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生物藥島津說-單抗藥物糖型分析和質(zhì)控,您學會了嗎?

來源:島津企業(yè)管理(中國)有限公司   2021年03月18日 10:44  

 

治療性單克隆抗體結構相對小分子更加復雜。不僅僅是序列影響蛋白活性,同時蛋白的翻譯化修飾也會影響。常見的修飾包括脫酰胺、二硫鍵、末端賴氨酸丟失和糖基化修飾,糖基化修飾是相對復雜的特殊翻譯后修飾,包括N糖修飾和O糖修飾,N糖基化修飾主要發(fā)生在蛋白質(zhì)一級結構中的特征性序列NXT(其中X是除脯氨酸外的任意氨基酸),修飾存在一定規(guī)律,O糖修飾可以與任何含有羥基基團的氨基酸連接,絲氨酸(S)和蘇氨酸(T)是常見的修飾位點,因此更加復雜。糖型結構會顯著影響治療效果,是單抗藥物質(zhì)量監(jiān)測的重要關鍵質(zhì)量屬性。

 

抗體生物類似藥在面臨生產(chǎn)和臨床過程中,需要保證質(zhì)量的一致性,糖基化分析是重要的關鍵分析流程。糖修飾異質(zhì)性會間接影響藥效,因此需要在多批次生產(chǎn)過程中,保證工藝和質(zhì)量的穩(wěn)定性。N糖根據(jù)不同的連接方式使得N-糖基化的五糖核心結構分為高甘露糖型、雜合型和復雜型3 種類型,F(xiàn)DA,EMA 等生物類似藥指導原則都鼓勵研發(fā)單位采用新的分析技術手段,對生物類似藥和原研藥的糖基化修飾位點、程度以及寡糖的組成進行深入比較分析,例如可以利用島津液相以及質(zhì)譜等設備可進行由淺入深的糖型修飾分析,進而對產(chǎn)品生產(chǎn)過程中嚴格監(jiān)測。島津在糖基化分析方面有三大護法守護。下面一一道來。

 

島津抗體糖型分析質(zhì)控解決方案

 

第一護法-高分辨質(zhì)譜

 

LCMS-9030

 

LCMS-9030四極桿飛行時間質(zhì)譜儀使高速度、高靈敏度的四極桿質(zhì)譜與TOF技術的緊密結合。融合島津先進工程技藝的DNA,打造出速度與出色性能兼?zhèn)涞娜乱淮叻直尜|(zhì)譜儀,以優(yōu)異表現(xiàn)輕松勝任定性和定量分析挑戰(zhàn)。對完整蛋白以及亞基水平的糖型進行初步分析。

 

第二護法-MALDI-MS

 

MALDImini-1

 

MALDImini-1數(shù)字離子阱(DIT)體積極小,功能強大,可實現(xiàn)質(zhì)譜多級的檢測。針對糖肽分析、抗體化學修飾位點、未知生物分子結構分析,蛋白質(zhì)、多肽、翻譯后修飾肽等都有專向解決方法。

 

第三護法-高效液相色譜系統(tǒng)
 

Nexera Bio

 

從完整蛋白或者亞基水平分析,利用質(zhì)譜可快速的分析帶有糖基化修飾蛋白分子量??梢苑治龊唵蔚奶切徒Y構,速度比較快,重現(xiàn)性較好,但是精細的糖型結構也不能很好的監(jiān)測清楚,所以可以搭配糖肽水平和游離寡糖水平一同研究。

 

首先,第一步從完整蛋白水平,利用島津LCMS-9030四極桿飛行時間質(zhì)譜儀從完整分子量水平分析抗體的糖修飾情況如下表所示,鑒定并分析相關糖型的分布。

 

 

不同糖型抗體形式分子量測定結果與理論對比

 

第二步可以從糖肽水平分析,通??贵w通過使用蛋白酶酶切后,產(chǎn)生分子量大約為0. 5 ~ 5 kDa 的小肽,采用色譜或電泳分離后再進行MALDI-MS 或ESI-MS 分析。利用質(zhì)譜分析糖肽序列、寡糖組成,島津MALDI-TOF和MALDI-數(shù)字離子阱質(zhì)譜可以分析相關糖肽組成分析。

 

例如針對血清糖蛋白,使用MALDI-離子阱質(zhì)譜分析得到的衍生N-聚糖譜圖,如下圖所示:

 

血清糖蛋白N-聚糖質(zhì)譜解析譜圖

 

第三步可以從游離寡糖層面分析,藥典相關要求,針對游離寡糖的分析通常有三種方法: (第一法)親水相互作用色譜法、(第二法)毛細管電泳法、(第三法)高效陰離子色譜法,通過N-糖苷酶F對單抗N糖進行酶切后,使用2-氨基苯甲酰胺( 2-AB) 或2-氨基苯甲酸( 2-AA) 對寡糖進行標記即可進行糖型分析。針對唾液酸分析,島津超高效液相色譜結合熒光檢測器建立了抗體中唾液酸Neu5Ac 和Neu5Gc 含量測定,結果如下圖所示:

 

 

唾液酸液相分析定量標準曲線

 

單抗糖基化是作為重要的翻譯化修飾,宿主細胞培養(yǎng)工藝過程會影響不同的修飾構成,島津不僅可以提供糖基化質(zhì)量分析質(zhì)控方案,同時針對培養(yǎng)工藝優(yōu)化以及工藝殘留物監(jiān)測,提供特色的培養(yǎng)監(jiān)測在線和離線分析解決方案,為了更好地把握產(chǎn)品質(zhì)量,力圖讓產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定和安全。雖然生物類似藥與原研藥批次糖基化修飾結構差異依然存在,但在生物類似藥相似性評價和適應癥外推的征途上還有許多路要走,島津依舊陪伴左右。

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