在肿瘤治疗中,医生和科学家长期面对一个核心矛盾:真正能杀死癌细胞的药物,往往也容易伤害正常细胞。
传统化疗药物可以快速杀伤增殖细胞,但它们并不总能准确区分肿瘤组织和正常组织。因此,如何把高毒性的抗癌分子更精准地送到肿瘤细胞中,一直是肿瘤药物研发中的关键问题。
早在20世纪初,Paul Ehrlich 就提出过“魔法子弹”的概念:理想药物应该像子弹一样精准命中病灶,而尽可能少伤害正常组织。一个多世纪后,抗体偶联药物(antibody-drug conjugates,ADCs) 成为最接近这一设想的治疗形式之一。
2026年5月14日,Cell 发表综述 “Navigating the clinical progress of antibody-drug conjugates: Emerging opportunities and remaining challenges”,系统梳理了ADC药物的临床进展、技术迭代和未来挑战。
这篇综述真正想回答的,不只是“ADC为什么火”,而是:ADC如何从一种精准递送化疗药物,发展成一个可设计、可组合、可拓展的抗癌平台?
ADC不是一种简单药物,而是‘三合一’系统
ADC常被称为“three drugs in one”,因为它由三个关键部分组成:
抗体,负责识别肿瘤细胞表面的特定抗原;
连接子(linker),负责把抗体和毒性药物连接起来,并决定药物何时何地释放;
载荷(payload),通常是高效细胞毒分子,负责真正杀伤癌细胞。
这个设计的基本逻辑很清晰:让抗体像导航系统一样把毒性药物带到肿瘤细胞附近,减少全身暴露,从而提高治疗指数,也就是在增强抗肿瘤效果的同时尽量降低毒性。ADC之所以被视为“魔法子弹”的重要实现形式,正是因为它让一些原本毒性过强、无法单独全身给药的payload有机会被用于临床。
但ADC也正因为是“三合一”系统,所以任何一个模块出现问题,都会影响疗效和安全性:
抗体选错,药物到不了肿瘤;
linker不稳定,payload可能提前释放;
payload太强或释放位置不对,就会带来严重毒性;
靶点表达不均一,肿瘤内部就可能出现逃逸细胞。
因此,ADC不是简单的“抗体+化疗药”,而是一种需要同时优化靶点、生物学、化学、药代动力学和临床策略的复杂平台。
为什么ADC在过去十年快速爆发?
ADC并不是新概念。
第一款进入临床的ADC是 gemtuzumab ozogamicin(Mylotarg),于2000年获批。但它的早期道路并不顺利,曾因严重副作用从多个市场撤回,后来通过调整给药方案改善耐受性后重新获批。这个经历说明,ADC的理论很美,但真正做到“精准、安全、可控”并不容易。
真正推动ADC快速发展的,是一系列技术问题被逐渐解决,包括:
连接子稳定性提高;
免疫原性降低;
药物抗体比(DAR)更加可控;
偶联方式更加均一;
生产和质控技术更加成熟。
随着这些问题逐步改善,ADC开始从血液肿瘤扩展到实体瘤。截至2025年第三季度,全球已有19款ADC获批,其中6款用于血液系统恶性肿瘤,13款用于实体瘤。过去5年内,ADC领域已有至少10项新批准,并且接近50款ADC处于后期临床开发阶段。
表1:已获批及处于监管审查阶段的 ADC(完整表格见文末)
表2:后期临床ADC管线(完整表格见文末)
更重要的是,ADC的适应症已经明显扩展。除了急性白血病、淋巴瘤、多发性骨髓瘤等血液肿瘤,已获批ADC还覆盖HER2阳性乳腺癌、三阴性乳腺癌、非小细胞肺癌、胃癌或胃食管交界癌、尿路上皮癌、宫颈癌、卵巢/输卵管/原发性腹膜癌等多类实体瘤。
这意味着ADC已经不再是少数肿瘤的“特殊疗法”,而正在成为肿瘤治疗版图中的重要组成部分。
ADC已覆盖的适应症和仍存在的未满足需求
靶点选择:不是只看肿瘤细胞有没有表达
ADC 的第一步,是找到合适的靶点。
过去,人们常认为一个理想ADC靶点应该在肿瘤细胞中高表达、均一表达,并且在正常组织中尽量低表达。HER2、CD30、CD33、TROP2等经典靶点之所以能支撑多个ADC药物开发,正是因为它们在相应肿瘤中具有较明确的表达和生物学基础。
但,靶点选择远比“表达量高不高”复杂。一个ADC靶点是否合适,至少要考虑四个方面:
肿瘤内表达强度和均一性;
在不同肿瘤类型和患者亚群中的表达比例;
在正常组织中的表达水平,因为这决定安全窗口;
抗原是否容易脱落、被剪切或内吞,因为这会影响ADC能否真正进入细胞并释放payload。
过去有观点认为,ADC通常需要较高抗原密度才有效,例如HER2靶向ADC常被认为需要达到每个细胞约10⁴个抗原的数量级。但新一代ADC的临床结果正在改变这种认识。T-DXd在HER2-low甚至更低表达乳腺癌中的疗效,以及polatuzumab vedotin在不同CD79b密度背景下的活性,提示ADC疗效不能仅由抗原密度决定,还与payload、linker、内吞路径、旁观者效应和肿瘤微环境有关。
因此,未来寻找ADC靶点,不能只依赖免疫组化表达结果,还需要功能性验证:抗原是否能内吞?进入细胞后是否能送到溶酶体?肿瘤内部是否均一?正常组织是否也会被误伤?
这也是ADC开发越来越强调患者分层和伴随诊断的原因。
ADC的杀伤方式,已经不止一种
很多人对ADC的理解是:抗体把毒素送进肿瘤细胞,细胞死亡。这是ADC最经典的作用方式,但并不是全部。
文中总结了ADC可能发挥抗肿瘤作用的多种机制:
抗体结合肿瘤抗原后被内吞,在细胞内释放payload;
payload从死亡细胞或肿瘤微环境中扩散出来,杀伤邻近抗原阴性或低表达肿瘤细胞,也就是“旁观者效应”;
抗体本身可以阻断促生存受体信号;
抗体Fc段可介导ADCC、ADCP或补体相关效应;
部分payload还能诱导免疫原性细胞死亡,进一步激活抗肿瘤免疫反应。
这也是新一代ADC的重要变化:它们不再只是“定向化疗”,而是可能同时参与肿瘤细胞杀伤、肿瘤微环境重塑和免疫激活。
ADC的多重抗肿瘤作用机制
其中,“旁观者效应”尤其重要。肿瘤组织往往高度异质,同一个肿瘤内并不是所有细胞都表达相同水平的靶点。如果payload具有膜通透性,并能从靶阳性细胞扩散到邻近细胞,就可能杀伤靶点低表达或阴性细胞。这有助于应对肿瘤异质性,但也可能增加对邻近正常细胞的损伤风险。
因此,ADC的核心并不是“释放越多越好”,而是在疗效和安全之间找到合适的空间和时间窗口。
Payload正在改变ADC的未来
ADC真正的杀伤力来自payload。
目前已获批ADC主要使用三类经过临床验证的payload:
微管抑制剂,如MMAE、MMAF、DM1、DM4;
DNA损伤类药物,如calicheamicin和PBD类;
拓扑异构酶I抑制剂(Top1i),如DXd、SN-38、exatecan类似物。
不同payload带来的疗效和毒性不同。
已获临床验证的ADC payload及其作用机制
auristatin类微管抑制剂类似长春碱或紫杉类药物,常见周围神经病变;calicheamicin作为DNA结合药物,类似传统烷化剂,容易带来骨髓毒性;exatecan类Top1i则类似拓扑替康类化疗药,常见胃肠道相关不良反应。
近年来最显著的趋势,是Top1i payload的快速崛起。
T-DXd就是典型代表。传统上,拓扑异构酶I抑制剂并不是乳腺癌化疗的核心工具,但当这类 payload 被装入HER2 ADC后,T-DXd 却在乳腺癌中显示出强大活性,并且在部分疾病场景中优于第一代 HER2 ADC trastuzumab emtansine。
这说明ADC的意义不只是“降低毒性”,还可能改变某类药物的适应症边界。一个payload单独给药时未必适合某种肿瘤,但被ADC精准递送后,可能展现出新的治疗价值。
更进一步,ADC领域正在探索更广泛的 payload 类型,包括免疫刺激分子、siRNA、蛋白降解剂、细胞周期调控分子、转录抑制剂、代谢通路抑制剂等。文中将这一方向称为“unconventional payloads”,它们代表ADC从传统细胞毒药物递送平台,向更可编程的治疗平台演进。
非常规 payload 正在拓展ADC 的功能边界
不过,新 payload 并不意味着一定更好。payload 需要足够强效、可偶联、可释放、免疫原性低,并且不能带来不可控系统毒性。这也是为什么虽然payload类型不断扩展,但真正经过临床验证的类别仍然有限。
Linker和DAR:决定ADC能否稳定抵达肿瘤
如果把抗体看作导航系统,payload看作弹头,那么linker就是“保险栓”。
它必须足够稳定,避免payload在血液中提前脱落;又必须在合适环境中释放,让payload真正发挥作用。
ADC linker大体分为两类:
不可裂解linker,稳定性高,但通常需要ADC被细胞内吞并降解后才能释放有效产物;
可裂解linker,可被酸性环境、还原环境或蛋白酶等触发释放,更容易产生旁观者效应。
在19款已获批ADC中,17款使用可裂解linker。可裂解linker有助于在溶酶体或肿瘤微环境中释放 payload,但也可能因循环蛋白酶或非特异性裂解带来全身毒性。
另一个关键参数是 DAR(drug-to-antibody ratio),也就是每个抗体平均连接多少个payload分子。
DAR太低,药效可能不足;DAR太高,ADC可能更疏水、更容易清除、更容易聚集或导致毒性增加。研究指出,约45%的后期临床ADC的DAR高于4,约三分之一接近8;不同payload类型也对应不同DAR趋势,微管抑制剂ADC平均DAR约3.4,而Top1i ADC平均DAR约6.3。
这背后的逻辑是:Top1i payload通常内在毒性相对较低,因此可以允许更高DAR;而高毒性的payload可能需要较低DAR来控制安全性。
近年来,ADC工程正在从随机偶联走向位点特异性偶联。半胱氨酸工程、非天然氨基酸、酶促标记、点击化学等技术,使ADC的连接位点和DAR更可控,批间一致性更高。文章指出,偶联技术已经不再只是化学步骤,而成为决定ADC生物学表现的重要因素。
耐药:ADC也逃不过肿瘤进化
ADC很强,但并不意味着不会耐药。
一个ADC发挥疗效,需要连续完成多个步骤:穿透肿瘤微环境,识别抗原并结合,内吞进入细胞,进入溶酶体,释放payload,payload到达细胞内靶点,并最终诱导细胞死亡。任何一个环节效率下降,都可能导致疗效降低。
ADC耐药可以来自多个层面:
肿瘤抗原下调或异质性增强;
ADC难以进入肿瘤深部;
抗原内吞不足或回收过快;
溶酶体加工和payload释放受阻;
药物外排泵增强,导致细胞内payload不足;
payload靶点改变;
细胞凋亡通路异常;
肿瘤微环境形成物理或生物屏障。
这也是为什么“换payload”成为一种重要策略。例如DAISY研究提示,在既往接受 trastuzumab emtansine 后复发的患者中,后续使用T-DXd仍可能获益。但这种策略成立的前提是靶点没有显著下调。如果抗原本身丢失,仅更换payload可能无法解决问题。
未来ADC设计正在尝试使用双payload或多payload策略,用不同机制的细胞毒分子同时攻击肿瘤,以降低单一payload耐药风险。
多payload ADC:用多重机制降低耐药风险
文中还提到,三payload ADC也已经开始出现,例如正在开发的抗nectin-4三payload ADC同时包含MMAE和两种Top1i。
这说明ADC正在从“单一靶点、单一弹头”的模式,逐渐进入“多机制组合设计”的阶段。
下一代ADC:不只是更强,还要更聪明
随着ADC技术成熟,下一代ADC正在从多个方向演化。
一个方向是改变抗体格式。
传统ADC大多是单克隆抗体偶联药物。但现在,双特异性ADC、双表位ADC、多特异性ADC正在快速发展。
双特异性抗体可以同时识别两个不同抗原,从而增强肿瘤选择性;双表位抗体则识别同一个抗原的不同表位,有助于增强结合、促进聚集或内吞。已有超过30种双特异性ADC和7种双表位ADC进入人体研究,几乎都在过去5年内启动临床。
另一个方向是非常规ADC。
其中,免疫刺激性抗体偶联物(ISACs)是一个重要分支。它们不再携带传统细胞毒payload,而是连接TLR激动剂或STING激动剂,希望在肿瘤局部激活先天免疫,把“冷肿瘤”变成“热肿瘤”。不过这一方向目前仍面临系统毒性、免疫原性和疗效不足等挑战;自2018年以来已有8款ISAC进入临床,但多数已经终止,目前仅少数仍在研究中。
此外,抗体偶联siRNA、分子降解剂、蛋白功能调控分子等新模式,也正在拓展ADC的定义。未来的ADC可能不再只是“杀死肿瘤细胞”,还可以局部调节免疫、降解致癌蛋白、沉默特定基因或重塑肿瘤微环境。
因此,ADC的未来不是简单追求更毒的payload,而是追求更精准的递送、更合理的释放、更可控的机制组合。
临床挑战:从后线治疗走向早期和联合治疗,要求更高
随着ADC疗效不断提高,它们正在从晚期、后线治疗向更早阶段推进,也越来越多进入联合治疗方案。
不同适应症中的ADC临床开发布局
但这会带来新的问题:患者病情更早、预期寿命更长,对长期安全性的要求也更高;联合治疗时,毒性可能叠加;而不同ADC的payload毒性谱不同,不能简单套用传统化疗经验。
文章中举了几个典型例子。
Brentuximab vedotin曾与ABVD方案联合用于霍奇金淋巴瘤,但由于出现严重肺毒性,最终需要去除本身已知具有肺毒性的bleomycin。Polatuzumab vedotin与CHOP方案联合时,也需要去除vincristine,因为二者在机制和毒性上存在重叠。
ADC与免疫检查点抑制剂联合也很受关注。许多payload可诱导免疫原性细胞死亡,理论上有助于增强抗PD-1/PD-L1治疗。但临床结果并不总是理想。例如trastuzumab emtansine联合atezolizumab在复发HER2阳性乳腺癌中并未带来有意义的无进展生存改善,提示这类联合治疗需要更精准的患者筛选。
这说明,ADC联合治疗不能只看“机制互补”,还必须考虑毒性重叠、免疫微环境、靶点表达、给药顺序、剂量强度和患者体能状态。
未来ADC临床开发的关键,可能不只是“哪个药更强”,而是:
谁最适合用?什么时候用?和谁联用?用多大剂量?如何提前识别严重毒性风险?
ADC进入人体试验后,安全性和剂量探索成为关键问题
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