ADC中文名称抗体药物偶联物，英文全称为antibody-drug conjugate，是通过一个化学链将具有生物活性的小分子药物连接到单抗上，单抗作为载体将小分子药物靶向运输到目标细胞中的药物设计方案。ADC的研究可以追溯到1980年。ADC药物是采用特定的连接子(ADC linker)将抗体和小分子细胞毒药物连接起来，其主要组成成分包括抗体、连接子和小分子细胞毒药物（smallmolecular cytotoxic drug，SM）。抗体分子主要发挥靶向投递作用，小分子药物发挥效应。而我们今天主要要介绍的则为抗体和小分子细胞毒药物之间的桥梁：连接子(ADC linker)。

ADC药物常用的连接子主要包括腙键、二硫键和肽键。腙键在酸性条件下即可发生水解，是相对不稳定的连接子。Mylotarg即采用腙键作为连接子，研究人员认为腙键的不稳定性是导致Mylotarg失败的一个重要原因。二硫键在细胞内高浓度的谷胱甘肽中可发生水解，因此不易在胞外脱落。肽键的结合最为紧密，仅在溶酶体蛋白水解酶的作用才发生断裂。连接子的稳定性直接影响细胞毒药物的非预期解离情况，这种断裂造成小分子细胞毒药物在体内的暴露，即脱靶毒性。总体来说，根究ADC连接的稳定性，分为可裂解和不可裂解两大核心大类：

1)      可裂解连接子(Cleavable Linker)

可裂解连接子(Cleavable Linker)的特性为血液中稳定，能够进入肿瘤细胞/肿瘤微环境，可以响应特定信号直接断键，断裂后释放完整游离活性毒素。

可裂解连接子(Cleavable Linker)分为3种主流小类：

① 酶敏感‑多肽连接子（临床最主流）

酶敏感 ADC 连接子是一类利用肿瘤细胞内或溶酶体中‌高表达特定水解酶‌（如组织蛋白酶、β-葡萄糖醛酸酶等）来触发药物释放的关键结构。这类连接子在血液循环中保持稳定，仅在靶细胞内被酶切裂解，从而释放细胞毒性载荷，实现精准治疗并降低全身毒性。

     * 裂解触发条件：组织蛋白酶、β-葡萄糖醛酸酶等。

     * 代表序列‌：缬氨酸-瓜氨酸(Val-Cit)、苯丙氨酸-赖氨酸(Phe-Lys)、甘氨酸-甘氨酸-苯丙氨酸-甘氨酸(GGFG)。

     * 代表药物：Adcetris 维布妥昔单抗、Enhertu 德曲妥珠单抗、Trodelvy 戈沙妥珠单抗。

     * 优点：血浆稳定性好；释放完整游离毒素；有旁观者效应：毒素可以穿透细胞膜，杀死旁边抗原阴性的肿瘤细胞。

     * 缺点：多肽有一定疏水性，DAR 太高容易聚集。

② pH 敏感型ADC连接子

pH 敏感 ADC 连接子是一类利用肿瘤微环境及细胞内酸性条件（pH 4.5-6.5）与血液中性环境（pH 7.4）的 pH 梯度差异，实现抗体-药物偶联物（ADC）在靶点部位选择性释放细胞毒性载荷的关键技术组件。这类连接子在血液循环的中性 pH 环境下保持化学稳定，防止药物过早释放导致全身毒性；一旦 ADC 被肿瘤细胞内吞进入早期内体、晚期内体或溶酶体等酸性区室，连接子发生水解断裂，释放出活性药物分子。这种机制特别适用于那些内化效率较低或抗原表达异质性较高的靶点，部分释放的小分子药物还能扩散至邻近细胞产生“旁观者效应”。

目前常见的 pH 敏感化学键及结构包括：

‌     * 腙键（Hydrazone）‌：最早广泛应用的结构，由醛/酮与肼缩合形成。代表药物包括‌吉妥珠单抗奥唑米星（Mylotarg）‌和‌贝博妥昔单抗（Besponsa）‌。但其缺点是在生理 pH 下稳定性相对较差，可能导致血浆中药物过早释放。

     * ‌碳酸酯键（Carbonate）‌：如‌戈沙妥珠单抗（Trodelvy）‌采用的可水解碳酸盐连接子，用于连接 SN-38 载荷，在酸性条件下裂解。

     * ‌缩醛/缩酮（Acetal/Ketal）‌：具有较好的结构可调性和低毒性水解产物，是新一代酸敏感结构的研究方向。

     * ‌新型酸敏感结构‌：包括‌二烷基硅醚‌、‌螺环原酸酯（SpiDo）‌、‌亚胺硼酸盐‌及‌顺丁烯二酸单酰胺‌衍生物等。这些新型设计旨在提高中性条件下的稳定性，同时加速酸性条件下的裂解速率，以解决传统腙键稳定性不足的问题 。

     * 裂解触发条件：溶酶体酸性 pH（4.5‑5.5）水解腙键断裂；中性血浆 pH 下理论稳定。

     * 代表：最早获批 ADC Mylotarg 吉妥珠单抗PMC。

     * 短板：血浆中仍会缓慢水解，提前释放毒素，带来全身毒性；早期 Mylotarg 曾经因毒性退市，调整剂量后重新上市PMC。

③ 还原敏感型ADC连接子‑二硫键 Disulfide

还原敏感型 ADC 连接子是一类利用肿瘤细胞内高浓度还原性环境（主要是谷胱甘肽，GSH）触发药物释放的关键结构。其核心设计原理是利用细胞内外 GSH 浓度的巨大差异（细胞内 1-10 mM vs 血液中 2-20 μM），实现药物在靶点处的选择性释放。

还原敏感连接子‌主要含有‌二硫键‌（-S-S-）或‌二硒键‌。在血液循环中，由于 GSH 浓度极低，这些化学键保持稳定；一旦 ADC 被肿瘤细胞内吞，高浓度的胞浆 GSH 会将二硫键还原裂解，从而释放出活性载荷 。

     * 裂解触发条件：肿瘤细胞内高浓度谷胱甘肽 GSH 还原二硫键断裂；胞外 GSH 浓度低。

     * 结构优化‌：为了防止二硫键在血浆中被硫醇分子攻击导致药物过早释放，现代设计常在二硫键周围引入‌空间位阻‌（如甲基取代基），以增强血浆稳定性，同时保持细胞内的裂解效率 。

     * 主要优势：旁观者效应

还原敏感型连接子的一个显著优势是能够产生‌中性载荷‌。当二硫键在细胞内断裂后，释放出的小分子药物通常不带电荷，具有良好的膜渗透性。这使得药物不仅能杀死靶向肿瘤细胞，还能扩散至邻近的肿瘤细胞，产生"‌旁观者效应‌（bystander effect）"，对于抗原表达异质性的肿瘤尤为有效 。

     * 短板：血液中部分还原物质会造成少量提前断裂，稳定性弱于多肽 linker。

2）不可裂解连接子 Non‑cleavable

与可裂解连接子相反，不可裂解连接子（如硫醚或马来酰亚胺己酰基）在血浆中表现出极高的稳定性，载荷的释放依赖于抗体在溶酶体中的完全降解。这类连接子通常具有不同的长度、极性和柔韧性，可根据具体应用进行定制。最典型的例子是Trastuzumab Emtansine（T-DM1），其中细胞毒性药物DM1通过N-琥珀酰亚胺基-4-（N-马来酰亚胺甲基）环己烷-1-羧酸酯（SMCC）连接子与抗HER2抗体曲妥珠单抗的赖氨酸残基相连。这类ADC的代谢产物（如Lys-SMC-DM1）通常带有电荷，细胞膜渗透性差，因此不会产生明显的旁观者效应。不可裂解连接子的主要优势在于血浆稳定性高，可能提供更宽的治疗窗口。由于ADC整体结构稳定，预计能减少脱靶毒性。然而，这类连接子对抗体内化效率的依赖性更高，仅适用于靶抗原高表达且内化效率高的肿瘤。

     * 经典：SMCC、MC（马来酰亚胺己酰），形成稳定硫醚键。

     * 代表药物：Kadcyla（T‑DM1 恩美曲妥珠单抗）、Blenrep。

     * 优点：血浆稳定性极高，极少提前释放毒素，脱靶毒性低。

     * 缺点：降解产物带电荷，很难穿透细胞膜，几乎无旁观者效应；只杀伤抗原阳性的靶细胞，对肿瘤异质性强的肿瘤效果有限。

     * 要求：毒素 + linker + 氨基酸片段这个复合物本身必须保留细胞毒性。

二、连接子的关键参数

1、偶联位点（决定怎么挂到抗体上）

1. 赖氨酸 Lys 偶联：SMCC 类，抗体表面几十个赖氨酸，随机偶联；DAR 分布宽，异质性大。

2. 链间半胱氨酸 Cys 偶联：还原抗体链间二硫键得到巯基，linker 马来酰亚胺基团与巯基反应；Val‑Cit 体系绝大多数用该方式。

3. 位点特异性偶联：基因工程引入新半胱氨酸 / 改造糖基，得到单一 DAR，ADC 均一性更好，新一代技术方向。

2、DAR（药物‑抗体比 Drug‑to‑Antibody Ratio）

1 个抗体分子平均携带多少个毒素分子，连接子化学直接决定 DAR 上限。

     * 传统 ADC 最优 DAR≈3‑4；Enhertu 做到 DAR=8，依靠引入亲水修饰 linker 抵消毒素疏水性，避免聚集、快速清除PMC。

     * DAR 太高：分子疏水上升，体内清除加快，聚集风险升高，毒性上升，疗效不一定提升。

     * DAR 太低：毒素不足，药效弱。

3、间隔臂 / Spacer、亲水修饰

     * MC、PEG 片段作为间隔臂：拉大抗体与毒素距离，降低空间位阻，方便酶识别切割位点。

     * PEG 亲水修饰：改善 ADC 水溶性，允许更高 DAR，减少聚集，是新一代 linker 常用手段。

4、旁观者效应（Bystander effect）

     * 可裂解释放游离脂溶性毒素：毒素穿出细胞膜，杀伤周围抗原阴性癌细胞；对肿瘤抗原表达不均一的实体瘤很重要。

     * 不可裂解产物带电，不能跨膜，只能杀死被 ADC 内化进去的那一个细胞。

三、常见商业化 Linker 缩写速查

1. SMCC：不可裂解，硫醚，T‑DM1；赖氨酸偶联。

2. MC‑Val‑Cit‑PAB：最经典可裂解多肽 linker；PAB 是自降解间隔臂，酶切后自分解释放毒素；Adcetris、Enhertu 家族使用。

3. SPDB：带二硫键 linker，还原敏感。

   4. 腙键 linker：pH 敏感，Mylotarg。

   5. PAB（对氨基苄醇）：自降解基团，多肽被切断后，PAB 快速自发消除，把毒素完整释放出来，很多多肽 linker 内部会嵌入该片段。

四、设计的权衡（研发核心逻辑）

1. 提高血浆稳定性，可以      降低全身毒性；但细胞内裂解难度可能上升，药效下降。

2. 提高旁观者效应，会导致杀伤更广；但游离毒素扩散，也会带来更多正常组织毒性。

3. 疏水性：linker+payload 整体疏水越大，ADC 越容易聚集，体内清除越快。