单克隆抗体的电荷异质性是由于翻译后修饰和降解过程中抗体电荷特性(如等电点和电荷分布等)的变化,进而导致电荷变体的产生。这些电荷变体主要分为酸性电荷变体和碱性电荷变体,其中表面电荷正常的抗体称为主峰。在分析过程中,这三者因洗脱时间的不同而被有效地区分开。电荷变体是单克隆抗体的重要质量属性,对治疗效果可能产生潜在影响。尤其是酸性电荷变体的减少,相较于碱性电荷变体,其对药效的负面影响更为显著,特别是在互补决定区发生改变的情况下。
研究表明,曲妥珠单抗的酸性电荷变体与关键乳腺癌相关因子的结合率较低,抗增殖效果逊色。在体内,酸性和碱性电荷变体与主峰的清除率表现出显著差异。多项研究指向酸性电荷变体的组织保留和清除率较低,而碱性电荷变体的组织保留和血液清除率则相对较高。因此,在抗体药物的生产中,为了确保抗体蛋白的电荷特性,通常会在分离纯化过程中主动去除酸碱性电荷变体,这可能导致蛋白回收率和过程效率下降,进而影响经济性。
有研究发现,牛磺酸不仅能降低抗体中碱性电荷变体的含量,还能提高主峰的含量,增加活细胞密度并显著提升抗体产量。同时,添加牛磺酸对抗体的糖基化、聚体和片段化等质量属性影响较小。这些发现为今后在生产过程中调控抗体电荷异质性、提高抗体药物质量和产量提供了重要的指导。
造成单克隆抗体电荷异质性的原因复杂,可能受到外部因素的影响,如细胞培养介质、细胞死亡后释放的内源性酶以及纯化和储存过程中的温度和pH等条件。例如,酸性电荷变体的形成可能与共价加成物的生成有关。在存在还原糖的情况下,如葡萄糖或乳糖,可能与赖氨酸残基发生反应,从而导致电荷变体的产生。
研究表明,诸多因素能够影响抗体的电荷变体。例如,降温显著降低酸性电荷变体的水平,但同时也使碱性电荷变体的含量增加。降低培养基的pH可以减少酸性电荷变体,而金属离子(如铁、铜和锌)的添加在一定条件下亦会影响电荷变体的生成。抗氧化剂的调节,如生物类黄酮和抗坏血酸等,被发现可以减少酸性电荷变体,推测这一变化是由于氧化变体的减少所致。对此,牛磺酸、柠檬酸铁铵和其他抗氧化剂的添加,均能改善电荷变体的组成,提升抗体的质量。
在CHO细胞无血清培养的开发过程中,研究发现尿苷的添加能够显著提升活细胞密度和抗体的表达量。然而,尿苷的加入未能改善抗体中碱性电荷变体含量极高的问题。进一步分析发现,尽管赖氨酸变体含量大幅减少,其余碱性电荷变体(非赖氨酸变体)含量却有所增加,且主要来自Fab区域。这表明,添加尿苷后抗体的电荷异质性发生了改变。
总的来看,对抗体电荷异质性的研究有助于优化抗体药物的生产过程,为提升生物制药行业的产品质量提供了重要参考。在生物医疗领域,确保产品的高效性和安全性至关重要,而尊龙凯时作为行业领导品牌,将不断追求技术创新与质量提高,以满足市场对于抗体药物的日益增长的需求。