1、美登素类衍生物(maytansinoids)是从非洲灌木美登木中自然产生的分离物，作为抗肿瘤药物的前体分子，美登素与长春花碱的作用位点相同，均通过与微管蛋白结合抑制微管蛋白集聚从而引起细胞周期阻滞并诱发肿瘤细胞凋亡。在体外试验中，美登素对KB 细胞的 IC50 为 0.034nmol/L，效果达长春花碱的 1001000 倍。目前，以美登素作为细胞毒药物的 ADC 药物约占在研 ADC 药物的 20%。奥瑞他汀类衍生物(auristatins)是一种从印度洋截尾海兔中分离出来的缩肽衍生物，通过作用于微管蛋白抑制肿瘤生长，活性较传统化疗药物高 1000 倍以上。在 Auristatin衍生物 M

2、MAE 被成功运用于 Adcetris 中后，全球掀起了 Auristatin 类 ADC 研发的热潮，目前已有超过20 种Auristatin ADC药物处于临床试验阶段，占在研 ADC药物总量的 50%以上。卡奇霉素是一类高能效的烯二炔抗肿瘤药 ，也是有效的细胞毒药物， 从放射菌类分离而来，靶向 DNA 小沟，引起 DNA 双链断裂，抑制 DNA 合成。卡奇霉素疏水性强，导致每个抗体仅携带少量卡奇霉素。SN-38 为抗肿瘤前药伊立替康的活性代谢物，抑制 DNA 拓扑异构酶， SN-38 由于毒性过大以及较差的水溶性，不能单独用于治疗肿瘤。高毒性：临床研究显示，输入患者体内的 ADC 药物中

3、仅有一小部分能够到达肿瘤细胞，这意味着在 ADC 药物的设计中应考虑细胞毒性药物的强度。因此， ADC 药物常使用化疗中不能使用或剂量难以提高的高毒性药物 ，IC50 通常可达到 pM 级别。以微管蛋白抑制剂为例，ADC 药物选择美登素类衍生物或奥瑞他汀类衍生物，而放弃 使用紫杉烷类，原因在于紫杉烷类毒性过低。此外，由于技术存在局限性，ADC 药物在肿瘤细胞中内化效率不乐观、Linker 不稳定造成药物的提前释放， 有研究统计，进入体内的 ADC 药物最终仅有 1.56%的药物可发挥作用。除了高毒性药物，中等毒性小分子药物正在崭露头角，如 DS-8201 的 DXd，通过中等毒素+高 DAR

4、的设计，每一个抗体分子上偶联 8 个 DXd，牺牲了产品的均一性，提升了抗肿瘤作用。根据药物释放机制的不同， Linker 通常分为可剪切 Linker(Cleavable Linker)和不可剪切 Linker(Non-Cleavable Linker)。可剪切 Linker 是指在酸性 PH 或溶酶体蛋白酶的作用下， Linker 在靶细胞中被切割释放出小分子毒素，发挥细胞杀伤作用。同时小分子毒素可穿透细胞膜进入附近肿瘤细胞，发挥 bystander effect(旁观者效应)。可剪切 Linker 是目前的研发热点 ，连接物主要包括二硫化物 disulfides(含二硫键，在还原性胞内环

5、境中被谷胱甘肽 glutathione 选择性降解，并 且其空间位阻 steric hindrance 作用可限制 ADCs 在进入细胞之前的不成熟裂解) 、腙键(含 R1R2C=NNH，在溶酶体中的低 PH 值环境中降解) 和多肽键(在溶酶体蛋白酶中降解) 。对于腙键和多肽键，由于腙键依靠酸水解，在血液循环中会被缓慢水解，导致腙键在血液循环中存在的时间有限。鉴于此，腙键局限于血液肿瘤，无法用于实体瘤。多肽键依靠溶酶体中组织蛋白酶水解，在血液循环中更为稳定，也能更好地运用于实体瘤的适应症中。不可剪切 Linker 是指 ADC 药物被内吞入溶酶体后，Linker 不会被降解，连接的抗体则会被降

6、解为氨基酸，形成氨基酸 -连接子-小分子毒物复合物。不可剪切 Linker 常为硫醚键(含 S-R-S)，在血液中更为稳定，但无法发挥旁观者效应。随机偶联：随机偶联可分为依靠赖氨酸的偶联和依靠半胱氨酸的偶联。 在传统 ADC药物的设计中，连接位点常选择赖氨酸或半胱氨酸。但由于每个抗体上均拥有数个至数十个氨基酸位点，导致在传统方法下，毒素药物的连接难以准确控制，产出的 ADC 药物均一性较差，为包含有效产物、无效产物和高度副作用产物的混合物。依靠赖氨酸的偶联选择性差，产品均一性不足。在 payload 与单抗的结合中，最早的方法是利用亲电基团，如马来酰亚胺或者 N-羟基琥珀酰亚胺( NHS)和暴露赖氨酸的氨基反应。但是由于单个抗体上存在 80-100 个赖氨酸的氨基，其中约 30 个可供连接，因此反应呈现随机性，导致每个抗体上的毒素并不相同，产品不均一十分明显，这对于 ADC 药物的 PD/PK 等参数会产生较大的影响。在已上市的产品中，T-DM1、Mylotarg、 Besponsa 均使用此法偶联。