追随成功经验，从已批准的14款ADC看最成功、成药性最高的Payload与Linker

2022-10-11

抗体药物偶联物小分子药物抗体合作创新药

ADC领域百花争鸣，新技术更新迭代如滚滚洪流带着生物医药开启飞奔模式，这是一个最好的时代。早在 20 世纪初，Paul Ehrlich 就首先提出了“魔法子弹”的概念，可第一个 ADC 药物Mylotarg ®（gemtuzumab ozogamicin）在将近百年后才获批上市，谁无暴风劲雨时,守得云开见月明，截至2022 年 7月全球共有 14 款 ADC 药物获批用于血液系统恶性肿瘤和实体瘤[1]，此外，目前还有100多个ADC候选者处于临床试验的不同阶段。随着靶点和适应症的不断扩大，ADC正在引领癌症靶向治疗的新时代，有望改变未来靶向药物治疗格局[2]。图1 ADC发展里程碑[1] 在获批的14款ADC药物种，Payload为MMAE或MMAF的ADC药物有6款，占到将近50%。linker为蛋白酶B可切割的VC的ADC药物也有6款，占比也将近50%。同时，在研的以MMAE为有效载荷的管线数超40个，以蛋白酶可切割VC也位居在研活跃的ADC药物管线数第一[3]。表1：获批上市的14款ADC的linker、payload技术特点 MMAE/MMAF来源及结合模式MMAE/MMAF是auristatin类似物，auristatin E于 1992 年由Arizona State University的研究人员基于天然细胞毒素海兔毒素10 (dolastatin 10)的结构设计；海兔毒素10从海洋无壳软体动物截尾海兔中分离得[6]。MMAE是⼀种由五个单元组成的肽：三个非天然氨基酸Dolavaline（Dov）、dolaisoleuine (Dil)、dolaproine (Dap) ，一个天然氨基酸Valine，以及C端的去甲麻黄碱（Norephedrine ）[6]图2 dolastatin 10与MMAE\MMAF结构[7][8] 微管蛋白是组成微管的基本单元。微管是由α-和β-微管蛋白分子聚合而成的异二聚体，高度动态[8]。MMAE/MMAF通过阻断微管蛋白的聚合来抑制细胞分裂，实现抗肿瘤目的。其分子高度稳定，在血浆、肝溶酶体提取物或蛋白酶如组织蛋白酶B中无降解迹象。在一些淋巴瘤、白血病和实体瘤临床实验中，MMAE也表现出强大的活性[9]。迄今为⽌，⼤多数基于 auristatin 的 ADC 使⽤两种 auristatin 中的⼀种，即 MMAE和 MMAF。由于其 C 端修饰，这两种化合物具有不同的特性，并且还允许对单克隆抗体进行不同的连接策略。阴离子羧基会阻止 MMAF 通过细胞膜的被动扩散逃离癌细胞，从而限制旁杀效应。图3微管蛋⽩与MMAE/MMAF 结合位点的位置[7] MMAE 分⼦（⻘⾊）在 β-微管蛋⽩亚基（浅灰⾊）和 α-微管蛋⽩亚基（深灰⾊）之间的界⾯处结合，但与 β-微管蛋⽩亚基接触更广。FITC-MMAE 的结合常数(KD)值为 291 nM， FITC-MMAF 的结合常数 (KD) 值为 63 nM ,MMAF与微管蛋白的结合力⽐ MMAE 强[7][8]。MMAE/MMAF及其Linker专利情况1993 年，BMS的科学家提交了一项专利，该专利描述了一种组织蛋白酶 B 可切割的PABC-VC组成的linker（US 6214345；图5 ）。2001 年，Seattle Genetics 科学家设计了一种名为单甲基 auristatin E 的auristatin E 衍生物（MMAE；US 6884869；）[4]。图4 MC-VC-PABC-MMAE专利情况[4]2003 年，Seattle Genetics 提交了一项专利，描述了MC-VC-PABC 与 MMAE 的偶联，这种linker-细胞payload被称为 vedotin（US 7659241；图5 ）。该专利还描述了一种靶向 CD30 的 ADC。2004 年，Seattle Genetics 的科学家设计了一种具有单甲基化氨基部分的 auristatin F 类似物与 linker连接（US 7662387）。将 MC连接到 MMAF产生的 MC-MMAF也称为 mafodotin（US 7498298）。随后，在 2007 年专利中描述了各种 MMAF 类似物，包括具有两个羧基的 MMAF 衍生物 (US 7745394)。2009 年，葛兰素史克与西雅图遗传学公司签署了一项许可协议，以利用他们的linker- payload技术。图5 MC-MMAF专利情况[4] 皓元医药有Payload-Linker CDMO客户数近70家，服务的项目阶段包含了临床前、临床I/II/III期及上市阶段，其中，Auristatin类客户有近40家，合作产品包括MMAE、Vc-MMAE、MMAF等。有DMF备案的包括Vc-MMAE的高级中间体[3]。截止2022年7月，皓元医药已经有五个与ADC药物相关的小分子产品在美国FDA注册了DMF，其中包括：— MMAE CAS#474645-27-7 （DMF code：MF036741）；— MMAE的一号高级中间体CAS#160800-65-7（DMF code：MF035548）；— MMAE 的二号高级中间体CAS#863971-44-2（DMF code：MF035549）；— Vc-MMAE连接子的高级中间体CAS#159857-80-4（DMF code：MF035550）；— 依喜替康甲磺酸盐 CAS#169869-90-3 (DMF code: MF036708)；总结根据已上市的14款ADC药物分析，以MC-Val-Cit-PABC、MMAE/MMAF为linker、payload的ADC药物是目前最常用，最成功、成药性最高的组合。对创新药企来说，选择持有DMF备案的供应商，在申报时直接引用其DMF备案资料，可以节省大量人力物力及沟通成本，从而加快IND申报的批准进程。关于DMF美国DMF（Drug Master File）指南是呈交FDA（全球药品监管的权威机构）的存档待审资料，于1989年开始实施，并一直沿用至今。DMF包含生产、操作、包装和储存产品过程中的厂房、操作流程，或使用物质的保密细节信息。关于皓元医药上海皓元医药股份有限公司（以下简称“皓元医药”）是我国较早开展ADC Payload-Linker研究的企业之一，先后开发了一系列前沿的高活性毒素，构建了丰富多样的Payload-Linker库，主要提供与ADC药物小分子化学部分相关的CMC及CDMO服务，涵盖了毒素（Payload）、连接子（Linker）、以及有效载荷（Payload-Linker）的研发、工艺优化、工艺验证、注册申报、GMP产业化等各个环节。长期以来，皓元医药服务于海内外ADC药物的研发与生产，已经具备产品和中间体开发能力强、库存种类多、量产规模大、同行业供货快、性价比高等多种优势，目前已经积累了超过500种与ADC相关的小分子的合成经验，协助客户完成了多个Payload-Linker的CMC服务和临床注册申报，高效高质量地为客户提供专业CDMO服务。参考文献：[1] New Technologies Bloom Together for Bettering Cancer Drug Conjugates. Pharmacol Rev 74:680–711, July 2022[2] Antibody drug conjugate: the “biological missile” for targeted cancer therapy. Signal Transduction and Targeted Therapy (2022) 7:93[3] 服务介绍 | 皓元医药专注Payload-Linker CDMO服务，为ADC研发管线数之最的MMAE保驾护航. 皓元医药.2022.06.02[4] A Patent Review on FDA-Approved Antibody-DrugConjugates, Their Linkers and Drug Payloads.ChemMedChem 2022, e202200032 (1 of 11)[5] “魔法子弹”ADC. 皓元医药 2021.11.24[6] Drugsand cosmetics from the sea. Mar. Drugs 2004, 2(2), 73-82[7] Structural Basis of Microtubule Destabilization by Potent Auristatin Anti-Mitotics. PLOS ONE,August 12, 2016[8] Cytotoxic Payloads for Antibody–Drug Conjugates. The Royal Society of Chemistry 2019[9] Anti-CD22 and anti-CD79B antibody drug conjugates are active indifferent molecular diffuse large B-cell lymphoma subtypes. Leukemia, 2015, 29(7): 1578-86.[10] 喜报丨皓元医药MMAE获得美国FDA DMF备案. 皓元医药 2022.07.2