在腫瘤精準治療領域,抗體藥物偶聯物(ADC)的研發始終聚焦于“增效減毒”,其獨特的“抗體靶向識別+毒素高效殺傷”模式,使其成為近年來生物醫藥領域的研究熱點。然而,ADC研發過程中的核心技術瓶頸,長期阻礙著其臨床轉化與療效提升——抗體分子的水溶性與腫瘤殺傷毒素(payload)的疏水性之間存在天然沖突,這直接引發高載藥比例的ADC易聚集、體內循環穩定性差等問題,限制了其臨床應用價值。
針對這一關鍵難題,南方科技大學王鵬教授和吳奎教授團隊在《Journal of Controlled Release》期刊發表綜述性研究,系統闡述了ADC親水連接子(hydrophilic linkers)的設計原理、分類特征、作用機制及最新研究進展,為突破上述瓶頸提供了系統的理論支撐與實踐指導。
親水連接子的核心定位:ADC精準遞送的“關鍵調控者”
ADC的分子結構由抗體、連接子與毒素三部分構成,其中連接子并非簡單的“連接橋梁”,而是決定ADC體內代謝命運、調控療效與毒性的核心組件。
其核心功能主要體現在兩個方面:一是維持ADC在血液循環中的結構穩定性,防止毒素提前脫落引發脫靶毒性;二是在ADC被腫瘤細胞內吞后,高效釋放毒素,確保腫瘤殺傷的特異性與有效性。
當前抗體藥物偶聯物(ADC)研發面臨的主要困境,均與連接子及毒素的疏水性緊密相關:當提高藥物抗體比(DAR)以增強殺傷效能時,疏水性毒素與連接子的累積會致使ADC分子間作用力增大,進而引發聚集現象,這不僅會降低藥物療效,還可能誘發機體免疫反應;同時,疏水性連接子在血液循環中易被酶降解,導致毒素提前脫落,從而造成骨髓抑制、肺損傷等脫靶毒性。
而引入親水連接子是解決上述困境的關鍵策略——通過在連接子分子中引入親水基團,能夠有效平衡ADC整體的親疏水性。一方面可提高高載藥ADC的水溶性,減少分子聚集;另一方面可增強ADC在體內的循環穩定性,優化藥代動力學特性,最終達成“提升療效、降低毒性”的研發目標,這亦是各類親水連接子研究的核心出發點。
主流親水連接子類型:特性、優勢與研究進展
該綜述根據親水連接子的分子結構與作用特征,將其劃分為四大主流類型,各類連接子在設計邏輯、性能優勢及臨床轉化潛力上存在顯著差異。
(一)聚乙二醇(PEG)類:傳統成熟型親水連接子
聚乙二醇(PEG)修飾技術是藥物遞送領域應用最為廣泛的親水修飾手段,其憑借良好的親水性、生物相容性及化學穩定性,成為ADC親水連接子中應用最成熟的類型。該類連接子的核心作用機制是通過引入柔性PEG鏈,增加ADC分子的水溶性,延長其在體內的循環半衰期,同時掩蓋毒素的疏水性表面,減少ADC分子間的聚集。
研究表明,PEG的長度、構型(線性或分支)及連接位置,對ADC的整體性能具有決定性影響:

在長度方面,短鏈PEG(n≤8)可有效改善ADC的水溶性,實現DAR=5~7的高載藥比例;在構型方面,分支型PEG相較于線性PEG,能更高效地掩蓋毒素的疏水性,減少ADC聚集,同時減慢ADC在體內的清除速度,增強抗腫瘤活性;在連接位置方面,將PEG連接于連接子中部或靠近毒素端,更有利于平衡ADC的親疏水性,進一步提升其體內穩定性。
盡管PEG類連接子應用成熟,但該綜述也指出其存在短板——長期反復給藥可能誘導機體產生抗PEG抗體,引發免疫原性反應,導致ADC在體內被加速清除,這一問題也推動了新型親水連接子的研發。
(二)聚肌氨酸(pSar)類:PEG的新型替代型連接子
為解決PEG類連接子的免疫原性問題,聚肌氨酸(pSar)作為新型親水聚合物,被廣泛探索用于ADC連接子的設計,成為PEG的潛在替代材料。
pSar與PEG具有相當的親水性與生物相容性,但具備更突出的安全性優勢,而作為人體內膽堿代謝的內源性產物,pSar不會引發免疫原性反應,可有效避免抗PEG抗體導致的ADC清除加速問題。
通過與同長度PEG修飾的ADC進行對比研究,綜述證實pSar修飾的ADC在性能上具有顯著優勢:在聚集率方面,pSar??修飾的ADC(ADC 14)聚集率僅為1.16%,遠低于同位置PEG?修飾的ADC(ADC 9,聚集率5.83%),甚至優于臨床常用ADC藥物DS8201(聚集率5.71%);
在親水性方面,以ClogP值(疏水性衡量指標,數值越低親水性越強)為評價標準,pSar??的ClogP=-10.93,顯著低于PEG?的-2.38,可更高效地掩蓋毒素的疏水性;在體內療效方面,pSar??修飾的ADC(ADC 11)抗腫瘤效果優于同長度PEG??修飾的ADC,其中pSar??修飾、DAR=8的MBK-103在動物模型中,即使采用低劑量給藥,也能實現高效抗腫瘤作用,且血漿半衰期與天然抗體相當。
與PEG類似,pSar的長度也需要嚴格選擇,該綜述表明,pSar??~pSar??是最優長度范圍,pSar??雖能進一步提升ADC的穩定性,但過長的分子鏈會產生空間位阻,阻礙ADC被腫瘤細胞內吞,反而降低療效。目前,pSar修飾的ADC已進入臨床前后期研究,有望成為下一代ADC親水連接子的主流選擇,但仍需解決規模化生產及長期體內安全性驗證等問題。
(三)糖類衍生物類:靶向切割型親水連接子
糖類衍生物具有高生物相容性、可生物降解性及強親水性等特點,將其引入ADC連接子設計,不僅能實現親水修飾,還能利用腫瘤細胞內高表達的糖苷酶,實現毒素的腫瘤特異性釋放,進一步降低脫靶毒性,是兼具“親水修飾+靶向切割”雙重優勢的新型連接子類型。
綜述將糖類連接子分為兩類,基于不同的設計邏輯實現親水修飾與毒素釋放的協同作用:

第一類為氨基糖修飾連接子(非切割型):主要通過葡糖胺、環糊精等氨基糖基團的親水特性,提升ADC的水溶性,助力高載藥比例的實現。
第二類為糖苷酶可切割連接子(切割型):其核心設計是利用腫瘤細胞內高表達的β-葡萄糖醛酸酶、β-半乳糖苷酶等,使連接子在腫瘤細胞內被特異性切割,實現毒素的精準釋放,避免血液循環中毒素提前脫落。
其中,β-葡萄糖醛酸苷連接子是目前研究最成熟的類型,該類連接子在血液循環中可保持結構穩定,進入腫瘤細胞后,被β-葡萄糖醛酸酶特異性切割,釋放毒素。
此外,該綜述還介紹了α-L-艾杜糖苷、OHPAS支架等新型糖類連接子,這類連接子進一步優化了靶向切割效率與親水性能,拓展了糖類連接子的應用范圍,為實體瘤的精準治療提供了新的技術思路。
(四)可離子化官能團類:簡單高效型親水連接子
可離子化官能團類親水連接子的設計邏輯最為簡潔直接——通過在連接子分子中引入可離子化基團,利用基團的離子化特性提升ADC的親水性,同時可通過調控離子化程度,優化毒素的釋放動力學,是最經典的親水修飾策略之一。
綜述重點闡述了3類常用可離子化基團修飾的連接子特性及應用進展:

羧酸鹽基團(如谷氨酸)是應用最廣泛的類型,在連接子中引入谷氨酸(Glu),可顯著提升ADC的血漿穩定性,同時保留腫瘤細胞內的酶切活性。
磷酸鹽/焦磷酸鹽類連接子主要用于解決疏水性類固醇毒素的遞送難題,焦磷酸鹽作為連接子,既能通過離子化特性提升ADC的水溶性,又能被腫瘤細胞內的磷酸酶特異性切割,實現毒素的快速釋放。而非切割型膦酸基團修飾的連接子,則可使毒素局限在腫瘤細胞內,延長其作用時間,進一步提升殺傷效率。
硫酸鹽類連接子已實現臨床轉化,其中sulfo-SPDB連接子修飾的ADC藥物Mirvetuximab soravtansine已成功上市,該連接子通過硫酸鹽基團的親水修飾,顯著提升了ADC的水溶性與體內穩定性,在FRα陽性卵巢癌治療中展現出優異的臨床效果。
研究總結與未來展望
親水連接子在ADC研發中的核心價值在于通過平衡ADC分子的親疏水性,突破高載藥比例下的聚集與脫靶毒性瓶頸,實現“高DAR、高穩定性、低毒性”的研發目標。

從應用現狀來看,PEG類連接子憑借成熟的技術優勢,仍是目前臨床應用最廣泛的類型;pSar類連接子作為PEG的新型替代材料,在性能與安全性上具有顯著優勢,有望成為下一代主流連接子;糖類衍生物類與可離子化官能團類連接子,分別憑借“靶向切割”與“簡單高效”的特點,展現出良好的臨床轉化潛力。
該綜述同時指出,目前親水連接子的研究仍面臨諸多挑戰:一是親水連接子與抗體、毒素的分子匹配性仍需精準優化,不同類型的抗體與毒素需適配特定結構的連接子,才能實現療效最大化;二是新型親水聚合物的規模化生產技術尚不完善,制約其臨床轉化進程;三是親水連接子的長期體內安全性數據不足,需通過更多臨床研究驗證其致突變性、致畸性等潛在風險。隨著親水連接子設計技術的不斷迭代與優化,以及各類新型連接子的臨床研究推進,ADC藥物有望進一步突破載藥上限與毒性瓶頸,為更多難治性腫瘤患者提供更高效、更安全的治療方案。
賽諾邦格目前已經成功實現了上述主流親水連接子(包括PEG類、PSAR類、糖類衍生物類以及可離子化官能團類)的高質量供應。在整個生產與供應的過程中,賽諾邦格憑借一套嚴格且完善的全流程質量管控體系,對每一個環節都進行了精細的把控,保證了產品的質量與批次穩定性。賽諾邦格為ADC藥物的研發與臨床轉化提供了可靠的核心組件支撐,推動ADC藥物在臨床應用方面的順利轉化。
Reference:
[1] Fu Q , Kong X , Liu Y ,et al.The role of hydrophilic linkers in next-generation antibody-drug conjugates[J].Journal of Controlled Release, 2026, 391(c):114612.DOI:10.1016/j.jconrel.2026.114612.
