着 ADC 药物研发正进入一个需要更成熟质量体系支撑的“深水区”。 ADC 结构的多元特性在赋予其“靶向递毒”能力的同时，也带来了 CMC 层面的复杂挑战。在众多质量风险因素中，小分子相关杂质因其来源多样、结构差异大，且部分具有潜在药理活性或化学反应性，可能引发非预期的药理、毒理或免疫反应，成为控制策略的关键之一。然而，当前基于传统小分子药物建立的杂质控制框架（如 ICH Q3 系列）并未充分考虑 ADC 的复杂结构和生产工艺，导致企业在杂质识别、限度界定与管控策略上缺乏明确指南，更多依赖个案数据的积累，为 NDA 申报带来了不确定性。很多 ADC 研发企业也时常困惑于如何对小分子相关杂质进行有效的管控。 在这一背景下，鼎泰团队系统梳理了相关文献与行业共识文件，旨在厘清 ADC 药物小分子相关杂质的控制逻辑和限度设定依据，希望为同行在推进 NDA 申报与商业化过程中，提供兼具科学性与监管适应性的质控策略参考。 声明 本文仅为行业科普及学术研究用途，不构成对任何药品、医疗器械或相关产品的推广、推荐或商业宣传。文中提及内容均基于公开资料，不涉及具体产品功效暗示或商业利益关联；若与特定品牌或产品名称有所提及，均为事实描述，不代表任何商业导向。请读者勿将相关信息作为医疗建议或购买依据，任何诊疗或用药请遵从专业医师意见。 ★ 文章导览 ★ 01 ADC 的偶联化学和杂质来源 02 ADC 小分子杂质的分类和风险等级 03 ADC 小分子杂质的控制策略 04 工艺变更可比性研究 05 超出阈值的 ADC 小分子杂质限度设定 06 结语 ADC 的偶联化学和杂质来源 ADC 药物的制备主要可分为两大类： “一步法”，通过化学合成将有效载荷与连接子结合形成载荷-连接子中间体，随后再将其与抗体进行偶联； “两步法”，先在抗体上接入连接子，再偶联有效载荷[1]。 根据偶联位点的选择性不同，ADC 的偶联方式又可进一步分为位点非特异性偶联和位点特异性偶联两大类： ■ 位点非特异性偶联 目前多数已上市 ADC 药物采用该策略，主要依赖抗体分子上溶剂可接触的赖氨酸（Lys）和链间半胱氨酸（Cys）残基进行偶联[2]。1 个抗体分子通常含有约 80-90 个溶剂可接触的赖氨酸和 8 个链间半胱氨酸，尽管多位点反应可能导致偶联产物在 DAR 值上存在异质性，但通过严格控制反应与生产条件，仍可保证不同批次间的一致性，满足大规模生产需求[4]。 赖氨酸偶联：利用抗体表面溶剂可接近的 ε-氨基与带电亲性的载荷-连接子反应，形成稳定的共价连接； 半胱氨酸偶联：通过部分还原抗体链间二硫键，生成活性巯基，通过巯基特异性与马来酰亚胺连接子进行偶联。 图1. 已上市 ADC 药物的基本信息汇总(截至2024年12月31日）[2] 尽管部分连接子对特定氨基酸具有高特异性，竞争性副反应仍然难以完全避免。例如，在利用 SMCC 连接子进行赖氨酸定向偶联时，其 NHS 酯官能团可能发生竞争性水解，阻碍连接子和抗体的连接；同时，NHS 酯还可能与非目标丝氨酸、苏氨酸和络氨酸生成稳定性较差的乙酰化偶联物[3]。为实现偶联位点可控、产品均质化、优化安全性，优化治疗窗口，位点特异性偶联逐渐成为发展方向之一。 ■ 位点特异性偶联 目前，该技术已历经多年发展，但多数应用方案尚未实现规模化落地，本文仅对部分技术进行了汇总分析[2][5]。相较于传统方法，位点特异性偶联技术通常涉及更为复杂的合成路线、更多样的试剂与起始物料，因此对其 CMC 生产工艺也提出了更为严苛的要求。 图2. 位点特异性偶联方式部分汇总 ADC 的合成工艺具有多步骤、多物料、多模块的特点，涵盖载荷-连接子合成、抗体表达及偶联反应等关键步骤，最终得到原料药（DS）和制剂（DP）。这一特殊工艺决定了其杂质谱的潜在复杂程度——在抗体、连接子、载荷等物料的生产和偶联反应，以及 DS、DP 的储存环节中，多种化学试剂与反应都有可能成为杂质的来源。鉴于此，ADC 的 CMC 开发策略通常需要设置多个质量控制节点，并通过分阶段评估，管控中间体、DS 及 DP 的关键质量属性（CQA）。 图3. ADC 生产合成工艺路径示例[6] ADC 小分子杂质的分类和风险等级 ADC 在生产过程中通常会产生复杂的杂质谱，这些杂质可根据来源和分子量大致划分为抗体相关杂质和小分子杂质两大类。 其中，抗体部分的相关质量控制已有较完善的监管指导；而小分子方面，目前尚缺乏专门针对 ADC 的国际性技术指南，监管要求要求尚不明确。现阶段，通常综合参照 ICH Q3A/Q3B（杂质识别及限度）、Q3C/Q3D（溶剂与元素杂质），以及 M7（基因毒性杂质）等指导原则进行质量控制。由于 ADC 同时具备化药和生物制品的双重属性，CMC 板块控制思路往往需要兼顾两类药物的监管逻辑。考虑到目前多数 ADC 用于治疗晚期肿瘤，ICH S9 与 M7 均指出，对于此类严重或威胁生命的疾病，可根据风险-获益原则适当放宽杂质控制要求，如果能够科学论证安全性风险，那么即便在控制要求上存在一定偏离，从监管角度看也是合理且可接受的。 2.1 基于来源的小分子杂质分类 根据 2018 年国际药物开发创新与质量联盟（IQ）下属的杂质工作组（WG）发布的白皮书，将 ADC 小分子杂质从来源角度分为了三类[7]： 1) 来源于载荷-连接子合成阶段的杂质：包括反应中间体、未反应原料、活性基团残留（如马来酰亚胺、NHS酯）及其衍生物等； 2) 偶联反应过程中形成的杂质：为确保偶联反应完全，生产工艺中常使用过量的载荷-连接子中间体，其高反应活性基团可能会与抗体或体系中游离的巯基、氨基发生非特异性反应，生成新的杂质。为了终止残余反应、避免杂质生成，通常会在偶联结束后加入淬灭剂（如 L-半胱氨酸、NAC 等），与残余活性基团生成稳定的可过滤淬灭产物，而此过程本身也可能引入与淬灭副产物相关的新杂质[8]。此外，已有研究指出：马来酰亚胺与半胱氨酸形成的硫醚键可通过 Retro-Michael 反应发生解偶联，导致载荷与其他游离硫醇结合；带有硫代烷酰基基序的 NHS 酯在特定氨基酸位点上可能发生非预期的琥珀酰亚胺开环，形成 NHS 类副产物，可进一步降解，引发小分子部分脱落及潜在免疫原性风险[9][10]。 图 4. （A）马来酰亚胺、（B）NHS 酯在偶联过程中可能发生的副反应产物[9][10] 图 5. 在纯化工艺中使用淬灭剂能够清除游离载荷-连接子中间体相关杂质[8] 3) DS 和 DP 储存降解过程中与稳定性相关的杂质：如载荷脱落或连接子断裂后形成的降解产物。 2.2 基于可偶联性的小分子杂质分类 根据是否能与抗体发生偶联反应，可将小分子杂质进一步划分为可偶联与不可偶联两类。 大多数杂质属于不可偶联类，通常可在下游纯化过程中通过超滤/洗滤（UF/DF）将其控制在低于引发安全性风险的范围内。针对不具有细胞毒性相关结构（例如载荷类结构）的杂质，其潜在安全性风险更低。 对于可偶联杂质，由于常规 UF/DF 等物理纯化方法难以有效去除，应将质量控制中的关键节点前置于载荷-连接子中间体的合成阶段，并在最终放行阶段予以关注。后续文献也有提到通过色谱等方法进行纯化，该内容将在下一部分进行讨论。 2.3 小分子杂质的风险控制逻辑 针对小分子杂质的风险评估，2018 年 IQ 联盟白皮书建议从三个核心维度进行考量：纯化能力、毒理学活性和暴露水平。这一思路与 2023 年欧洲制药行业协会联合会（EFPIA）发布白皮书中的主张不谋而合 —— 均强调应充分理解产品属性、中间体特征及整体工艺，依据科学风险评估结果对控制策略与放行标准进行适应性调整。在资源投入和监管关注点上，聚焦真正具有潜在风险的环节，避免开展不必要的研究或过度控制[6]。 IQ 联盟下属工作组在调研当前行业实践时也发现，ADC 研发企业对载荷-连接子相关杂质的控制普遍遵循以上原则。根据杂质的结构特征，临床研发阶段限度设定的严格程度大致呈现以下趋势： 手性杂质>未具体定义的杂质>已指定但结构未确认的杂质>已指定且结构明确的杂质。 该趋势体现了业界通过科学认知优化质量控制策略的共识，也为后续制定可操作的杂质控制方案提供了实践基础[1]。 图 6. 2018 年 IQ 联盟发布相关白皮书 图 7. 2023 年 EFPIA 联会发布相关白皮书 ADC 小分子杂质的控制策略 ADC 小分子杂质的控制策略的核心在于，识别杂质的可偶联性及其在生产体系中的可清除性。 3.1 不可偶联杂质的清除策略 对于多数不可偶联杂质而言，由于其分子量远小于 ADC 以及纯化用的超滤膜孔径，通常可在生产工艺的下游阶段通过 UF/DF 有效去除。 根据 2023 年 IQ 联盟下属工作组的行业调研结果，所有受访企业均采用 UF/DF 进行纯化，其中 73% 的企业将其作为生产工艺中唯一的纯化方法，且多数报告采用才方法足以将不可偶联杂质清除至安全阈值以下[12]。 然而，在某些情况下，例如，当载荷-连接子本身具有较强疏水性时，这类分子可能在过滤缓冲液中形成胶束结构，使得部分杂质分子量接近 ADC 本身，进而影响清除效率。因此，除 UF/DF 外，纯化过程中常常需要根据具体情况，开发单元式操作，通过调整缓冲液组成、pH 值或膜孔径等操作参数，或引入色谱步骤进行进一步纯化以提升杂质去除效果，帮助洗脱[8][11]。 3.2 可偶联杂质的间接控制之道 可偶联杂质的控制更具挑战性。这类杂质若在偶联反应中与抗体反应生成 ADC 结构相似物，常规纯化步骤可能难以将其完全区分。 由于在 DS 和 DP 中直接检测此类杂质的难度较高，当前行业的共识是将控制节点前移至载荷-连接子中间体阶段，通过对中间体中杂质水平的监测和限度设定，间接确保成品 ADC 中的可偶联杂质处于可接受范围[6]。部分企业也会在下游通过色谱或多步纯化对成品进行补充清除，以提高工艺稳健性[12]。需要指出的是，偶联反应中生成的过程杂质含量可能高于中间体中的既有杂质。此类情况下，白皮书建议在开发阶段通过实验证据验证纯化步骤对这些杂质的清除能力，而非在 DS 质量标准中逐项规定限度[7]。 3.3 科学驱动的动态管控 目前，ADC 纯化策略在业界内尚未形成标准化方案，不同企业通常基于产品特性、载荷性质及项目阶段定制差异化控制策略。这一方面源于各产品在稳定性和杂质谱上存在差异，另一方面也与 ADC 项目在部分企业研发管线中的占比较低、标准化投入产出不匹配相关。 行业普遍的趋势是提倡在工艺开发阶段开展 Fate-and-Purge 研究，通过追踪各类杂质的生成和去除路径，评估纯化单元操作的清除效率，依据去除难易程度对杂质进行风险分级，以此指导工艺优化与控制策略的设计。多数企业倾向于优先研究含量最高的杂质，其次为可偶联杂质，最后为不可偶联杂质。通过验证纯化工艺的清除能力，而非单纯依赖于 ICH 小分子指南限度，以在确保 DS 和 DP 质量可控的前提下，为 ADC 工艺提供更高的灵活性与科学合理性[7]。 此外，对于 DS 和 DP 中与产品稳定性相关的降解杂质，可在开发阶段基于稳定性数据进行充分评估，若研究结果表明其在储存条件下可控，可在后续质量标准中适当调整检测频率[6]。 总体而言，当前 ADC 小分子杂质的控制策略趋向于以科学风险评估为基础的策略导向。 图 8. 纯化过程中按杂质去除难度进行定性分级以制定有效的控制策略[12] 工艺变更可比性研究 ADC 的合成工艺在产品开发过程中通常会随着研发推进不断优化。 早期建立的工艺路线尽管能够满足临床前和早期临床阶段的供应需求，但在工业化放大时，往往需要针对可拓展性、稳定性、一致性等方向进一步优化，以形成具备商业化可行性的最终工艺。然而，工艺变更可能引入新的小分子杂质，或改变原有杂质谱。因此在监管层面上，“原工艺”与“新工艺”之间的可比性评估成为 CMC 开发的重点之一。EFPIA 白皮书指出： 对于载荷、连接子、载荷-连接子中间体的工艺变更：现有分析手段通常足以检测出可能对下游工艺产生影响的差异，因此杂质评估应遵循科学合理的风险导向原则[6]。若中间体生产阶段已对杂质实施充分控制，通常无需在终产品中重复设限。若分析结果表明变更前后中间体的杂质谱存在显著差异，建议通过风险评估判断该差异是否可能影响最制剂的安全性和有效性，而不应机械套用 DS 或 DP 阶段的质量控制限度。 对于偶联及 DS 相关的工艺变更：通常建议在 DS 层面开展风险评估和可比性研究，证明变更前后在纯度、杂质、稳定性和安全性方面的一致性。若变更涉及偶联缓冲体系、制剂处方、生产规模或场地等关键参数，需额外通过实验确认影响。 对于可能影响制剂属性的变更：若 ADC 制剂由冷冻液体改为冻干粉针，或配处方 pH 值、辅料含量发生变化，可能影响制剂稳定性。由于制剂稳定性无法直接反映原料药的稳定性，此时需同时进行 DS 与 DP 的可比性研究，以评估其对制剂纯度、活性及稳定性的影响 —— 评估逻辑与其他大分子药物一致。 同时，ADC 研发进程中的可比性研究，伴随着产品生命周期的演进而逐步深化与扩展。不同阶段的研究重点与证据要求，具有鲜明的层级化与递进性特征： 早期阶段（GLP毒理批次 vs GMP临床批次） 通常聚焦于安全性相关质量属性的评估，如杂质谱、DAR 值与效价。GMP 批次的质量属性应与 GLP 批次相当或更优，除非存在显著差异，一般无需额外开展稳定性对比研究。 后期阶段（临床工艺 vs 关键性工艺） 工艺变更的可比性研究则需要扩展至安全性、有效性、质量和稳定性等关键质量属性，确保新工艺与既有工艺可比或更优。随着更多 ADC 项目被纳入突破性疗法（BTD），开发进程的加速使得上市后工艺变更的风险日益凸显。目前，针对这类变更尚缺乏成体系的监管指南，行业实践与共识尚在逐步形成之中。 图 9. 载荷-连接子中间体生产工艺变更可比性研究决策树[6] 超出阈值的 ADC 小分子杂质限度界定（Qualification） 基于前述讨论，建立合理的 ADC 小分子杂质量化评估限度至关重要。 ■ 行业观点 1) IQ 联盟白皮书（2018） 在这一背景下，IQ 联盟于 2018 年发布的白皮书提出了一套较为合理的量化思路，其核心在于将杂质在载荷-连接子中间体中的比例换算为患者的实际暴露量，从而与 ICH Q3A、Q3B 的限度标准进行对照评估[7]。该方法论建立于四个基本假设： ADC 仅针对癌症治疗； 小分子载荷在高剂量下可能对患者产生毒性； 在最极端情形下，含有载荷结构的杂质被视为具有与载荷相似的毒性； 在1 mg/天的暴露量下，载荷本身不具有药理学活性或毒性。 A case example： 以典型 ADC 分子为例（分子量为 160000 Da，DAR=4），小分子载荷占总质量比仅约 5%，这意味着在偶联反应中，载荷-连接子及其相关杂质会经历约 1:20 稀释。假设中间体中存在 3 wt% 的小分子杂质（分子量约为 2000 Da），则在最终 ADC 产品中对应约为 0.15 wt%。若按每次给药 50 mg、每 21 天一次计算，患者每次暴露量约为 75 μg，日暴露量约为 3.6 μg。根据 ICH Q3A，0.15 wt% 已达到需毒理学界定的含量阈值，但按照 ICH Q3B，3.6 μg 的日平均暴露量远低于 200 μg/day 总日摄入量阈值（图11）。如果严格遵守 0.15 wt% 的限度，杂质暴露量将低于 ICH M7 对致突变杂质的每日允许摄入量上限。 图 10. ICH Q3A 有关原料药中杂质限度阈值设定 图 11. ICH Q3B 有关制剂杂质限度阈值设定 图 12. ICH M7(R2) 有关单个致突变杂质限度阈值设定 在短期治疗、高获益预期的场景下，除非杂质属于“异常高效”类别（即在 0.10% 水平即可能产生毒性或药理作用），否则这种限制显得过于严苛，且与 ICH S9 指南存在矛盾。事实上，ADC 生产工艺普遍能将载荷-连接子中间体的单个杂质控制在 3% 以下，实际暴露水平更低，通常无需单独进行毒理学确认。 对于储存稳定性相关的降解杂质，白皮书建议采用保守估计，即假设所有载荷均从抗体上脱落，且脱落产物与原载荷具有相似毒性，计算所得的最大潜在游离载荷及其衍生物仍低于 ICH Q3A、Q3B 要求，说明实际风险应更为有限。 图 13. FDA 已获批 ADC 产品载荷、连接子分子量信息汇总 2) 关于小分子杂质定量阈值的立场文件 —— 期刊预校样（2025） 与此同时，在 IQ 联盟的支持下，2025 年一组行业/学术专家发布了关于载荷-连接子中间体中有机小分子杂质定量阈值的立场文件（期刊预校样），观点汇总如下： 图 14. Chahrour et al 2025 年发布立场文件（期刊预校样）[14] 可偶联杂质：量化阈值的论证 文章明确提出了可偶联有机杂质限度界定量化的数值从指导原则推荐的 0.15 wt% 提高到 1 wt%[14]，主要基于以下论证： 基于大量临床数据积累，多数小分子和 ADC 药物的单次给药最高剂量具有可比性（以 600 mg 计），换算得到载荷-连接子中间体中 1 wt% 的杂质带来的摩尔暴露量极低，仅相当于小分子原料药中 0.01 wt% 杂质的暴露水平； ADC 的给药频率（通常 2-3 周）低于小分子药物，载荷在体内缓慢降解释放，体内 Cmax 明显低于等量直接给药的小分子药物； 依据 ICH M7 标准，1.0 wt% 杂质需积累 12 年才可能达到短于终生（LTL）治疗的阈值，而实际 ADC 治疗期通常不超过 5 年； 使用相同载荷的 ADC 往往表现出相似的最大耐受剂量（MTD），以两类主流载荷 Auristatin 和 Camptothecin 分析，在最保守假设下，1 wt% 可偶联杂质暴露量仍低于临床 MTD 4-10 倍，安全裕度充分。 图 15. 单次给药最高剂量下的暴露量计算[14] 不可偶联杂质：从质量占比到患者暴露的量化路径 和现有行业共识保持基本一致，文章主张根据工艺去除能力（Purge Factor, PF）、产品特异性生产常数（H），将载荷-连接子中间体中杂质的质量占比（wt%）转化为患者的实际暴露量，从而建立更具临床相关性的风险评估基础。同时，建议将 Fate-and-Purge 研究作为重要的风险缓释工具，在杂质清除能力有限时，用于证明其已在工艺中被充分去除，进而避免不必要的毒理学界定。 基于决策树的科学评估框架 文章还提出了一套决策流程：当杂质含量超过 1.0 wt% 的常规标准时，允许企业基于对下游化学反应的理解，制定特定规范来判断是否需进行毒理学评估。我们期待该立场文件的正式发布，相信它将为 ADC 领域的小分子杂质控制提供新的思路与有益借鉴。 图 16. 有关确定载荷-连接子中间体杂质适当限度的决策树[14] ■ 案例分析 目前，根据已上市的 15 个 ADC 药物的审评报告，监管披露的 ADC 小分子杂质限度信息仍较有限。 从 2025 年获批的 Telisotuzumab vedotin-tllv FDA 审评报告中可窥见监管态度：综合考量给药频率低于传统小分子药物、杂质暴露量远低于 ICH Q3A 界定阈值、杂质结构与载荷 MMAE 相似，以及适应症为晚期癌症等因素，FDA 认为该杂质不构成额外安全风险。同时，借助行业调研可见，业界普遍也在采用基于风险与暴露量的限度制定逻辑[1]。多数企业在原料及载荷-连接子层面的杂质限度通常高于 ICH Q3A/B 要求的 0.15%。 图 17. Telisotuzumab vedotin-tllv FDA 审评报告非临床部分 图 18. 临床开发阶段原料与载荷-连接体中杂质的指定标准[1] 三者逻辑的吻合也进一步说明，小分子杂质在 ADC 中的相对暴露量极低，其潜在安全性风险总体较小。因此，在限度制定时，更重要的是通过工艺验证和暴露水平计算，科学论证杂质处于可接受风险范围。合理的控制策略应结合载荷-连接子中间体阶段的杂质控制、偶联后纯化步骤的清除验证及稳定性研究结果，形成一个贯穿全工艺、以风险为基础的限度设定体系。 结语 总体来看，ADC 小分子杂质的来源广泛且复杂，涵盖从载荷、连接子及载荷-连接子中间体，到偶联反应过程，再到储存与运输等多个环节。正是因为这种复杂性，ADC 的杂质控制明显区别于单一抗体或小分子药物，控制策略应建立在深入的工艺理解、完善的风险评估以及充分的数据支撑之上。 在监管和行业实践上，虽然尚无统一的科学指南，但已基本形成共识：认可“基于科学依据与风险评估”（Scientifically justified and risk-based）的论证逻辑，以暴露量评估、Fate-and-Purge 研究及工艺可控性作为限度制定的主要依据之一。因此，在开发过程中积极与监管机构沟通，通常具有良性意义。基于对产品和工艺的深入表征，提出科学合理的、基于风险评估的限度与验证方案。多数情况下，合理的 CMC 工艺开发与纯化验证能够解决大部分杂质问题，真正需要投入高成本非临床毒理学研究的情形相对有限，优化工艺、调整反应条件或验证清除能力往往更具实际意义。 在实践层面，尽管 UF/DF 目前仍是纯化工艺的主力，我们仍应开放地关注并探索替代或补充的分离/清除技术，以及位点特异性偶联等新平台可能带来的杂质谱变化和控制新思路。对于未来可能扩展的非肿瘤适应症，可以预见将面临更严格的杂质容忍度与致突变性控制要求，需要企业在早期开发中保持策略上的灵活性与前瞻性。 把握好“理解产品 — 验证工艺 — 量化暴露 — 以证据对接监管”的思路，将有助于企业更有效地支持杂质限度的设定与监管沟通，同时避免不必要的重复投入。希望随着方法学的进步、行业实践的积累以及与监管的持续对话，ADC 小分子杂质控制能够从“经验依赖”逐步走向“科学可证”，从而在安全与创新之间找到更加稳健的平衡点。
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