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在生物制藥領(lǐng)域,抗體藥物的生產(chǎn)過程中,抗體聚體的形成一直是困擾研發(fā)人員的難題。聚體不僅會(huì)降低藥物的療效,還可能引發(fā)免疫反應(yīng),嚴(yán)重影響藥物的安全性和有效性。
今天,博格隆給大家分享一篇關(guān)于不同層析填料去除抗體聚體能力的研究,希望能為大家提供一些有益的參考。
抗體聚體的形成通常與抗體分子的疏水區(qū)域暴露、二硫鍵異構(gòu)化和分子間結(jié)構(gòu)域交換有關(guān)。這些聚體在細(xì)胞培養(yǎng)收獲物中含量較高,不僅降低抗體藥物的生物活性,還可能引發(fā)免疫反應(yīng)。鑒于這些聚體難以通過傳統(tǒng)的純化方法去除,因此開發(fā)高效的聚體去除方法,對(duì)于提高抗體藥物的質(zhì)量至關(guān)重要。
在這項(xiàng)研究中,研究人員選取了八種不同類型的層析填料,包括疏水相互作用(HIC)層析填料、羥基磷灰石(HA)層析填料和混合模式層析填料,對(duì)一種在CHO細(xì)胞中表達(dá)的單克隆抗體(mAb)進(jìn)行聚體去除測試。
實(shí)驗(yàn)中,首先使用Protein A和陰離子交換(AEX)層析法對(duì)抗體進(jìn)行初步純化,得到含有約14%聚體的中間產(chǎn)物。隨后,分別在不同的層析條件下,對(duì)這些層析填料的聚體去除能力進(jìn)行評(píng)估。
● 層析柱:所有填料都裝在直徑為0.66cm、床高為15cm的柱子中。使用不同的緩沖液配方進(jìn)行層析實(shí)驗(yàn)。
● 分析方法:SEC-HPLC,所有樣品使用Tosoh TSKgel G3000SWXL不銹鋼柱進(jìn)行分析,上樣量100μg樣品,流速為1.0mL/min,流動(dòng)相為50mM磷酸鈉和300mM氯化鈉,pH6.8。
在上樣樣品中添加高濃度鹽,使聚體結(jié)合,而單體流穿(FT)。聚體水平在FT中降低至1%以下,表明HIC層析在去除聚體方面具有很高的效率。
對(duì)于疏水層析,即便配基相同,不同材質(zhì)的疏水填料也可能具有不同的疏水表現(xiàn),樣品結(jié)合的鹽濃度需求也可能不同。因此,需要針對(duì)不同的樣品選擇合適的結(jié)合和洗脫條件以期達(dá)到理想的聚體分離效果。
對(duì)該實(shí)驗(yàn)中的mAb進(jìn)行羥基磷灰石填料結(jié)合-洗脫模式純化,結(jié)果顯示使用鈉鹽梯度洗脫,比磷酸鹽梯度洗脫效果更好。
在洗脫緩沖液中添加PEG,可以顯著提高分離效果。這表明PEG的添加可以增強(qiáng)聚體的柱上保留,從而實(shí)現(xiàn)更好的分離。
使用高分辨率的陽離子混合模式層析填料在pH5.5下進(jìn)行結(jié)合洗脫模式純化,使用鹽梯度線性洗脫,可以實(shí)現(xiàn)高純度的單體洗脫,但洗脫峰有拖尾現(xiàn)象。使用精氨酸梯度洗脫可以改善分離效果。這表明精氨酸可以有效破壞聚體與層析填料的相互作用,從而提高分離效果。
采用同種配基,粒徑較大的陽離子混合模式層析填料在相同條件下,分離效果不如前一種,但添加PEG可以提高分離效果。這表明PEG的添加可以增強(qiáng)聚體的保留,從而實(shí)現(xiàn)更好的分離。
采用強(qiáng)陰離子混合模式層析填料在pH7.0下運(yùn)行,使用線性精氨酸梯度洗脫,可以實(shí)現(xiàn)高純度的單體洗脫,但洗脫峰尾部純度較低。添加PEG可以提高洗脫液純度,但會(huì)增加洗脫體積。最終,使用步階精氨酸洗脫和調(diào)整合適的PEG梯度可以實(shí)現(xiàn)單體高純度和小洗脫體積。
在典型線性鹽梯度層析條件下,CEX層析無法有效分離單體和聚體。但在洗脫緩沖液中添加PEG,可以顯著提高分離效果,使單體和聚體分離,且通過進(jìn)一步開發(fā)分步洗脫方法保持產(chǎn)品質(zhì)量和收率。這表明PEG的添加可以顯著提高CEX層析的分離效果。
HIC和HA填料在去除聚體方面表現(xiàn)出強(qiáng)大的能力。混合模式層析填料也顯示出良好的聚體去除效果。
在純化過程中添加PEG和/或精氨酸可以顯著提高分離效果,尤其是在CEX層析中,PEG的添加可使單體和聚體分離。
對(duì)于每種填料,需要通過實(shí)驗(yàn)確定操作參數(shù),以實(shí)現(xiàn)聚體清除和單體回收率。在大規(guī)模生產(chǎn)中,步階洗脫比線性梯度洗脫更有利于減少處理時(shí)間和洗脫體積。
在抗體聚體去除方面,選擇合適的層析填料至關(guān)重要。無論您是進(jìn)行基礎(chǔ)研究還是工業(yè)化生產(chǎn),博格隆的填料都能為您提供可靠的解決方案。
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[1] Zhang X, Chen T, Li Y. A parallel demonstration of different resins' antibody aggregate removing capability by a case study. Protein Expression and Purification. 2019;153:59-69. DOI: 10.1016/j.pep.2018.08.011.
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