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安捷伦:抗体药分析项目众多 单项检测中快而灵敏的方法受欢迎

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全球抗体药物市场增长强劲,被业内认为是生物制药产业中最为活跃的组成部分。与小分子化学药相比,抗体药进入体内靶向相关细胞,特异性好,副作用低,已成为未来生物医药领域发展的“潜力股”。随着国家医药生物产

全球抗体药物市场增长强劲,被业内认为是生物制药产业中最为活跃的组成部分。与小分子化学药相比,抗体药进入体内靶向相关细胞,特异性好,副作用低,已成为未来生物医药领域发展的“潜力股”。 随着国家医药生物产业规划升级的推动,中国的抗体药将迎来新的发展机遇期。但是,因抗体药分子量较大,结构复杂,存在多种翻译修饰,生产工艺复杂,使得其研发与质控难度增大,建立抗体表征结构鉴定的一系列方法已成为首要的任务。

为帮助抗体药相关研究人员及企业用户梳理抗体药物分析检测的仪器耗材、技术方法及相关进展,仪器信息网特别策划“抗体药分析检测技术”专题,并邀请安捷伦公司生物制药行业产品专员张曼玉分享了自己的观点。

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张曼玉 安捷伦公司

仪器信息网:请您介绍一下抗体药物分析的相关情况以及行业现状?

张曼玉:治疗性抗体药物根据结构可分为单克隆抗体、双特异性抗体、抗体药物偶联物和抗体片段等,单抗是获批最多的抗体类型。从分析表征的角度来看,单抗是由四条多肽链通过二硫键连接形成的“Y”字型构象的蛋白质,同时具有生物学活性。单抗的分子量约为150 KDa,属于生物大分子,通常采用基因工程技术进行序列构建、通过细胞培养来进行生产。单抗生产过程中发生的翻译后修饰、聚集等化学物理变化使其具有高度的异质性,如大小异质性、电荷异质性、序列异质性以及结构异质性,生产和纯化的工艺影响着终产品的质量。分析检测和表征手段被用于其关键质量属性的监测,保障其安全性和有效性。

仪器信息网:目前抗体药物及相关分析检测、表征手段有哪些?相关前沿进展及发展趋势如何?

张曼玉:单抗药物的分析表征项目包括滴度分析、聚集体分析、电荷异质性、分子量检测、肽图、糖型、氨基酸组成分析、活性检测、以及宿主蛋白/DNA残留等,分别用于监控抗体的浓度、聚集体含量和酸碱峰比例;确认其氨基酸序列的正确表达,鉴定翻译后修饰并计算其相对含量;检测其生物学活性,及杂质含量。

考虑到单抗的异质性,为了更好的对其进行监控,相关分析方法涵盖了不同的检测机理和不同的分子大小层面,检测项目相对较多。从色谱分离的角度来看,滴度分析属于亲和色谱,聚集体检测采用尺寸排阻色谱,电荷异质性分析采用离子交换色谱或毛细管等电聚焦,分子量和肽图检测采用反相色谱分离,而糖型分析则用到亲水作用色谱。活性检测包含基于细胞和转基因细胞的活性检测,以及表面等离子共振、均相时间分辨荧光、Alpha技术和荧光染料标记法等新技术的检测方法*。宿主细胞蛋白残留采用ELISA方法,DNA残留检测以实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)为最优。从分子大小层面,包括完整分子、聚体、亚基、肽图和游离糖。针对抗体的单项检测,更快更灵敏的分析方法受到关注和欢迎,如快速的聚集体分析和游离糖分析方案;同时,业内也在探讨采用单一检测方法替代多个检测方法的可行性,以加快抗体检测的进度。(* 王兰,徐冈,等. 抗体类生物治疗药物活性测定方法. 中国生物工程杂志,2015,35(6):101—108)

仪器信息网:请介绍贵公司在抗体药物分析检测方面有哪些仪器产品或产品组合?相比于同类产品,贵公司产品有哪些优势?

张曼玉: 安捷伦作为实验室解决方案供应商,致力于提供平台化的完整解决方案,提供高效液相色谱(HPLC)、生物惰性液相色谱(Bioinert LC)、超高效液相色谱(UHPLC)、毛细管电泳仪(CE)及液相-飞行时间联用质谱(LC/QTOF)用于抗体的分析检测。

液相色谱用于抗体的滴度分析、聚集体检测、电荷异质性、肽图和糖型分析,贯穿药物的研发和质控。安捷伦1260液相色谱是生物制药实验室的经典液相,性能稳定、皮实耐用;1290 UHPLC高效混合和耐压高的特点保障肽图和糖型分析的分离度和结果的重现性。采用四元泵系统搭配Buffer adviser软件能实现聚集体检测-尺寸排阻色谱方法和电荷异质性-离子交换色谱方法的快速开发。操作者只需配置3瓶母液,即可通过软件自动调配出不同pH值和盐浓度的梯度进行方法优化,得出最佳的分离条件,省去大量的缓冲盐配制工作,显著提高工作效率。

尺寸排阻色谱和离子交换色谱都是在高盐体系下对非变性抗体进行的检测,分析系统与样品之前无特异性吸附,对提高分离效果、降低系统残留至关重要。安捷伦 1260 Infinity II 生物惰性液相色谱在样品流路中采用了无金属部件及溶剂输送无铁、无钢的设计,耐酸耐碱耐高盐,最大限度减少了不必要的表面相互作用,提高色谱分离度,适合高盐体系下生物大分子的分析。

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Agilent 1260 Infinity II 液相色谱系统 

毛细管电泳仪用于抗体研发质控中大小异质性、等电点和电荷异质性的检测,分别采用CE-SDS和CIEF等电聚焦模式。在大小异质性的检测中,安捷伦7100 CE具备高分辨和高速两种采样模式,分别满足高分离度和快速的需求。采用CE进行电荷异质性分析具有分析速度快、条件统一和分析方法开发简单的优点,与液相色谱基于表面电荷进行分离的离子交换方法互为补充。

 

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Agilent 7100 毛细管电泳系统

液相-飞行时间联用质谱用于抗体药物研发过程中的分子量测定、氨基酸序列确定、翻译后修饰鉴定及二级结构分析。Agilent 6545XT AdvanceBio LC/QTOF 针对生物大分子而设计,通过改善高真空度提升了单抗的谱图质量和灵敏度;特色的一键式SWARM粒子群调技术进一步提升了抗体检测的灵敏度,并实现了氨基酸等小分子检测灵敏度的兼顾。优异的灵敏度使其得以进行完整蛋白层面的药物代谢的分析,以及与毛细管电泳联机用于电荷异质性分析。

 

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