自1985年美国食品药品监督管理局（FDA）批准首个用于抗肾移植排异反应的鼠源单克隆抗体muromonab-CD3以来，单克隆抗体药物在癌症和自身免疫性疾病等多种疾病的治疗中得到了广泛应用。在过去的30多年里，单克隆抗体药物的研发经历了快速的发展阶段，2016年FDA批准了7种单克隆抗体药物上市，包括atezolizumab、olaratumab、reslizumab、ixekizumab、brodalumab、bezlotoxumab和obiltoxaximab。治疗性单克隆抗体药物已成为当今生物制药领域发展最快的领域之一。然而，在单克隆抗体药物的研发过程中，也面临着一些挑战，尤其是药物的贮存稳定性问题。由于单克隆抗体是多结构域蛋白，与传统小分子药物相比，在贮存过程中更易发生聚集和降解，这可能导致药品批间差异增大和免疫原性改变等不良后果。为了提高单克隆抗体的稳定性，制药下游工艺中的一个重要方法是通过合理设计制剂处方来稳定单克隆抗体，这有助于增强其稳定性并减少聚体的形成。在生产抗体药物的过程中，除了要确保抗体本身的活性，还必须确保中间产品、原液和制剂在适当的处方、容器和储存条件下得到妥善处理。这样做可以有效地保护抗体的结构和功能，防止在生产过程中发生损失或不可逆的变化。通过选择合适的制剂处方，可以提高单克隆抗体类药物在生产和储存过程中的稳定性。对已上市的单克隆抗体制剂处方进行总结，除了活性成分外，根据处方成分的功能，主要可以分为以下几类：
①表面活性剂：用于稳定蛋白质结构，防止聚集。②赋形剂：提供必要的物理形态，以便于制剂的储存和使用。③离子类辅料：调节制剂中的离子环境，以保持抗体的稳定性。④抗氧化剂：防止氧化反应，保护抗体不受自由基的损害。⑤其他成分：可能包括缓冲剂、稳定剂等，以进一步增强制剂的稳定性和安全性。
1，表面活性剂
表面活性剂在单克隆抗体药物制剂中扮演着重要角色。由于单克隆抗体具有双极性，其疏水结构域容易在水-气界面聚集，导致药物活性降低或免疫原性改变。表面活性剂由亲水头部和疏水尾部组成，根据头部的性质，可分为阴离子型、阳离子型和非离子型。非离子型表面活性剂因其低毒性和对电解质不敏感，常被用于制剂中以稳定单克隆抗体。表面活性剂通过两种机制稳定蛋白：一是定位到水-气界面，防止蛋白吸附；二是与单克隆抗体结合，防止药物间相互作用。有些表面活性剂通过单一机制，有些则通过两种机制共同作用。
在贮存过程中，药物稳定性不仅受气-液界面影响，还受固液界面影响。单克隆抗体可能因表面电荷而吸附到带电的包材内表面，导致药物浓度降低和聚集体形成。表面活性剂能改变这种相互作用。聚山梨酯20和聚山梨酯80是常见的表面活性剂，它们能减少搅动、摇晃、冻融和冻干过程中的蛋白聚集，防止蛋白吸附到容器表面。这两种表面活性剂的区别在于脂肪酸侧链的结构，这影响了它们与蛋白的亲和度。聚山梨酯20在浓度高于0.0025%时能抑制晃动引起的蛋白聚集，而低于此浓度则无效。在制剂中加入表面活性剂时，需要平衡其稳定作用和可能引起的不稳定因素。例如，聚山梨酯80在高温下可能产生过氧化氢，导致单克隆抗体氧化。研究表明，聚山梨酯80能减少摇晃引起的蛋白聚集，但也可能加速蛋白聚体的形成，这为制剂处方研究和储存条件选择提供了参考。2，赋形剂
赋形剂在单克隆抗体药物制剂中的作用是通过降低蛋白质聚集来稳定药物。糖和多元醇（如山梨醇）作为赋形剂，能够减少单克隆抗体的聚集，从而维持其稳定性。高温可能导致蛋白质变性，这是因为高温提供了足够的自由能，使蛋白质从天然构象转变为部分去折叠构象，进而在水分子环境中形成聚集。20世纪80年代的研究表明，糖通过与蛋白质相互作用，增加蛋白质表面积，抑制了蛋白质与溶剂之间的自由能交换，从而维持蛋白质的稳定性。在不利于稳定性的制剂条件下，蛋白质表面的糖更容易被去除，有助于维持天然蛋白质构象。糖类赋形剂还能在冻融过程中稳定单克隆抗体。在冷冻和融化过程中，如果不均匀，单克隆抗体可能会因吸附在冰表面而改变构象。由于糖类在冻存过程中不易形成结晶，它们可以作为低温保护剂。不同种类的糖形成结晶的能力不同，例如，海藻糖由于其构象灵活性高于蔗糖，更易与水形成氢键，而蔗糖则更容易形成分子内氢键。在冷冻玻璃态下，海藻糖更容易与蛋白质分离，失去保护作用，而蔗糖在-20℃条件下能提供更好的保护。山梨醇也被用作赋形剂，但有研究表明它可能会持续结晶，因此其在冻存条件下的稳定性受到质疑。氨基酸或氨基酸盐也可以作为赋形剂，通过与抗体蛋白的相互作用或水化作用来稳定抗体。组氨酸是常用的赋形剂，除了稳定作用外，还能作为pH缓冲剂和抗氧化剂。
然而，赋形剂的使用也可能带来不稳定因素。例如，还原糖可能导致蛋白质的糖化反应，而某些非还原糖在特定条件下也可能转化为还原糖。制剂中蔗糖含量的确定需要谨慎，以避免水解产生还原糖。此外，制剂中添加糖类可能会增加黏度，影响生产和使用，如灌装速度降低和药液倒挂。
3，离子
在单克隆抗体药物中，由于分子通常包含疏水性和亲水性基团，高浓度的蛋白溶液可能导致可逆聚体的形成。随着浓度的进一步增加或时间的推移，分子间可能通过形成二硫键产生不可逆聚体。在高浓度下，IgG分子间通过Fc片段的疏水结构域相互作用是引发聚体形成的主要原因。阴离子在单克隆抗体药物的稳定性中起到关键作用，因为它们能够与蛋白表面的阳离子残基结合，从而避免蛋白之间形成阳离子-π键，帮助稳定蛋白。聚体间的亲和力不仅受溶液中离子强度的影响，还受离子种类的影响。在特定的pH值下，阴离子抑制蛋白聚体形成的能力取决于其可离子化的数量。这意味着在不同的pH条件下，阴离子的电荷状态会变化，进而影响其与蛋白相互作用的能力，以及其抑制聚体形成的效果。4，抗氧化剂
在单克隆抗体药物的生产和贮存过程中，与产品直接接触的金属材料可能导致蛋白发生金属催化的氧化修饰，从而降低蛋白的稳定性。为了减少这种氧化反应，可以在制剂处方中添加乙二胺四乙酸（EDTA），它能够鳌合金属离子，有效降低金属催化的氧化。甲硫氨酸也是一种有效的抗氧化剂，它可以降低自由基的浓度，减少氧化剂（如过氧化氢）的浓度，从而减少单克隆抗体的氧化反应。此外，光照也可能导致抗体发生氧化修饰。为了降低这种风险，除了在避光条件下保存抗体外，还可以在制剂包装中填充氮气，以减少氧气在光线作用下产生的单线态氧，进而降低制剂在光照条件下被氧化的可能性。随着给药途径和用药需求的变化，制剂处方中出现了一些功能性处方成分，例如可以降解透明质酸或扩张血管的成分。透明质酸酶已被用作处方成分添加到如rituximab等抗体中，用于皮下给药。由于细胞外基质的存在，药物的流动性受到控制，皮下给药体积通常不能超过2 mL，超过这个体积可能会引起组织形变和疼痛。通过在处方中添加透明质酸酶，可以分解组织间的透明质酸，从而将给药体积提高至超过2-3 mL。在考虑添加类似透明质酸酶这样的功能性处方成分时，需要同时考虑这些成分与活性物质之间的相互作用，以及在贮存过程中它们各自的变化。对于大分子功能性组分，还应注意其可能引入的免疫原性问题。这些因素都需要在制剂处方筛选和优化过程中予以充分考虑。![]()
