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标题: 【讨论帖】求电荷异构体对抗体质量的影响的讨论 [打印本页]

作者: 彼岸花opp    时间: 2016-4-9 16:04     标题: 【讨论帖】求电荷异构体对抗体质量的影响的讨论

如题,小弟最近在做电荷异构体相关研究 ,大家都知道希望自己的样品更加呈均一性,减少电荷异构体。尤其在做BIOSIMILAR..更加需要对这些参数进行控制,趋向于和原研药一致。 但一个控制范围的把握是很重要的,我想要了解下电荷异构体对质量的影响,比如说药效,免疫原性方面的,本人已经找了很久,请教各位是否有看到类似文章?不甚感激
作者: KGZ564    时间: 2016-4-9 16:05

1、抗体分子的异质性与电荷变异
抗体分子作为复杂的四聚体糖蛋白,具有质量不均一的特点,即“异质性"。异质性可能来自于抗体分子复杂的生物合成途径,(如细胞系及培养工艺影响糖基化)也可能来于纯化,制剂工艺中产生降解或聚体。
这种异质性也可以宏观表现为:在等电聚焦电泳图上出现弥散或多个条带;离子交换色谱图主峰前后出现小峰。这是由于抗体分子所带电荷差异造成的异质性,所以,这种现象也被称为抗体的电荷变异。
2、抗体电荷变异对其药效学的影响
目前普遍认为抗体电荷变异对其药效学影响并不显著。基因泰克公司曾对上市抗体及临床前抗体药物做过一个总结。得出的结论是:1)当电荷变异超过一个pH单位时,会影响药物的组织分布及药代动力学。2)增加正电荷,会提高药物的组织停滞,降低血液清除。3)降低正电荷,会减少药物的组织停滞,提高药物的全身清除。(Effects of Charge on Antibody Tissue Distribution and Pharmacokinetics ,见附件)
3、影响电荷变异的因素及避免方法
目前的研究发现:多种化学修饰都会引起重组抗体等电点的改变,如:
脱酰胺化、唾液酸化、重链C段赖氨酸清除会造成重组抗体的带正电荷;
赖氨酸/甘氨酸酰胺化反应、甲硫氨酸氧化作用等会造成重组抗体带负电荷[85]。
针对细胞培养环节,提高培养基中Cu2+浓度,降低Zn2+浓度,可以增强重组抗体C端脯氨酸的酰胺化,最终导致重组抗体发生碱性电荷变异。[86] [87]
4、参考文献
[85] Khawli LA, Goswami S, Hutchinson R, et al. Charge variants inigg1: Isolation, characterization, in vitro binding properties and pharmacokinetics in rats. MAbs, 2010, 2(6): 613-624
[86] Kaschak T, Boyd D, Lu F, et al. Characterization of the basiccharge variants of a human igg1: Effect of copper concentration in cell culturemedia. MAbs, 2011, 3(6): 577-583
[87] Luo J, Zhang J, Ren D, et al. Probing of c-terminal lysinevariation in a recombinant monoclonal antibody production using chinese hamsterovary cells with chemically defined media. Biotechnology and bioengineering,2012, 109(9): 2306-2315

作者: 9妖9    时间: 2016-4-9 16:05



QUOTE:
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1、抗体分子的异质性与电荷变异
抗体分子作为复杂的四聚体糖蛋白,具有质量不均一的特点,即“异质性"。异质性可能来自于抗体分子复杂的生物合成途径,(如细胞系及培养工艺影响糖基化)也可能来于纯化,制剂工艺中产生降解或聚 ...

今天再来看这一段,其中第三点关于电荷变异影响的部分内容貌似和我接触的有点出入啊:
抗体脱酰胺化、唾液酸化、C端赖氨酸去除及氧化修饰应该都是导致抗体带负电荷吧,因为对应此四种修饰的IEC分析结果都是酸性峰比例增加。

作者: 9900    时间: 2016-4-9 16:07


额不同单抗,电荷异构体的影响应该是不一样的吧。。
敢问lz研究的是哪个单抗呢?

作者: PPT    时间: 2016-4-9 16:07

为何135只能在线看无法下载?
作者: 彼岸花opp    时间: 2016-4-9 16:10



QUOTE:
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额不同单抗,电荷异构体的影响应该是不一样的吧。。
敢问lz研究的是哪个单抗呢?

我想了解的是普遍而言,单抗电荷异构体的影响,我所做的是类克。对这方面。您有相关了解不?
作者: 彼岸花opp    时间: 2016-4-9 16:10


最近也在阅读相关文献,已拜读完一篇,主要研究IgG1电荷异构体,酸碱性组分的性质研究以及在兔体内药效研究。研究结果是性质上有很大差异,但是体内的药效方面,却无明显差异

作者: PPT    时间: 2016-4-9 16:13


刚看了张伯彦博士的一个讲义。借鉴下其中一张ppt


图片附件: 88682025.jpg (2016-4-9 16:13, 104.44 KB) / 该附件被下载次数 57
http://bbs.antpedia.com/attachment.php?aid=43498


作者: 3.14    时间: 2016-4-9 16:13


我还在纠结电荷异质性引起的原因怎么检查,比如说脱酰胺,咋检查哪个地方脱酰胺了;还有其他引起的原因,怎么鉴别

作者: 彼岸花opp    时间: 2016-4-9 16:14

这个涉及到翻译后修饰导致结构上的变异,现在主流的方法还是通过液质联用,以及肽图,,一些y异天冬酰胺 可通过疏水作用,再收集不同的峰,做打质谱,比对。
作者: gmjghh    时间: 2016-4-9 16:14

请问你知道如何将酸区和碱区的峰进行分离纯化吗?
作者: 彼岸花opp    时间: 2016-4-9 16:18



QUOTE:
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请问你知道如何将酸区和碱区的峰进行分离纯化吗?

我自己就在做这方面的研究,分别分离,在作结构和功能,,现在普遍的做法是直接在通过弱阳离子柱 戴安的 propac wcx-10 ,根据图谱,手动收集, 国外也有人采用置换色谱,通量更大,效率更高
作者: jujuba    时间: 2016-4-9 16:18

你用的这个柱子不是分析柱吗?上样量最大多少?不怕柱子堵了么?我也不需要多少,我只需要收集下来打个质谱就好
作者: 彼岸花opp    时间: 2016-4-9 16:19



QUOTE:
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你用的这个柱子不是分析柱吗?上样量最大多少?不怕柱子堵了么?我也不需要多少,我只需要收集下来打个质谱就好

有分析柱,也有半制备柱子,我的用的半制备柱,,上样量的根据柱子,以及你的上样缓冲液电子强度,,我的柱子9*250的,大概能达到1600mg。
堵不会的,用的样品不应该是比较纯的,经过纯化之后的么?
打质谱的话各组分 1mg 左右吧 .
资金足的话买个半制备柱,现在基本都要做电荷异构体方面的研究,其他项目也可以用。 也不是很贵。

作者: avi317    时间: 2016-4-9 16:20

刚看了张伯彦博士的一个讲义。借鉴下其中一张ppt

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拜读了之后收获很大,非常感激。文中说电荷变量是测定抗体药物降解变异最灵敏的一种方法,请问这个是有文献支持的吗?烦请哪位大牛给解释下,谢谢
作者: kswl870    时间: 2016-4-9 16:21

分享一篇文献,是默克,整理的有关电荷异构体 的形成以及对于活性的影响的综述,还是比较全面有用的

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这个文献在哪?啥题目?
作者: 彼岸花opp    时间: 2016-4-9 16:22



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分享一篇文献,是默克,整理的有关电荷异构体 的形成以及对于活性的影响的综述,还是比较全面有用的

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这个文献在哪?啥题目? ...

Chromatographic analysis of the acidic and basic species of recombinant monoclonal antibodies
文献链接:cuturl('http://d.dxy.cn/detail/7386537')

作者: 兔唇    时间: 2016-4-9 16:23

有分析柱,也有半制备柱子,我的用的半制备柱,,上样量的根据柱子,以及你的上样缓冲液电子强度,,我的柱子9*250的,大概能达到1600mg。
堵不会的,用的样品不应该是比较纯的,经过纯化之后的么?
打质谱的话各组分 1mg 左右吧 .
资金足的话买个半制备柱,现在基本都要做电荷异构体方面的研究,其他项目也可以用。 也不是很贵。
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您的半制备柱的分离效果和分析柱的分离效果有差别没有?我也打算一个半制备柱就只不知道效果如何
作者: 彼岸花opp    时间: 2016-4-9 16:24

您的半制备柱的分离效果和分析柱的分离效果有差别没有?我也打算一个半制备柱就只不知道效果如何

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我自己用下来,没啥差别,分离条件可以直接用。因为柱体积增大了五倍,将样品同比增加五倍,峰的分离效果比分析柱还要好。 但是制备柱用来分离的,这个量还太低而且时间比较费。当样品量上来后,分离度会下降。
所以建议你,先摸载量,再简单摸下梯度。在保证分离度情况下,时间最省。另外要注意,你现在是在纯化,所以稳定性要充分考虑。

作者: xuuuu    时间: 2016-4-9 16:24

1、抗体分子的异质性与电荷变异
抗体分子作为复杂的四聚体糖蛋白,具有质量不均一的特点,即“异质性"。异质性可能来自于抗体分子复杂的生物合成途径,(如细胞系及培养工艺影响糖基化)也可能来于纯化,制剂工艺中产生降解或聚体。
这种异质性也可以宏观表现为:在等电聚焦电泳图上出现弥散或多个条带;离子交换色谱图主峰前后出现小峰。这是由于抗体分子所带电荷差异造成的异质性,所以,这种现象也被称为抗体的电荷变异。
2、抗体电荷变异对其药效学的影响
目前普遍认为抗体电荷变异对其药效学影响并不显著。基因泰克公司曾对上市抗体及临床前抗体药物做过一个总结。得出的结论是:1)当电荷变异超过一个pH单位时,会影响药物的组织分布及药代动力学。2)增加正电荷,会提高药物的组织停滞,降低血液清除。3)降低正电荷,会减少药物的组织停滞,提高药物的全身清除。(Effects of Charge on Antibody Tissue Distribution and Pharmacokinetics ,见附件)
3、影响电荷变异的因素及避免方法
目前的研究发现:多种化学修饰都会引起重组抗体等电点的改变,如:
脱酰胺化、唾液酸化、重链C段赖氨酸清除会造成重组抗体的带正电荷;
赖氨酸/甘氨酸酰胺化反应、甲硫氨酸氧化作用等会造成重组抗体带负电荷[85]。
针对细胞培养环节,提高培养基中Cu2+浓度,降低Zn2+浓度,可以增强重组抗体C端脯氨酸的酰胺化,最终导致重组抗体发生碱性电荷变异。[86] [87]
4、参考文献
[85] Khawli LA, Goswami S, Hutchinson R, et al. Charge variants inigg1: Isolation, characterization, in vitro binding properties and pharmacokinetics in rats. MAbs, 2010, 2(6): 613-624
[86] Kaschak T, Boyd D, Lu F, et al. Characterization of the basiccharge variants of a human igg1: Effect of copper concentration in cell culturemedia. MAbs, 2011, 3(6): 577-583
[87] Luo J, Zhang J, Ren D, et al. Probing of c-terminal lysinevariation in a recombinant monoclonal antibody production using chinese hamsterovary cells with chemically defined media. Biotechnology and bioengineering,2012, 109(9): 2306-2315
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今天再来看这一段,其中第三点关于电荷变异影响的部分内容貌似和我接触的有点出入啊:
抗体脱酰胺化、唾液酸化、C端赖氨酸去除及氧化修饰应该都是导致抗体带负电荷吧,因为对应此四种修饰的IEC分析结果都是酸性峰比例增加。
作者: 彼岸花opp    时间: 2016-4-9 16:25



QUOTE:
原帖由 xuuuu 于 2016-4-9 16:24 发表 bbcodeurl('http://bbs.antpedia.com/images/common/back.gif', '%s')
1、抗体分子的异质性与电荷变异
抗体分子作为复杂的四聚体糖蛋白,具有质量不均一的特点,即“异质性"。异质性可能来自于抗体分子复杂的生物合成途径,(如细胞系及培养工艺影响糖基化)也可能来于纯化,制剂工艺中产生降解或聚 ...

确实,除了氧化外,你提到的三种都应该是抗体负电荷增加, 但氧化修饰是不确定的。 它对电荷没有直接影响,只是通过改变构象,从而改变整体抗体带电量,最终是酸 是碱 都有文献报道。

作者: 喵咪    时间: 2016-4-9 16:25

根据自己的经验补充一点。
有些蛋白在等点聚焦上显示不同的条带,有可能是蛋白质折叠的时候,产生了一条活动的臂,不同的折叠方向表现出来不一样的条带。对于这种现象,可以在电泳时加入一些非离子的表面活性剂如Triton X-100来去除,或者确认。

作者: PPT    时间: 2016-4-9 16:26



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根据自己的经验补充一点。
有些蛋白在等点聚焦上显示不同的条带,有可能是蛋白质折叠的时候,产生了一条活动的臂,不同的折叠方向表现出来不一样的条带。对于这种现象,可以在电泳时加入一些非离子的表面活性剂如Triton X-10 ...

您指的是等电聚焦的时候,那么在native 电泳的时候这一招是否管用,貌似是一个道理,都是构象不同引起的。
还有不是太明白,加上Triton X-100是什么作用机制呢。

作者: 喵咪    时间: 2016-4-9 16:28



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您指的是等电聚焦的时候,那么在native 电泳的时候这一招是否管用,貌似是一个道理,都是构象不同引起的。
还有不是太明白,加上Triton X-100是什么作用机制呢。 ...

对的,如果的确是构象差异造成折叠方向不一致,从而表现出不同条带,那也就说明了构象差异造成表面电荷的差异,又何必用Triton X-100去除这个差异呢?
作者: 喵咪    时间: 2016-4-9 16:30



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您指的是等电聚焦的时候,那么在native 电泳的时候这一招是否管用,貌似是一个道理,都是构象不同引起的。
还有不是太明白,加上Triton X-100是什么作用机制呢。 ...

对的,如果的确是构象差异造成折叠方向不一致,从而表现出不同条带,那也就说明了构象差异造成表面电荷的差异,又何必用Triton X-100去除这个差异呢?
作者: any333    时间: 2016-4-9 16:31

对的,如果的确是构象差异造成折叠方向不一致,从而表现出不同条带,那也就说明了构象差异造成表面电荷的差异,又何必用Triton X-100去除这个差异呢?

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消除这个差异,只是为了研究一下,这个差异是不是因为折叠不一样造成的。并不是为了消除而消除。
作者: mamamiya    时间: 2016-4-9 16:32

我自己就在做这方面的研究,分别分离,在作结构和功能,,现在普遍的做法是直接在通过弱阳离子柱 戴安的 propac
wcx-10 ,根据图谱,手动收集, 国外也有人采用置换色谱,通量更大,效率更高

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最近,我也要做CEX 半制备柱的酸碱主成分的收集工作,由于之前用自动收集器收集后的酸碱组分在做SEC时,有的酸碱组分产生了聚合,而有的则产生碎片,鉴于以上情况出现,请问是否知晓是什么原因造成?人为因素?不知您用手动收集时是否遇到这种情况?还有,现在,我准备进行手动收集,你有什么好的建议?手动收集的时候需注意的事项可否告知一下?期待你的答复,非常感谢!!!
作者: 彼岸花opp    时间: 2016-4-9 16:32



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我自己就在做这方面的研究,分别分离,在作结构和功能,,现在普遍的做法是直接在通过弱阳离子柱 戴安的 propac
wcx-10 ,根据图谱,手动收集, 国外也有人采用置换色谱,通量更大,效率更高

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最好告知你是如何处理的? 洗脱之后的样品里含盐,且浓度低,我当时是通过超滤浓缩并置换到一稳定的缓冲液中。 出现碎片和聚集,很可能是在浓缩过程中产生的。 另外,酸性组分中本就可能出现碎片的富集,碱性组分出现聚体的富集。 你可以将酸碱组分的碎片、聚体总量,与原样品碎片、聚体总量对比(注意酸碱性组分在原样品的比例)。看看是富集还是后面产生的。
作者: ilovegaga    时间: 2016-4-9 16:33



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最好告知你是如何处理的? 洗脱之后的样品里含盐,且浓度低,我当时是通过超滤浓缩并置换到一稳定的缓冲液中。 出现碎片和聚集,很可能是在浓缩过程中产生的。 另外,酸性组分中本就可能出现碎片的富集,碱性组分出现聚体的富集 ...

收集得到的组分进行脱盐浓缩,然后直接上样,SEC检测,结果发现,

酸性组分产生了聚集。如何解释?

作者: ujne    时间: 2016-4-9 16:33

怎么证明酸性峰或者碱性峰是目标蛋白的电荷异质体而不是其他分子大小和电荷性质类似的杂质呢?仅靠SDS-PAGE或者是HPLC(SEC)能说明是单一组分吗?

现在我的问题是,我的一个蛋白,SDS-PAGE和HPLC检测结果都是高纯度的,但是等点聚焦跑出来有好几条带,而且这几条带粗细差不多,看不出哪个是主带,这说明什么呢?我的蛋白的异构体太多了吗?如果是这样的话,去报药的话,中检所的老师会提出质疑吗?我该如何解释我等点聚焦的结果呢?

入行不久,经验不多,请各个大神指点迷津~~

作者: 彼岸花opp    时间: 2016-4-9 16:37

怎么证明酸性峰或者碱性峰是目标蛋白的电荷异质体而不是其他分子大小和电荷性质类似的杂质呢?仅靠SDS-PAGE或者是HPLC(SEC)能说明是单一组分吗?

现在我的问题是,我的一个蛋白,SDS-PAGE和HPLC检测结果都是高纯度的,但是等点聚焦跑出来有好几条带,而且这几条带粗细差不多,看不出哪个是主带,这说明什么呢?我的蛋白的异构体太多了吗?如果是这样的话,去报药的话,中检所的老师会提出质疑吗?我该如何解释我等点聚焦的结果呢?

入行不久,经验不多,请各个大神指点迷津~~

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个人认为大分子中是不存在绝对的单一组分,只是分析原理不同,出现相对的单一组分。 正如你所说,SDS-PAGE SEC一条带,只能说明在这两个方法检测限内的单一组分,即分子量类似的蛋白。  (进一步鉴定分子量,还得通过质谱检测。  )

但若你换成离子交换,疏水、等点聚焦等其他分析方法,又会相应出现其他杂带,也即相应的电荷异构体、疏水异构体,这样又表明该大分子并不是单一组分。

等点聚焦出现N条条带,说明你的电荷异构体还比较多,进一步通过毛细管等电电泳、阳离子交换等做进一步电荷异构体鉴定,进而做翻译后修饰 PTM的鉴别,看看是什么原因引起这么多电荷异构体。  

关于中检所老师提问, 你做的是仿制药还是原研?  仿制尽可能一致,,原研去解释每个杂带的大致形成原因,以及对生物活性、免疫原性的影响,这时可能就得单独分离后去做实验。  

附上一篇 韩国如何与原研类克对比的文章  里面有提及电荷异构体差异   cuturl('http://d.dxy.cn/detail/7425385')

有篇文献Physicochemical and Functional Comparability Between the Proposed Biosimilar Rituximab GP2013 and Originator Rituximab 讲利妥昔与其类似的对比中,CEX图谱GP2013有个多余的碱性峰,为脯氨酸酰化,之后通过制备得到高AP化的单抗,做活性研究,PK/PD研究,毒性研究,,过程很复杂,,

作者: 8princess8    时间: 2016-4-9 16:38

......

中检院不管这个,CDE会关注,等点聚焦电泳:主条带pH范围多少,图谱与对照品一致。类似物与原研比较结果,不能离谱。新药与自己对照品比,这一类产品也有个科学范围呵,不能太任性。





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