
當ADC從“精準化療”邁入“免疫+細胞毒”協同時代,雙載荷ADC正成為藥企角力的新賽道。Astellas(安斯泰來)的ASP2998(靶向TROP-2)作為全球首創的TOP1抑制劑+STING激動劑雙載荷ADC,正是這一趨勢的典型代表——它將“直接殺瘤”與“免疫激活”的雙重機制集成于單分子,臨床前數據顯示療效顯著優于傳統單載荷ADC。
近日,Astellas發表在CTS的最新綜述指出:雙載荷ADC的開發并非簡單“1+1=2”,而是面臨前所未有的技術挑戰,其中PK/PD匹配是最核心的“卡脖子”難題。這篇綜述基于ASP2998等全球領先雙載荷ADC的開發經驗,系統剖析了“毒素+免疫激動劑”雙載荷設計的核心挑戰,并提出了完整的轉化科學解決方案。
單載荷遇阻:雙載荷ADC成必然選擇
傳統單毒素ADC的局限性日益凸顯:僅能殺傷抗原陽性腫瘤細胞,對異質性腫瘤效果有限;難以誘導持久的抗腫瘤免疫記憶,復發率高;治療指數窄,毒性問題難以根本解決。
雙載荷ADC的核心優勢:一個抗體偶聯兩種功能載荷,實現1+1>2的協同效應。
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細胞毒+免疫刺激載荷:直接殺傷腫瘤細胞+重塑腫瘤免疫微環境(TME),將 “冷腫瘤” 轉化為 “熱腫瘤”
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雙細胞毒載荷:不同作用機制疊加(如TOP1抑制劑 + RNA Pol II抑制劑),克服耐藥、擴大治療窗
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連接子可時序切割、分步釋藥,進一步提升體內療效
其中代表性的Astellas開發的ASP2998——全球首個進入臨床的TROP2靶向雙載荷ADC,同時偶聯Exatecan衍生物(TOP1抑制劑)和STING激動劑。臨床前研究顯示,其抗腫瘤活性顯著優于單一毒素型抗TROP2 ADC,且能誘導持久的免疫記憶。
從轉化研究的角度來看,雙有效載荷ADC的臨床開發帶來了一系列新的挑戰和機遇。關鍵考慮點包括對兩種載荷在TME中相互作用的機制理解、基于表達異質性的最佳靶抗原選擇、識別PD及每個有效載荷的預測性生物標志物,以及闡明細胞毒性或免疫調節組分可能產生的耐藥機制等。
1. 協同機制驗證:不是簡單疊加,而是時序性協同:雙載荷的核心價值在于協同。以 "細胞毒+STING激動劑" 為例,其協同效應是鏈式反應:TOP1抑制劑先誘導DNA損傷和ICD,釋放腫瘤抗原和DAMPs;隨后STING激動劑激活抗原呈遞細胞,放大T細胞應答。這種時序性協同需要通過3D腫瘤模型、免疫健全小鼠模型和多組學技術來系統驗證。
2. 靶點抗原選擇:比單載荷更嚴苛:雙載荷ADC對靶點的要求更高:不僅需要腫瘤特異性表達,還需均一表達且高效內化,以確保兩種載荷都能準確遞送至腫瘤細胞內。單細胞和空間轉錄組技術是解決抗原異質性問題的關鍵工具。
3. 藥效標志物:雙時效帶來的采樣難題:這是雙載荷ADC最獨特的挑戰,兩種載荷的藥效動力學完全不同步。細胞毒載荷的效應出現在給藥后1-3天(DNA損傷、凋亡),而免疫刺激載荷的效應則延遲至1-3周(細胞因子釋放、T細胞浸潤)。單一時間點的活檢會嚴重低估其中一種載荷的活性,必須采用縱向多時間點采樣 + 多重PD標志物檢測的策略。
4. 耐藥機制:雙重耐藥的疊加風險:雙載荷ADC不僅面臨傳統的ADC耐藥機制(抗原丟失、外排泵上調、內化障礙),還會出現免疫相關耐藥(PD-L1上調、Treg擴增、MDSC募集)。需要在臨床前建立全面的耐藥模型,提前預判并設計聯合治療方案。
5. 伴隨診斷:從 "單抗原檢測" 到 "多維度分型":單載荷ADC的伴隨診斷僅需檢測抗原表達,但這對雙載荷ADC遠遠不夠。對于含免疫刺激載荷的ADC,STING通路完整性、基線免疫微環境狀態比單純的抗原表達更能預測療效。未來的伴隨診斷將整合空間轉錄組、多重IHC和液體活檢技術,實現 "抗原表達+免疫狀態+通路功能" 的多維度患者分層。
雙載荷ADC的臨床前評價需要采用全面、分層的研究方案,整合細胞毒性檢測、免疫分析、體內藥效評估及作用機制探究。依托上述獲得的結論,不僅能夠助力首次人體臨床試驗的方案設計,還可為預測性生物標志物研究以及合理的患者篩選策略制定提供支撐。
臨床藥理:雙載荷VS單載荷,復雜度直接翻倍
從臨床藥理學角度看,雙載荷ADC的臨床開發可能比單載荷ADC的臨床開發更為復雜。綜述明確對比了兩類ADC的臨床藥理差異,雙載荷在全流程都面臨更高挑戰:

基于以上挑戰和考量,作者在綜述中也闡述了對于單載荷與雙載荷ADC的各種差異的解決策略(閱讀原文:https://doi.org/10.1111/cts.70569)。相較于單載荷 ADC,雙載荷 ADC 因結構更復雜、載荷功能多元,在劑量精準把控、安全風險評估、免疫檢測、藥效關聯分析等方面難度顯著提升,開發挑戰更大。各類定量建模、非臨床研究與暴露 - 反應分析技術,是優化其用藥方案、平衡獲益風險、推動其臨床研發落地的重要支撐。

首次人體試驗中單載荷與雙載荷ADC的起始劑量及有效劑量預估方案
來源:https://doi.org/10.1111/cts.70569
雙載荷ADC單藥有望突破耐藥與療效瓶頸,但早期臨床階段需同步布局聯合用藥。其細胞毒載荷可誘導免疫原性細胞死亡(ICD),與PD-1/PD-L1抑制劑聯用能形成機制協同,是當下最具前景的研發方向。
搭載細胞毒+免疫激動劑的雙載荷ADC可直接殺瘤并激活腫瘤免疫微環境,但無法發揮檢查點抑制作用,因此雙載荷ADC聯合免疫檢查點抑制劑是下一代腫瘤免疫治療的關鍵路線。

雙載荷ADC組合策略概念
來源:https://doi.org/10.1111/cts.70569
目前雙載荷ADC剛進入臨床開發階段,行業對其研發的公開認知仍十分有限。雖可借鑒已上市單載荷ADC的經驗,但必須搭建更精細的轉化與臨床藥理策略,還需開展大量針對性研究才能真正落地。
綜述指出,未來雙載荷ADC的突破將集中在三個方向:
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明確兩種載荷各自的作用機制、識別載荷專屬生物標志物,是當前臨床試驗最關鍵的轉化難題。受限于患者活檢次數與采樣時機,精準評估不同載荷的藥效影響存在較大難度。
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雙載荷ADC的生物分析難度大幅提升,既需要高靈敏方法檢測血液中多種組分濃度,還要開發能識別多表位的抗藥物抗體(ADA)檢測技術。
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全球暫無雙載荷ADC的首次人體(FiH)起始劑量監管指南,劑量設定需結合單一組分安全療效與載荷協同效應綜合判斷。本文雖給出了通用劑量思路,但最終仍需更多臨床公開數據來驗證完善。
雙載荷 ADC 作為下一代 ADC 的核心方向,正站在臨床爆發的前夜。盡管轉化與臨床藥理挑戰重重,但隨著研發策略的完善與核心工具的加持,這一創新賽道必將迎來突破。

無論單載荷還是雙載荷ADC研發,穩定可靠的分析試劑均為核心支撐。針對ADC復雜的藥代動力學(PK)分析需求,ACROBiosystems百普賽斯發布多種高質量、高親和力的抗Payload抗體,該系列產品聚焦當前ADC開發中熱門的有效載荷類型,覆蓋DXD、MMAE、DM1、PBD、SN38等所有主流ADC毒素分子。
產品兼具高特異性、高親和力核心優勢,同時提供裸抗、HRP 標記、生物素(Biotin)標記等多種形式,適配不同檢測方法開發。經批間一致性檢測、交叉反應驗證等嚴苛質控流程,保障各批次產品性能穩定均一。
為應對ADC PK方法學建立的復雜需求,ACROBiosystems百普賽斯推出Payload抗體Panel產品。每款Panel包含針對同Payload的2-4個獨立克隆號單克隆抗體,便于進行檢測試劑的篩選以及方法學開發。

驗證數據
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ADC藥物結合驗證

Immobilized Monoclonal Anti-MMAE specific Antibody, Rabbit IgG (M1H09) (Cat. No. MME-MY2209) at 5 μg/mL, add Disitamab Vedotin (RC48) in the 100% Human Serum with a linear range of 0.016-0.98 μg/mL, and then add Biotinylated Human Her2, His,Avitag, premium grade (Cat. No. HE2-H82E2) at 0.5 μg/mL. Detection was performed using HRP-conjugated Streptavidin (Acro, Cat. No. STN-NH913) (QC tested).


Immobilized Monoclonal Anti-MMAE specific Antibody, Rabbit IgG (M1H05) (Cat. No. MME-MY2198A) at 5 μg/mL, add Disitamab Vedotin (RC48) in the 100% Human Serum with a linear range of 0.016-0.98 μg/mL, and then add Biotinylated Human Her2, His,Avitag, premium grade (Cat. No. HE2-H82E2) at 0.5 μg/mL. Detection was performed using HRP-conjugated Streptavidin (Acro, Cat. No. STN-NH913) (QC tested).

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Payload交叉反應驗證

ELISA binding of Monoclonal Anti-MMAE specific Antibody, Rabbit IgG (M1H05) (Cat. No. MME-MY2198a) with Disitamab Vedotin (RC48), IgG1-MMAF, Trastuzumab Deruxtecan, Sacituzumab Govitecam and Trastuzumab-DM1 conjugated antibody respectively.
The coating antibody was Monoclonal Anti-MMAE specific Antibody, Rabbit IgG (M1H05) (Cat. No. MME-MY2198a), used at 1 μg/mL concentration. The primary antibody were different payload conjugated antibodies, including Disitamab Vedotin (RC48), IgG1-MMAF, Trastuzumab Deruxtecan, Sacituzumab Govitecam and Trastuzumab-DM1 conjugated antibodies used at 0.25 μg/mL concentration. The secondary antibody was HRP conjugated Anti-Human-IgG-Fc Antibody (6F11C8), mAb (Acro, Cat. No. IGG-LY69) used at 1:10000 concentration.
Monoclonal Anti-MMAE specific Antibody, Rabbit IgG (M1H05) (Cat. No. MME-MY2198a) is specific to Disitamab Vedotin (RC48) and has no cross-reactivity with IgG1-MMAF, Trastuzumab Deruxtecan, Sacituzumab Govitecam and Trastuzumab-DM1 (Routinely tested).

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游離小分子競爭結合檢測

Serial dilutions of Monomethyl auristatin E were added into Monoclonal Anti-MMAE specific Antibody, Rabbit IgG (M1H05) (Cat. No. MME-MY2198a): Disitamab Vedotin (RC48) binding reactions. The half maximal inhibitory concentration (IC50) is 2.642 μg/mL (Routinely tested).

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