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ADC藥物純化解決策略

發(fā)布時(shí)間:2024-07-04瀏覽次數(shù): 賽分新聞

  今年4月3日,中國(guó)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(gòu),再一次引發(fā)業(yè)內(nèi)對(duì)ADC藥物的關(guān)注。2023年ADC藥物市場(chǎng)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(lè)部,進(jìn)一步展現(xiàn)出ADC藥物市場(chǎng)的火熱。相比于小分子細(xì)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A(yù)DC藥物(Gemtuzumab ozogamicin)上市,至今全球已有15款藥物進(jìn)入市場(chǎng)。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A(yù)DC藥物處于臨床研究階段,其中據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)已有超過(guò)17個(gè)項(xiàng)目處于臨床后期(表1),預(yù)計(jì)未來(lái)3-5年進(jìn)入收獲期。ADC藥物市場(chǎng)份額增長(zhǎng)迅速,預(yù)計(jì)到2030年,全球市場(chǎng)將超600億美元(預(yù)估信息來(lái)自Frost & Sullivan)。

表1. 國(guó)內(nèi)處于臨床后期的ADC項(xiàng)目梳理

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數(shù)據(jù)來(lái)源:藥融云數(shù)據(jù)庫(kù)

  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(jí),發(fā)展至今ADC藥物歷經(jīng)三代技術(shù)的革新,可以開(kāi)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(shí)降低藥物副作用。ADC藥物的結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1)有三個(gè)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(yīng)當(dāng)具有高靶向性,精準(zhǔn)結(jié)合目標(biāo)靶點(diǎn),毒素分子可以從血漿中穩(wěn)定通過(guò)并到達(dá)目的地(例如,癌細(xì)胞)再釋放,發(fā)揮毒素分子的作用。因而這三個(gè)組成部分對(duì)藥物使用效果都有至關(guān)重要的影響:抗體的靶點(diǎn)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(fù)合物對(duì)腫瘤細(xì)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(kāi)發(fā)過(guò)程中需要主要考量點(diǎn)。

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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(jìn)步,現(xiàn)階段的ADC候選藥物已經(jīng)克服了一系列問(wèn)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(wèn)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(diǎn)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(guò)三代技術(shù)的革新,位點(diǎn)特異性偶聯(lián)技術(shù)逐漸成熟,表1中總結(jié)常見(jiàn)集中偶聯(lián)方式及其特點(diǎn)。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(cè)出偶聯(lián)后采用的純化方案(表2)。

表2. 常見(jiàn)ADC藥物偶聯(lián)方式及其特點(diǎn)

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  常見(jiàn)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(wú)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(yáng)離子交換純化;其三,偶聯(lián)反應(yīng)中因?yàn)闂l件變化可能導(dǎo)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(yáng)離子交換層析。結(jié)合不同的雜質(zhì)類型推薦對(duì)應(yīng)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(xiě)問(wèn)卷信息申請(qǐng)?jiān)囉谩?/p>

表3. 偶聯(lián)反應(yīng)常見(jiàn)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(jiàn)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(xì)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(qiáng)細(xì)胞毒性,進(jìn)入體內(nèi)如果發(fā)生脫靶(off-target)對(duì)正常細(xì)胞有較高損傷,因而需要保證ADC藥物中游離細(xì)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(duì)于不同的偶聯(lián)方式以及產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)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(duì)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(yáng)離子交換的方式進(jìn)行純化;對(duì)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(yáng)離子交換層析(Monomix Mab60-SP),可實(shí)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(jiǎn)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(shí)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(biāo)DAR值A(chǔ)DC樣品。

  介質(zhì)特點(diǎn)

  高機(jī)械穩(wěn)定性,良好的耐壓性能

  適中的疏水性

  高化學(xué)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(qiáng)陽(yáng)離子交換填料,具有高分辨率、高載量,對(duì)于ADC藥物中裸抗以及偶聯(lián)后藥物的純化均應(yīng)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(cè)試其DBC,結(jié)果顯示無(wú)顯著變化(100.2%),該填料對(duì)DMSO表現(xiàn)出有良好的溶劑耐受性。

  介質(zhì)特點(diǎn)

  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(duì)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(diǎn)

  高載量,其中A65 Excel動(dòng)態(tài)載量高達(dá)70 mg hlgG/mL resin

  低Protein A脫落,高HCP去除效率

  高交聯(lián)度,耐壓達(dá)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(xiàn):

  [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(xiě)問(wèn)卷信息可申請(qǐng)?jiān)囉醚b測(cè)試,并可參與滿意度反饋問(wèn)卷抽獎(jiǎng)活動(dòng)。

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