抗体偶联药物FDA IND申请—CMC难点解析

ALEON奥来恩

抗体偶联药物（Antibody-drug Conjugate，ADC）是一种将高效力的负载药物（Payload）与高度靶向的特异性抗体（Antibody）通过连接子（Linker）相结合的相对较新的靶向药物。

通过这种类型的结合，ADC可以将高细胞毒性的药物精确地输送给目标细胞（通常是癌细胞），以此取代广谱化疗。本文将介绍抗体偶联药物FDA IND申报中化学、制造和控制（CMC）部分面临的挑战以及申报难点与要点。

01 ADC在IND申报中CMC的挑战

ADC包含3个部分，抗体、负载药物和连接子，这使得药物开发以及药政申报的CMC部分变得十分复杂。ADC的开发与IND申报中的难点主要来自ADC本身的复杂性和CMC数据不足两个方面。

ADC IND申报中CMC文件可以包括4个独立的部分，其中3个独立的原料药（DS）部分，即母体抗体（Parent Antibody）、负载药物-连接子中间体（Payload-linker Intermediate）和ADC原料药，以及1个制剂（DP）部分。除了远超普通药物的CMC数据量外，ADC还需要引入一些特殊的质量控制指标。例如，药物与抗体的比率（Drug-to-antibody Ratio, DAR），负载药物与抗体的连接位点以及ADC药物中的药物负载分布（Drug Load Distribution）等。此外，ADC中游离的负载药物（Free Drug）和抗体（Free Antibody）需要进行量化控制，负载药物连接抗体后对抗体和靶点结合效力的影响以及ADC在人体血浆中的稳定性也需要进行研究。这些对ADC的 CMC特有的要求，给新药研发与IND申报带来了诸多挑战。

目前，ADC由FDA药品评价与研究中心（CDER）监管，IND申请中CMC部分由两个独立部门负责审查，分别是生物技术产品办公室（OBP）负责ADC的抗体部分与母体抗体部分的审查，新药质量评估办公室（ONDQA）负责ADC的负载药物部分和负载药物-连接子中间体部分的审查。这两个部门对IND申请都有各自的要求，在30天IND评审期内，双方根据申报资料提出审评意见和问题。目前FDA还没有专门针对ADC开发的CMC部分发布相应的指导原则，这使得IND申请和准备更具挑战性。


02 ADC CMC部分的申报要求

母体抗体
FDA对ADC中抗体部分的要求和对单克隆抗体生物药的要求是一致的，其涵盖的内容基本相同。抗体部分的表征与可比性研究应该包含但不限于：初级结构、二级或三级结构、蛋白质碎片（Fragment）/多聚体（Aggregate）、电荷变体（Charge Variant）、糖基化修饰、翻译后的修饰、抗原结合特性和生物活性等。大多数ADC使用基于IgG1或IgG4的抗体，如果抗体部分经过修饰以降低抗体的效应功能，需进行进一步的表征。抗体部分的杂质控制与抗体药物基本相同，包括产品相关杂质（多聚体/碎片、电荷变体等）和工艺相关杂质（蛋白A残留、外源性DNA残留、宿主蛋白质残留、内毒素等）。除了常规的杂质控制，还需要考虑这些杂质对ADC原料药的影响，例如多聚体和电荷变体是否会和负载药物结合、产生新的杂质等。除此之外，还需要对抗体部分与负载药物的结合位点进行说明，提供用于生产关键批次（毒理批和临床批）的抗体批次的分析结果等。

负载药物-连接子中间体
FDA对ADC中负载药物-连接子中间体部分要求和对小分子化药的要求是一致的，其涵盖的内容基本相同。需要注意的是，负载药物和连接子会用作中间体生产的起始物料。需要提供其结构表征、杂质控制、杂质去除、产品纯化等信息，并且说明这些起始物料中的杂质是否会被带入到负载药物-连接子中间体甚至ADC原料药中。具体起始物料的选择，一般需要在EOP2（End of Phase 2）的会议中，与FDA进行沟通。负载药物-连接子中间体杂质部分的控制相较于普通小分子化药要更为复杂一些。除了来自与负载药物和连接子中残留的杂质，负载药物与连接子偶联过程中产生的杂质也需要进行控制。这些杂质可能会在后续的生产中与抗体母体进行偶联而对药物的毒性造成影响。

ADC原料药
原料药中的抗体部分
此部分的内容与母体抗体部分相似，如果在抗体母体部分中的信息十分详尽，此部分可以相对简略一些。需要注意的是，负载药物连接抗体后，对于抗体的生物功能的影响需要进行表征。例如，ADC的原料药与抗原的结合活性需要与抗体母体与抗原的结合活性进行比较，来说明连接负载药物不会对抗体与靶点的特性结合产生影响。

原料药中的负载部分
此部分是一些ADC独特的内容。ADC的重要指标之一，药物与抗体的比率（DAR），表明ADC原料药中每一个抗体平均承载的负载药物数量。还有药物负载分部，表明ADC原料药中拥有不同DAR的原料药的比例。例如某ADC药物的药物负载分部为20% DAR = 2，80% DAR = 4，而此ADC的DAR则为3.6。另外相同DAR的原料药中负载也可能以不同的结合方式与抗体结合，称为单个药物负载变体（Individual Drug Load Variants），也需要进行表征。杂质控制部分，与普通的小分子化药不同。需要对游离的负载药物和抗体的含量进行控制，并且需要更加关注小分子杂质与抗体结合后产生的新杂质的含量与毒性。

其他特殊要求
由于ADC的独特机理，FDA对药物的效力更为关注。如果一个ADC被认为有多种作用机制（如有ADCC或其他免疫活性），需要在原料药的质量标准中加入额外的效价强度检测。由于ADC生产过程的复杂性，其不同批次间的可比性也十分重要。如果抗体母体、负载药物或连接子等发生了改变，除了需要对该变化部分进可比性研究，也应该对ADC原料药开展可比性研究。除了常规的表征、杂质、含量、纯度、效度等方面可比性研究外，也需要对不同批次ADC原料药的DAR、药物负载分部等进行表征，以保证其在不同批次间相对稳定。另外，由于ADC包含3个不同的部分，其稳定性研究也十分重要，需要时刻关注稳定性研究结果，以保证各项指标都在设定的质量标准以内。

ADC制剂部分的要求
与原料药部分不同，ADC制剂部分的内容与普通的单克隆抗体生物药几乎一致。需要注意的是，ADC制剂对于辅料的选择要求更为严苛。例如，憎水性的负载药物与原本亲水性的抗体结合可能会导致引起ADC的聚合或其他物理化学性质的不稳定。ADC的配方开发必须找到合适的pH值缓冲体系和辅料，以同时保持抗体、连接子和负载药物的稳定。因为ADC在溶液储存的条件下容易发生化学降解和聚集，所以，目前市场上所有的ADC制剂的剂型均为适合静脉注射的冻干产品以提高其在长期保存条件下的稳定性。

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