16 个获批 ADC 的制剂配方，我帮你盘出了这些规律

上个月我们组一个ADC项目又卡在制剂开发上了。抗体本身挺稳定的，一接上有效载荷就开始聚集，换了好几个缓冲液都不行，冻干也试了，效果一般。

做抗体的都知道，ADC制剂开发跟普通抗体不一样，难点太多了。正好读到一篇发在《AAPS PharmSciTech》上的综述，几个Lonza的作者系统梳理了ADC药物制剂和工艺开发的关键考虑因素。

读完我在实验室坐了挺久，觉得这里面有些东西如果早知道，能少走很多弯路。今天就跟大家聊聊这篇文章，看看ADC制剂开发到底难在哪，有哪些坑可以提前避开。

先说说ADC到底是什么

在说制剂开发之前，得先说说ADC是什么。做抗体的应该都不用我多解释，但为了不做这行的朋友也能看懂，还是简单说两句。

抗体药物偶联物，也就是ADC，是把单克隆抗体和细胞毒性小分子药物通过连接子偶联在一起的药物。简单说就是用抗体当"导航"，把毒药精准送到癌细胞那里。

这个思路听起来挺美的，既保留了抗体的靶向特异性，又有小分子药物的细胞毒性，能精准杀伤癌细胞，减少对正常组织的损伤。但实际做起来，问题就来了。

自从2000年第一个ADC Mylotarg获批以来，全球已经有16个ADC获批上市，还有超过300个ADC处于临床开发中。这个领域发展很快，但制剂开发的难度也越来越大。

为什么这么说呢？因为ADC比普通抗体复杂多了。普通抗体就是一个蛋白，ADC是抗体+连接子+有效载荷三个部分的组合，任何一个部分出问题，整个药物的稳定性和疗效都会受影响。

这篇文章开头有一张图（Fig.1），把ADC不稳定性的原因和后果画得很清楚。左边是ADC不稳定性的原因，包括内在因素和外在环境应激因素；右边是对ADC和各个组分的影响，下面是支持性分析方法。

这张图基本上就是整篇文章的骨架，后面所有内容都是围绕这几个点展开的。接下来我们就一个个说，看看ADC制剂开发到底难在哪，有哪些坑可以提前避开。

图1 ADC制剂中的关键稳定性考虑因素和应激因素

ADC为什么这么不稳定

看完整体框架，我们来具体说说ADC为什么这么不稳定。这篇文章把ADC不稳定性的原因分成了两大类：内在因素和外在环境应激因素。我们先说说内在因素，也就是ADC本身的问题。

第一个内在因素是ADC的内在理化性质。这个说起来挺复杂，但核心就是一点：接上有效载荷之后，抗体的性质变了。原来抗体挺稳定的，一接上疏水的有效载荷，整个分子的疏水性就增加了。

疏水性增加会带来什么问题呢？最直接的就是聚集倾向增加。我们做抗体的都知道，蛋白聚集是个大麻烦，不仅影响药效，还可能引起免疫原性。ADC的聚集问题比普通抗体严重多了。

除了聚集，疏水性增加还会导致胶体和构象稳定性降低，药代动力学改变，连接子-有效载荷更容易发生化学降解。这些问题加在一起，就让ADC的稳定性比普通抗体差了一大截。

第二个内在因素是药物抗体比，也就是DAR。DAR越高，接上的有效载荷越多，理论上药效越强，但问题也越多。DAR太高的话，疏水性太强，聚集风险大大增加，稳定性也更差。

所以现在市售ADC的DAR一般控制在2到4之间，很少有超过4的。当然也有例外，比如Enhertu的DAR是8，但它用的是更亲水的拓扑异构酶I抑制剂有效载荷，所以DAR高一点也还行。

第三个内在因素是偶联位点和偶联化学。不同的偶联方式对ADC稳定性的影响很大。比如传统的赖氨酸偶联，会把正电荷的赖氨酸去掉，增加聚集风险；而半胱氨酸偶联，涉及二硫键的还原和重排，也会影响抗体的结构稳定性。

还有连接子的设计，也会影响ADC的稳定性。早期的ADC用的是酸可裂解连接子或者二硫化物连接子，在血液循环中不够稳定，容易提前释放有效载荷，导致系统毒性。后来的可裂解连接子改进了很多，稳定性好多了。

现在的连接子设计还会加入聚乙二醇或者氨基酸残基，增加溶解度，减少聚集。这些设计上的改进，都是为了提高ADC的稳定性，但也增加了制剂开发的复杂度。

说完内在因素，再说说外在环境应激因素。这些因素跟普通抗体差不多，但对ADC的影响更大。主要包括pH、离子强度、光照、氧化应激、温度、机械剪切应力、冻融循环等等。

比如温度，ADC对热更敏感。有研究发现，曲妥珠单抗-DM1在45℃下，随着温度升高，聚集增加，尺寸排阻色谱、动态光散射、SDS-PAGE都能检测到降解。而在25℃下，降解就明显少很多。

还有pH，不同的连接子对pH的敏感性不一样。比如酸可裂解连接子在pH 5.0下半衰期很短，容易提前释放有效载荷，所以制剂的pH不能太低。而酶可裂解的二肽连接子，在生理pH下比较稳定，但在溶酶体的酸性环境下会被切割释放。

光照也是个大问题，特别是含有喜树碱类有效载荷的ADC，对光特别敏感。有研究发现，ADC在365nm UV和56kLux可见光下，降解比母体抗体严重得多，特别是含有Exatecan的ADC，对活性氧（ROS）特别敏感。

氧化应激也不能忽视。金属离子（比如Cu(II)和Fe(III)）、制造过程中引入的过氧化物、缓冲液/赋形剂中的表面活性剂、隔离器灭菌、容器封闭系统，都可能引起氧化，导致ADC降解。

说了这么多不稳定的因素，你可能会觉得ADC制剂开发太难了。确实难，但也不是没有办法。接下来我们就说说市售ADC都是怎么做制剂的，看看有什么可以借鉴的。

市售ADC都是怎么做制剂的

说了这么多ADC不稳定的因素，你可能想知道，那市售的ADC都是怎么做制剂的呢？这篇文章里有一张表（Table 1），把16个获批ADC的制剂信息列得很详细，包括抗体类型、偶联方式、连接子、有效载荷、DAR、剂型、缓冲液、pH、赋形剂、容器等等。

这张表信息量很大，做ADC制剂开发的朋友一定要好好看看。我挑几个重点说，看看市售ADC在制剂上有什么共性和规律。

先说剂型。16个获批ADC里，大部分是冻干制剂，只有少数是液体制剂。为什么冻干这么多呢？因为ADC在液体状态下不稳定，容易降解、聚集、连接子裂解，冻干可以大大提高稳定性，延长保质期。

当然，冻干也有自己的问题，比如复溶、外观、水分含量等等，后面我们会专门说。但总的来说，对于稳定性差的ADC，冻干还是首选。

再说缓冲液和pH。这篇文章里还有一张图（Fig.2），统计了市售ADC用的缓冲液和pH范围。从图上可以看到，用得最多的缓冲液是组氨酸，然后是MES、醋酸钠、柠檬酸钠、磷酸钠、琥珀酸钠、Tris等等。

pH范围呢？大部分在5.0到8.0之间，其中5.5到6.5这个区间用得最多。为什么是这个范围呢？因为这个pH范围既能维持抗体的构象稳定性，又能减少连接子的水解，还能抑制硫代琥珀酰亚胺环的开环，是个比较平衡的选择。

当然，不同的连接子对pH的要求不一样。比如半胱氨酸偶联的ADC，pH一般偏酸性，在5.3到6.6之间，防止硫醚键水解；而赖氨酸偶联的ADC，pH范围更宽，从酸性到碱性都有。

再说赋形剂。市售ADC里用得最多的赋形剂是糖，特别是蔗糖和海藻糖，16个里面有12个用了蔗糖。糖的作用是什么呢？主要是作为稳定剂，在冻干过程中保护蛋白的构象，还能作为冷冻保护剂，减少冻融对蛋白的损伤。

除了糖，还有用甘露醇、山梨醇的，主要是作为填充剂，让冻干饼看起来更好看。还有用NaCl的，调节离子强度，但要注意离子强度太高可能会增加聚集。

表面活性剂也是ADC制剂里常见的成分，主要是聚山梨酯20（PS20）和聚山梨酯80（PS80），浓度一般在0.01%到0.1%之间。表面活性剂的作用是减少界面诱导的聚集，因为ADC的疏水性强，更容易在界面处聚集。

不过表面活性剂也有自己的问题，比如PS20和PS80容易被脂酶降解，产生游离脂肪酸，导致颗粒形成。所以现在有些ADC开始用新型表面活性剂，比如泊洛沙姆188，但还不是主流。

还有抗氧化剂，比如甲硫氨酸、EDTA，主要是用来防止氧化降解。特别是含有喜树碱类有效载荷的ADC，对氧化特别敏感，加抗氧化剂很有必要。

容器方面，大部分ADC用的是透明玻璃瓶，少数用琥珀色玻璃瓶，主要是为了避光。对于光敏感的ADC，用琥珀色瓶或者避光包装很有必要。

总的来说，市售ADC的制剂策略跟普通抗体有很多相似之处，但也有ADC特有的考虑，比如连接子稳定性、有效载荷疏水性、光敏感性等等。接下来我们就说说ADC制剂开发的具体策略。

图2 市售ADC药物制剂缓冲液和pH的数量

ADC制剂开发怎么做

了解了市售ADC的制剂情况，接下来我们说说ADC制剂开发具体怎么做。这篇文章里有一张图（Fig.3），描绘了ADC从临床前开发到CMC开发再到临床生产的制剂和工艺开发流程，时间线大概是6到9个月再加6个月。

从图上可以看到，整个开发流程分为三个阶段：临床前开发（6-12个月）、CMC开发（6-9个月）、临床生产（6个月）。每个阶段都有关键活动和关键决策点。

临床前开发阶段，主要是ADC候选药物开发和ADC DS工艺开发，关键活动包括处方前筛选和制剂定义（赋形剂组合），关键决策点是ADC候选药物选择和ADC制剂锁定。

CMC开发阶段，主要是非GMP DP中试批次和ADC制剂锁定，关键活动包括DP工艺开发包括冻干、非GMP DP中试批次，关键决策点是ADC DP工艺锁定。

临床生产阶段，主要是DS GMP制造和DP GMP制造，关键活动是GMP验证测试，关键决策点是DP工艺锁定。

这个流程跟普通抗体的开发流程差不多，但ADC有自己的特点。最重要的一点就是，要尽早优化母体mAb的制剂，因为这可以加速时间线，减少耗材，而且mAb通常是偶联和工艺开发的起始材料。

还有就是高通量、微孔板筛选方法应该用于加速开发，因为ADC的制剂变量太多了，一个个试太慢了，用高通量筛选可以大大提高效率。

偶联经常会损害分子稳定性，因此可接受的mAb稳定性不能保证ADC稳定性。所以必须进行ADC特异性的制剂开发，不能直接套用mAb的制剂，这个很重要，很多人一开始会犯这个错。

为了减轻ADC特异性的不稳定性，冻干制剂开发应该纳入赋形剂如糖、表面活性剂等，这些我们前面已经说过了。系统策略应包括在加速和胁迫条件下筛选pH和缓冲系统，以及赋形剂评估。

鉴于ADC的疏水性增加和典型的较低DP浓度，表面活性剂的选择应该仔细评估。在这里，多山梨酸酯降解可能是一个已知的挑战，在液体剂型中，甚至微量的脂酶也会导致降解。所以要仔细监测，用正交分析方法。

更高的聚合物浓度可以用来平衡过氧化物和脂肪酸从聚山梨酸酯降解中的影响，但要注意这可能会增加聚集。所以要找到一个平衡点。

由于在当前商业化的早期阶段，配方和当前时间依赖的聚山梨酸酯降解以及颗粒形成，冻干制剂是首选。另一方面，配方参数应该针对成功的冻干进行优化，这包括避免可能导致结晶和多孔结构的赋形剂，如蔗糖和磷酸钙。

液体DP策略，如应用于其他免疫偶联物，可能代表一个有吸引力的替代方案，特别是对于早期临床代表。最后，主要包装考虑应该在开发中尽早整合，以进一步考虑。

说了这么多制剂开发的策略，你可能会问，那冻干具体怎么做呢？冻干也是ADC制剂开发的一个大难点，接下来我们就专门说说冻干的问题。

图3 ADC临床前制剂和工艺开发工作流示例

冻干这个事真不简单

对于大部分ADC来说，冻干是首选剂型，因为可以大大提高稳定性。但冻干这个事真不简单，有很多坑要踩。这篇文章专门用了一节来讲冻干策略，我挑重点说。

首先是冻干循环开发。在开发ADC的冻干循环时，对最终配制的ADC进行全面的热性能分析是至关重要的，以确保选择正确的冻干参数。

关键参数包括玻璃化转变温度（Tg'）和塌陷温度（Tc），这些是关键产品属性，可以使用调制差示扫描量热法（mDSC）等分析技术确定。

应在Tg'以下约2-5℃（或低于Tc）设定保守的安全裕度，以避免冻干饼的塌陷。通过轻透射显微镜测量，然后在目标产品温度（Tp）下进行初级干燥，通常设定在Tg'以下约2-5℃（或低于Tc）。

为了考虑过程变异性和小瓶边缘效应，应使用保守的安全裕度。与抗体相比，ADC的Tg'或Tc在文献中报道较少。此外，制剂的热行为主要受赋形剂及其浓度的影响，这意味着适用于抗体的常见冻干策略也适用于ADC。

然而，由于有效载荷的偶联，ADC呈现出额外的挑战。特别是硫代-马来酰亚胺，可以在热应激下降低抗体支架的结构稳定性。偶联还可以通过增加有效载荷疏水性来降低构象热稳定性，也有助于增强自缔合倾向。

这种额外的自缔合复杂性，如前面关于ADC稳定性的部分所强调的，突出了从冻干开始到复溶结束，需要通过实验确定分子的稳定性。

然后是安全考虑。ADC有效载荷的高效力和在冻干过程中产生气溶胶颗粒的潜力，需要严格的安全生成措施来保护实验室人员，并确保在制造规模上安全处理。

然而，隔离器和遏制策略在制造设施中可能并不总是可用的。或者，可以在开发实验室中使用防护袋。或者，为了降低在小规模实验室研究中处理高活性药物的风险，可以使用替代制剂来节省活性物质。

这样的配方应该具有与DP相似的物理性质，包括总固体含量、粘度、表面张力、密度和总蛋白质浓度。非离子表面活性剂如葡聚糖可以替代活性物质。然而，重要的是要包括代表性的活性物质在战略位置，以验证货架寿命，因为替代物不能达到与活性物质相同的目的。

替代物负载是冻干循环发展的一个重要因素，因为大多数ADC是在低浓度下配制的。此外，将Tg'读数等关键属性作为开发的一部分进一步优化冻干循环。

如McGarvey等人所披露的，在10mg/mL下配制的mAb-MMAE偶联物及其相应的安慰剂在冻干循环中表现出相当的时间。将热电偶放置在安慰剂小瓶中，以支持初级干燥终点的追踪，这被证明与其他工艺监测工具（即电导率、压力和相对湿度）相关。

除了这些实际方法之外，诸如实验设计（DoE）和建模等策略也可以支持冻干工艺的发展。虽然不一定特定于缀合的mAb，但这些方法确保更复杂的ADC冻干发展，仍然需要最小的动物，同时仍然主动生成适合循环优化和随后放大到制造的稳健数据集。

说了这么多冻干的技术细节，你可能觉得太复杂了。确实，冻干是个技术活，需要经验积累。但只要掌握了关键参数，做好安全防护，还是能做好的。接下来我们说说工艺放大和过程控制的问题。

工艺放大和过程控制

冻干做好了，接下来就是工艺放大和过程控制了。这个阶段也很关键，很多项目在实验室里做得好好的，一放大就出问题。这篇文章里也专门讲了这个问题，还有一张图（Fig.4）描绘了科学和基于风险的DP过程控制策略。

从图上可以看到，整个过程控制策略分为几个阶段：产品理解、过程理解、过程控制策略。每个阶段都有关键要素，比如产品理解包括质量目标产品概况（QTPP）、组分级关键质量属性（CQAs）；过程理解包括构建过程知识、关键过程参数（CPPs）；过程控制策略包括过程风险评估、阶段1过程验证、阶段2过程验证。

ADC需要针对每个组分（如前面强调的抗体、连接子、有效载荷）量身定制的分析策略，但总体制造过程与最近文献中描述的未缀合mAb相似。

如前一节关于冻干过程开发和表征所概述的，在放大期间使用替代制剂是有利的，特别是当冻干器是关键时，以验证循环可转移性，以及研究完全加载的冻干器在活性物上的影响。

"接种"是替代方法的公认方法，但它仍然是高度期望的，因为它可以通过预先执行小规模运行来成功实现循环优化，即主要通过降低架子温度，可以显著加速干燥时间。

机制模型也可以在扩大生产期间提供进一步的知识，正如Focci等人在会议上报告的那样。此外，设计空间方法在识别最佳处理条件和安全操作窗口方面特别有价值，以避免对产品质量属性的影响，如产品塌陷或缩放考虑因素。

缩放考虑因素适用于所有其他单位操作，包括化合物、均质化、过滤、填充和相关的CQAs，这些可能受到相关应力的影响。

如本文前面的稳定性部分所述，ADC可以是光敏感的。为了解决在大规模制造过程中的这种敏感性，可以实施一些措施，如最近文献中所述的，包括安装更安全的光源，如黄色、琥珀色或红色LED照明，用于最终DP包装，减少UV透射，另外，多层环烯烃聚合物（COP）小瓶和琥珀色玻璃瓶已被证明与COP小瓶相比提供适度的保护。

在从早期临床阶段到后期和商业阶段的过渡中获得的过程知识将影响过程设计和开发1过程验证，这应考虑到第2阶段的限制，以及设施、公用事业和人员绩效资格（PQ）的资格，确保在商业规模制造中应用第1阶段的原则。

对于ADC，具体来说，预计将需要基于风险的遏制，与生物制剂和小分子的综合质量控制策略。

基于ICH指南，分子组分的CMC策略的协调方法很重要。需要注意的是，ADC的权威期望在不同地区之间尚未统一，继FDA在单一BLA提交中遵循跨中心方法之后，生物制剂评估和研究中心（CBER）领导mAb评估，DP质量和标准（CDER）化学专家参与小分子有效载荷和连接子中间体方面。

一致和可控的过程需要评估关键过程参数的关键性和过程表征研究，以建立可接受的范围和超过可接受范围的影响。

在定义ADC的控制策略时，需要考虑一系列因素，参考最近的ADC综述和文章。Bechtold-Peters等人提供了对ADC复杂性的深入分析，突出了特定于ADC产品的关键质量属性，包括游离药物杂质、未缀合mAb、DAR、缀合变体、聚集体和带电物种。

本文将传统的线性验证策略与更现代的过程验证方法进行了比较，前者涉及更多的时间线挑战，特别是对于ADC，其中DP PQ验证单独验证药物物质（其又由验证的药物中间体（其又由验证的连接子中间体制备）和单独验证的mAb制备）。

更多前瞻性、风险导向和数据驱动的方法，越来越受到监管机构的接受，并支持加速临床到商业过渡，而不损害质量。

说了这么多工艺放大和过程控制的内容，你可能觉得太技术了。确实，这些都是CMC开发的核心内容，需要专业团队来做。但作为做抗体的，了解这些也很有必要，能跟CMC团队更好地沟通。最后我们说说分析方法和总结。

图4 科学和基于风险的DP过程控制策略

最后说几句心里话

做了十年抗体，我最深的一个体会是，ADC制剂开发真的是个技术活。比普通抗体难多了，要考虑的因素太多了，抗体、连接子、有效载荷，任何一个出问题都不行。

这篇文章的价值，不在于它提出了什么革命性的新技术，而在于它系统地梳理了ADC药物制剂和工艺开发的关键考虑因素，从稳定性到制剂开发，从冻干到工艺放大，从过程控制到分析方法，每个环节都有涉及。

做ADC的人看完这篇文章，应该能对制剂开发有一个比较清晰的认识，知道哪些地方容易出问题，哪些地方需要重点关注。至少我看完之后，对我们组现在在做的几个ADC项目，有了一些新的想法。

当然，现在还不是盲目乐观的时候。ADC制剂开发还有很多挑战，比如新型有效载荷的出现、更高DAR的趋势、皮下给药的需求、更高浓度的制剂等等，这些都给制剂开发带来了新的挑战。

而且ADC只是工具，不能替代科学家的判断和经验。特别是在制剂开发这种需要经验积累的领域，AI只能辅助，不能替代。这个原则很重要，不能因为有了新工具就盲目信任。

作为一个做抗体的，我对ADC制剂开发的未来是谨慎乐观的。谨慎是因为还有很多问题没有解决，不能盲目跟风；乐观是因为方向是对的，而且已经有很多成功的案例了，让我们看到了希望。

参考文献

Sorret L, Ninomiya M, Hillebrandt N, Schmitt D, Chattopadhyay A, McGarvey O. Antibody-Drug Conjugates Drug Product Formulation and Process Development, Scalability and Stability Considerations. AAPS PharmSciTech. 2026;27:224. doi:10.1208/s12249-026-03457-9

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