双载荷抗体偶联药物(Dual-Payload ADC)是ADC领域应对肿瘤异质性与耐药性的下一代创新方向。其核心是在同一抗体分子上偶联两种不同作用机制的有效载荷,通过协同或正交作用,实现更精准的肿瘤杀伤并克服传统单载荷ADC的局限。其设计旨在通过多维度、协同化的肿瘤杀伤策略,克服传统ADC依赖单一载荷的局限性,延缓或抑制肿瘤异质性与耐药问题。
图1:康弘药业双载荷ADB-KH815分子结构示意图
双载荷ADC核心优势:
协同增效与克服耐药: 同时靶向多个通路或对同一通路不同节点进行打击,降低耐药发生率。双载荷ADC可针对不同生物学通路(如微管破坏+DNA损伤)或同一通路的不同节点(如EGFR抑制+HER3阻断)进行联合打击,相比单载荷的单一作用机制,能显著提升对肿瘤细胞的杀伤效果。 例如同时搭载拓扑异构酶抑制剂和PARP抑制剂的双载荷ADC,可对HRR缺陷和同源重组正常的肿瘤均产生强效杀伤,临床前研究显示,这类组合在多药耐药模型中的疗效显著优于单药ADC。
重塑肿瘤微环境: 部分载荷可靶向肿瘤相关成纤维细胞或免疫抑制细胞,增强旁观者效应。比如一种载荷直接杀伤肿瘤细胞,另一种载荷(如RNA干扰分子、免疫调节剂)可靶向肿瘤相关成纤维细胞或免疫抑制细胞,重塑肿瘤微环境,解决单载荷ADC对肿瘤微环境调控不足的问题,进一步增强整体治疗效果;部分差异化连接子设计还能分别调控两种载荷的释放时机,放大旁观者效应,杀伤周边未被抗体靶向的肿瘤细胞,应对肿瘤异质性问题。
优化治疗窗口: 通过抗体靶向递送和精细调节药物抗体比(DAR)与释放时序,实现剂量优化并降低全身毒性。相比"两种单载荷ADC联合用药"的方案,双载荷ADC只需使用单一药物即可实现协同治疗,避免了两种药物联用时的靶点竞争、药代动力学不匹配问题,还能降低患者的治疗负担。
一、双载荷ADC发展历程
概念提出(2017年): 由Levengood等人首次提出,制备了偶联两种微管蛋白聚合抑制剂(MMAE和MMAF)的ADC,在单药耐药的淋巴瘤模型中展现显著疗效,确立了基本概念。
项目
具体参数与信息
采用抗体
抗CD30抗体
偶联载荷组合
两种微管蛋白聚合抑制剂:MMAE(单甲基奥瑞他汀E)+ MMAF(单甲基奥瑞他汀F)
偶联连接子
含正交保护半胱氨酸残基的支链短肽连接体
最终药物抗体比(DAR)
总DAR为16,其中两种载荷各占8,即8+8
合成工艺步骤
1. 用TCEP还原天然抗体的链间二硫化物;2. 将游离硫醇连接到侧链马来酰亚胺,完成对偶联连接子的偶联;3. 依次解除半胱氨酸残基的保护基团,先偶联MMAF再偶联mc-vc-MMAE;4. 每一步反应后进行分离纯化,最终得到目标双载荷ADC
表1:首个双载荷ADC药物的构建细节
技术验证与优化(2018-2021年):2018年,Kumar等人报道了由MMAE和PBD二聚体构成的双载荷ADC,利用三功能连接子实现同位点偶联。2021年,Tsuchikama等开发了通过点击化学生成均一ADC的技术,DAR组合可灵活调整,显示出理想的药代动力学和安全性。
平台化与临床转化(2022年至今): 技术从实验室走向产业应用,多家药企建立专属偶联平台,并推动候选药物进入临床试验。2025年3月21日康弘药业自主研发的 KH815,获得澳大利亚人类研究伦理委员会(HREC)的临床试验批准,成为全球首个进入临床的双载荷ADC药物,2025年4月15日,该药成功获得中国国家药品监督管理局(NMPA)的临床试验批件。
二、双载荷ADC发展现状
目前全球尚无双载荷ADC获批上市,但研发热度极高,已进入临床概念验证的关键期。据公开数据,全球已有超过20家药企布局该赛道,涵盖大型药企与创新型Biotech。中国药企是重要力量,在管线数量与临床进展上表现突出。在2026年美国癌症研究协会(AACR)年会上,双载荷ADC成为热点方向,超过16款双载荷ADC公布临床前数据,拓济医药TJ106、普灵生物PLB-015、映恩生物DB-1326等多款双载荷ADC在耐药模型中,展现出显著优于单药联合的疗效,双载荷技术已成为解决ADC耐药性的主流研发方向。
表2:全球在研双载荷ADC药物典型代表
中国药企双载荷ADC研发进展:
目前,中国药企在双载荷ADC(Dual Payload ADC)领域的布局非常活跃,且在全球范围内占据了领先地位。根据2026年5月的最新行业统计,国内已有超过12家代表性企业布局了约19款双载荷ADC药物。国内已有康弘生物、信达生物、康宁杰瑞、康威生物等多家企业的管线进入临床阶段或获批临床。其中,康弘生物的KH815和信达生物的IBI3020是全球范围内较早进入临床的双载荷ADC药物。
表3:中国药企主要在研双载荷ADC药物
中国药企业当前在研项目多以Top1抑制剂为第一载荷,第二载荷在ATR抑制剂、RNA聚合酶抑制剂、微管抑制剂或免疫激动剂之间分化,旨在实现“诱导DNA损伤+阻断修复/抑制转录”的协同机制。
三、双载荷ADC发展趋势
双载荷ADC正从概念验证迈向技术深化与多元化拓展,未来呈现以下趋势:
1.载荷组合多样化与机制创新: 除传统细胞毒药物外,免疫调节剂(如TLR/STING激动剂)、DDR抑制剂(如ATR抑制剂) 及新型海洋生物碱衍生物等新载荷正被积极探索,以构建“化疗+免疫”或更复杂的协同机制。
2.双抗双载荷ADC成为新热点: 结合双特异性抗体与双载荷优势的设计受到青睐。此类分子可同时识别两个靶点或表位,并递送两种载荷,有望进一步提升靶向精度、内化效率并克服耐药,但研发难度也更高。
3.技术平台竞争加剧: 竞争焦点从单一管线转向底层技术平台。企业竞相开发高效的定点偶联技术(如酶催化、非天然氨基酸偶联)、智能连接子(如肿瘤微环境响应释放)以及多载荷整合平台,以解决均一性、稳定性与CMC挑战。
4.监管审评体系逐步完善: 随着产品进入临床,监管机构对双载荷ADC的药学研究提出更高要求。国家药监局药审中心(CDE)已发布相关指导原则,重点关注结构表征、杂质控制(如交叉载药杂质、未偶联抗体)、稳定性研究及质量属性控制,推动行业规范化发展。
5.临床数据验证关键期: 2025-2026年是首批双载荷ADC进入I期临床并披露初步数据的关键窗口。未来2-3年,其安全性、耐受性、初步疗效及治疗窗口将得到验证,决定该技术的最终临床价值与商业化前景。
总结而言, 双载荷ADC代表了ADC技术从“单点突破”向“系统协同”的演进。尽管面临工艺复杂、监管门槛高等挑战,但其在克服耐药、拓展适应症方面的潜力已获业界广泛认可。随着技术平台成熟与临床数据积累,双载荷ADC有望在未来几年内成为肿瘤靶向治疗的重要新范式。
参考资料:
1.Wen M, Yu A, Park Y, Calarese D, Gerber HP, Yin G. Homogeneous antibody-drug conjugates with dual payloads: potential, methods and considerations.
2.Callio Therapeutics. Doses First Patient in Phase I Clinical Trial of Dual-Payload ADC CLIO-8221. GlobeNewswire. 2026-03-24.
3.A Novel Dual-Payload ADC Platform Integrating Exatecan and Triptolide to Enhance Antitumor Efficacy and Overcome Resistance.
4.封面图选自网络。
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