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ADC藥物純化解決策略

發(fā)布時間:2024-07-04瀏覽次數(shù): 賽分新聞

  今年4月3日,中國ADC藥物研發(fā)公司普方生物以18億美元(約合130億元人民幣)被丹麥生物技術(shù)公司Genmab收購,再一次引發(fā)業(yè)內(nèi)對ADC藥物的關(guān)注。2023年ADC藥物市場爆發(fā),年總銷售額破百億美元,其中5款藥物躋身10億美元俱樂部,進一步展現(xiàn)出ADC藥物市場的火熱。相比于小分子細胞毒藥物,ADC具有更高的安全性和有效性,在提出“魔法子彈”的理念后,2000年第一款ADC藥物(Gemtuzumab ozogamicin)上市,至今全球已有15款藥物進入市場。ADC的研究已然成為近幾年最火熱的藥物研究領(lǐng)域之一,百余款ADC藥物處于臨床研究階段,其中據(jù)不完全統(tǒng)計國內(nèi)已有超過17個項目處于臨床后期(表1),預計未來3-5年進入收獲期。ADC藥物市場份額增長迅速,預計到2030年,全球市場將超600億美元(預估信息來自Frost & Sullivan)。

表1. 國內(nèi)處于臨床后期的ADC項目梳理

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數(shù)據(jù)來源:藥融云數(shù)據(jù)庫

  抗體偶聯(lián)藥物(Antibody Drug Conjugate,ADC)研發(fā)的火熱得益于技術(shù)的不斷升級,發(fā)展至今ADC藥物歷經(jīng)三代技術(shù)的革新,可以開發(fā)出更有效、安全而穩(wěn)定的藥物分子,在藥效提升的同時降低藥物副作用。ADC藥物的結(jié)構(gòu)(見圖1)有三個主要關(guān)鍵組成部分:抗體(Antibody)、連接子(Linker)、毒素分子(Payload)。理想的ADC分子應當具有高靶向性,精準結(jié)合目標靶點,毒素分子可以從血漿中穩(wěn)定通過并到達目的地(例如,癌細胞)再釋放,發(fā)揮毒素分子的作用。因而這三個組成部分對藥物使用效果都有至關(guān)重要的影響:抗體的靶點選擇、特異性、親和力、內(nèi)化效率,可降解連接子的穩(wěn)定性、不可降解連接子與小分子毒素復合物對腫瘤細胞的殺傷力、連接子與抗體的偶聯(lián)方式,以及小分子毒素的選擇是ADC藥物開發(fā)過程中需要主要考量點。

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圖1. ADC藥物結(jié)構(gòu)示意圖

  隨著抗體制備技術(shù)和偶聯(lián)技術(shù)的不斷進步,現(xiàn)階段的ADC候選藥物已經(jīng)克服了一系列問題,如藥物靶向性不足、藥物毒性大、異質(zhì)性高、連接子不穩(wěn)定等。此外,藥物抗體比(drug-antibody ratio,DAR)大于4的ADC存在耐受性低、體內(nèi)療效低以及血漿清除率高的問題,因此優(yōu)化偶聯(lián)技術(shù),控制DAR值是目前ADC藥物研究的重要方向,而位點特異性偶聯(lián)(site-specific conjugation)技術(shù)是解決ADC藥物關(guān)鍵質(zhì)量屬性DAR的關(guān)鍵。經(jīng)過三代技術(shù)的革新,位點特異性偶聯(lián)技術(shù)逐漸成熟,表1中總結(jié)常見集中偶聯(lián)方式及其特點。此外,偶聯(lián)技術(shù)整體決定可能引入的工藝相關(guān)雜質(zhì),因而偶聯(lián)技術(shù)的選擇與下游純化方案息息相關(guān),根據(jù)不同的偶聯(lián)方式可推測出偶聯(lián)后采用的純化方案(表2)。

表2. 常見ADC藥物偶聯(lián)方式及其特點

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  常見的ADC藥物生產(chǎn)流程及純化工藝,根據(jù)其偶聯(lián)技術(shù)及引入的雜質(zhì)情況可歸納為三類,分別是無需色譜層析,常規(guī)采用UF/DF結(jié)合TFF系統(tǒng)使用;其二,偶聯(lián)工藝中引入酶作為偶聯(lián)試劑,常采用親和加陽離子交換純化;其三,偶聯(lián)反應中因為條件變化可能導致ADC聚集,減少聚集體或其他產(chǎn)品相關(guān)雜質(zhì),常采用陽離子交換層析。結(jié)合不同的雜質(zhì)類型推薦對應的去除策略,采用不同的層析方式,將其總結(jié)為下表(表3),文末可填寫問卷信息申請試用。

表3. 偶聯(lián)反應常見引入雜質(zhì)及去除方法

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  ADC藥物由抗體與小分子毒素偶聯(lián),其基本生產(chǎn)流程見圖2,已上市ADC藥物中均以單抗作為ADC靶向偶聯(lián)抗體,毒素分子主要為細胞毒藥物(已上市藥物主要有微管抑制劑、DNA損傷劑為主),具有強細胞毒性,進入體內(nèi)如果發(fā)生脫靶(off-target)對正常細胞有較高損傷,因而需要保證ADC藥物中游離細胞毒分子控制在很低水平且保證ADC較小的脫靶情況,盡可能減小藥物的毒副作用。下游純化是保證藥物質(zhì)量的重要方式,對于不同的偶聯(lián)方式以及產(chǎn)生的對應雜質(zhì),需配合合理的純化工藝以保證終產(chǎn)品的質(zhì)量。

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圖2. ADC藥物生產(chǎn)及純化流程

  賽分科技推薦對于引入酶的偶聯(lián)方式采用MabPurix系列親和層析配合Monomix Mab60-SP陽離子交換的方式進行純化;對于需去除ADC樣品中的聚集體、片段以及電荷異質(zhì)性雜質(zhì)采用陽離子交換層析(Monomix Mab60-SP),可實現(xiàn)高效純化。另一方面如需控制裸抗含量或者去除DAR值的樣品可嘗試采用疏水層析。

ADC藥物偶聯(lián)后純化填料簡介

  Monomix MC30-HIC Butyl疏水層析填料

  ADC偶聯(lián)后存在不同DAR值樣品具有疏水性差異,理論上可選擇疏水層析介質(zhì)用于純化不同DAR樣品。實際操作中,疏水層析填料需要極高的分辨率(小粒徑填料)才能保證分離不同的DAR值的樣品。下表為Monomix MC30-HIC Butyl疏水層析填料技術(shù)參數(shù),可用于富集目標DAR值A(chǔ)DC樣品。

  介質(zhì)特點

  高機械穩(wěn)定性,良好的耐壓性能

  適中的疏水性

  高化學穩(wěn)定性,可耐受pH 2-13

  高分辨率、高回收率

表4. Monomix MC30-HIC Butyl疏水層析填料技術(shù)參數(shù)

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  Monomix Mab60-SP離子交換填料

  Monomix Mab60-SP為強陽離子交換填料,具有高分辨率、高載量,對于ADC藥物中裸抗以及偶聯(lián)后藥物的純化均應用廣泛,下表為Monomix Mab60-SP填料的技術(shù)參數(shù)。將填料保存于DMSO溶劑中一周后再測試其DBC,結(jié)果顯示無顯著變化(100.2%),該填料對DMSO表現(xiàn)出有良好的溶劑耐受性。

  介質(zhì)特點

  高結(jié)合載量和極好的生物相容性

  剛性基質(zhì)可耐受高壓和高流速

  高分辨率、高柱效和高回收率

  易于放大

  高度親水性表面,可忽略的非特異性吸附

  常規(guī)裝柱條件下,體積變化小

表5. Monomix Mab60-SP離子交換填料技術(shù)參數(shù)

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  MabPurix A65 Excel親和層析填料

  裸抗與毒素分子偶聯(lián)方案中采用酶的情況下,多采用親和+離子交換的方法純化ADC藥物。MabPurix A65 Excel具有高載量、高回收率,對于單抗、雙抗以及ADC樣品具有良好的純化效果,表6為該填料產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)。

  介質(zhì)特點

  高載量,其中A65 Excel動態(tài)載量高達70 mg hlgG/mL resin

  低Protein A脫落,高HCP去除效率

  高交聯(lián)度,耐壓達0.3 MPa

  有效去除聚集體,降低后續(xù)純化壓力

  填料反壓低,易于放大

表6. MabPurix A65 Excel親和填料技術(shù)參數(shù)

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  *參考文獻:

  [1] Matsuda Y. Current approaches for the purification of antibody–drug conjugates. J Sep Sci. 2022;45:27–37. 

  [2] Fu Z, et al. Antibody drug conjugate: the"biological missile"for targeted cancer therapy. Signal Transduction and Targeted Therapy, 2022(004):007.

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  如需以上填料,填寫問卷信息可申請試用裝測試,并可參與滿意度反饋問卷抽獎活動。

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