抗体药物全面表征之理化属性分析

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年单克隆抗体技术被GeorgesKhler和CésarMilstein发明,之后经历了鼠源、嵌合、人源化和全人源4个主要发展阶段,由于鼠源和嵌合单抗会产生人抗鼠抗体反应,所以人源化和全人源单抗已成为生物技术企业研发的主流。单抗的分子量高达kDa左右,结构复杂,其质控相比较于小分子药物要求更高。

以单抗技术为基础,又相继开发了抗体偶联药物、多特异性抗体药物、纳米抗体等多种新兴技术,如何全面表征抗体药物的关键质量属性,成为抗体药物开发的关键点和难点。本系列文章分为上下两篇,上篇重点是理化属性,集中在抗体药物结构、电荷及分子量大小变异体、糖异质性、工艺相关杂质、聚集体分析,下篇重点为活性分析,包括结合活性和生物学活性等。

理化属性表征01抗体药物结构

抗体药物结构表征主要包括以下参数:

1)完整分子量

2)轻链分子量

3)重链分子量

4)氨基酸序列

5)二硫键

6)自由巯基

7)糖基化位点

8)N-端测序

9)翻译后修饰

10)二、三级结构表征

在前9项一级结构表征中,LC/MS是最主要和最基础的表征方法,二三级结构涉及使用圆二色谱,红外光谱等,细节不作赘述。

抗体结构表征的目的,除了全面表征抗体药物质量,另外一个核心目标是寻找可能影响抗体药物疗效的关键氨基酸残基、关键氨基酸的翻译后修饰,进行相关工艺改造和确认,避免在工艺开发后期以及临床阶段,产生不良影响,也是本文主要的讨论内容,主要包括:脱酰胺,异构化,Met和Trp氧化,未配对的半胱氨酸等。

1.1脱酰胺

天冬酰胺(Asn),尤其是CDR区的Asn残基脱酰胺,是单克隆抗体药物最常遇到的降解途径之一。当Asn后面是小的且活跃的甘氨酸(Gly)残基(NG基序)时,容易发生脱酰胺,并且如果发生在CDR区,会导致对抗原结合亲和力降低,抗体效力丧失。因而在抗体测序和生物信息学评估时,需要

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