利用高通量分析和自动化技术快速开发高浓度单克隆抗体配方

健康   2024-12-20 08:18   上海  

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庆祝ESCI收录,Antibody Therapeutics出版费半价优惠

近日,华人抗体协会旗下期刊、牛津大学出版社出版的Antibody Therapeutics发表了原文标题为:Leveraging high-throughput analytics and automation to rapidly develop high-concentration mAb formulations: integrated excipient compatibility and viscosity screening的研究论文。论文的通讯作者是来自Catalent Pharma SolutionsJingtao Zhang其英文全文可通过如下链接或者点击文末左下角的“阅读原文”来免费获得:https://academic.oup.com/abt/advance-article/doi/10.1093/abt/tbae028/7819823

单克隆抗体药物(mAb)的开发及其后续的商业化彻底改变了肿瘤学、免疫学、传染病和神经系统疾病的治疗方式。静脉注射是最常见的mAb给药方式,但皮下注射正逐渐广为接受。皮下注射允许患者自我给药,提高了患者的舒适度和依从性,缩短了给药时间,并降低了医疗成本。皮下注射需要开发高浓度(50-150 mg/mL)或超高浓度(>150 mg/mL)的mAb配方以满足剂量要求。

高浓度抗体配方的开发即耗时而且资源密集。蛋白质配方必须满足产品的稳定性要求(例如生化和生物物理特性)。产品稳定性的关键属性因产品而异,但可能包括高分子量(HMW)聚集体、碎片、带电变异体、氧化产物和颗粒。此外,高浓度配方还必须解决一些独特的物理化学挑战,例如高粘度、高注射力、相分离和浑浊度。为应对这些挑战,药物科学家通常筛选溶液组分的组合(例如pH值、缓冲液、赋形剂修饰剂、表面活性剂),以平衡稳定性和物理化学特性。

高通量(HT)筛选是现代药物开发中的关键方法,因为它减少了样品消耗,缩短了开发时间,并提高了决策的稳健性。结合自动化样品制备和分析工作流程, 研究人员开发了一种高通量方法以实现辅料兼容性和mAb配方粘度的综合评估。通过将8种辅料修饰剂与4种缓冲液结合,跨pH范围4.57.5,其筛选了96种曲妥珠单抗生物类似物配方。对高分子量(HMW)聚集和碎片化等关键稳定性风险进行了全面评估,同时测量了高浓度下的粘度。此外,评估了几种生物物理参数,以预测稳定性或粘度结果。应用多元线性回归拟合数据并识别关键因素。根据稳定性和粘度对pH的不同依赖性,研究发现曲妥珠单抗生物类似物的最佳pH范围为5.06.5。缓冲液类型对粘度和碎片化影响较小,但对HMW聚集有显著影响,其中乙酸钠和组氨酸-HCl是最佳候选者。辅料修饰剂对粘度、HMW聚集和碎片化的影响取决于pH值和缓冲液类型,显示了因素间的强烈相互作用。精氨酸-HCl和赖氨酸-HClpH值高于6.0时有效降低了曲妥珠单抗生物类似物的粘度,而甘氨酸配方在pH值低于6.0时更能有效降低粘度。组氨酸-HCl、精氨酸-HCl和赖氨酸-HCl降低了HMW聚集的风险,而含磷酸钠或氯化钠的配方显示出更高的HMW聚集风险。在pH值低于5.0时,含精氨酸-HCl、赖氨酸-HCl和氯化钠的配方显示出快速的碎片化增长,而含天冬氨酸钠的配方在pH值高于6.5时表现出碎片化增加。

结语
配方筛选对于在高浓度单克隆抗体(mAb)配方中实验性平衡稳定性和粘度至关重要。在配方研究中优化每种所选辅料的水平,以平衡其益处与潜在的不兼容性至关重要。本研究为使用高通量方法识别高浓度抗体配方奠定了基础,在该方法中所需材料较少,且可以快速识别优化的配方设计空间。

作者简介 :通讯作者张景涛博士现任职于Catalent Pharma Solutions (US), 科学和技术总监,负责生物制药产品流程和配方开发, 药物传递技术, 以及新技术应用。


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华人抗体协会与牛津大学出版社合作,出版同行评审英文专业期刊: Antibody Therapeutics。

Antibody Therapeutics网站:https://academic.oup.com/abt


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