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皓奇星 | 淺談成藥性分(fēn)析

2019年09月16日 來源:皓陽生物(wù) 浏覽次數:813

過去三十年間,随着抗體(tǐ)及其他(tā)生物(wù)大分(fēn)子藥的成功上市,生物(wù)制藥行業迎來了前所未有的蓬勃發展。時至今日,抗體(tǐ)發現平台技(jì )術日臻成熟,無論是通過免疫動物(wù)抑或噬菌體(tǐ)展示平台,對于大多(duō)數靶點均能(néng)得到多(duō)個功能(néng)符合要求的候選分(fēn)子。然而,受資源和成本所限,通常隻有一兩個最終分(fēn)子可(kě)以推進到生物(wù)制藥下遊環節。那麽選誰,如何選,是制藥人一直在探索的問題。最初的評價機制是完全建立在功能(néng)活性的排序上,但很(hěn)快人們就發現這種選擇機制導緻不少新(xīn)藥分(fēn)子在生産,儲運,甚至安(ān)全性上遇到挑戰。有些問題,通過制劑的不斷努力,如凍幹工藝的開發,得以“退讓”解決,而另一些分(fēn)子則隻能(néng)遺憾退場。這些慘痛的經曆告訴我們,想要降低後期工藝開發的成本和臨床階段的風險,那麽除了活性,候選分(fēn)子還要具備最起碼的可(kě)開發性,穩定性以及安(ān)全性,也就是我們現在講的“成藥性”。


成藥性評價究竟應該包含哪些檢測項目


不同技(jì )術背景的公司給出的具體(tǐ)答(dá)案不盡相同,但大方向上集中于分(fēn)子的可(kě)生産性,後修飾穩定性,自身相互作(zuò)用(yòng),免疫原性以及藥代動力學(xué)性質(zhì)上。目前業界基本有兩種體(tǐ)系,一種從原理(lǐ)出發,将分(fēn)子所有特性歸納為(wèi)分(fēn)子自身相互作(zuò)用(yòng)和分(fēn)子與其他(tā)分(fēn)子的相互作(zuò)用(yòng);另一種體(tǐ)系則多(duō)是制藥企業遵循新(xīn)藥研發流程,将一些重要且對後續産品開發有指導意義的檢測提前進行,組成“成藥性評價”。無論哪種體(tǐ)系,考慮到抗體(tǐ)開發階段,候選分(fēn)子數目多(duō),樣品量少的特點,基于序列的分(fēn)析預測和高通量的體(tǐ)外檢測方法成為(wèi)了成藥性分(fēn)析的首選。



基于序列的分(fēn)析預測


基于序列的分(fēn)析預測,各家内容較為(wèi)一緻,無外乎是Fv區(qū)域内非配對的Free-cys ,Deamidation site , Isomerization site ,N-glycosylation site 等 PTM 的排查以及理(lǐ)論pI和電(diàn)荷分(fēn)布的預測。在這些分(fēn)析項中,除Free-cys, N-glycosylation site 和 pI 的預測和實驗結果關聯度較高以外,Deamidation / Isomerization / Oxidation / O-glycosylation / Glycation 等後修飾均需要實際實驗數據支持。與此同時,關于免疫原性的預測近年來也逐漸興起,對于T細胞表位相關的免疫原性預測在一定程度上幫助我們降低了風險,但對于免疫原性的判斷僅僅依靠基于序列的分(fēn)析預測,恐怕還不足夠。



關于成藥性分(fēn)析的體(tǐ)外檢測項方法及阈值界定


關于成藥性分(fēn)析的體(tǐ)外檢測項方法及阈值界定,  AdiMab公司發布過較詳細的研究。他(tā)們将137個至少已經到達臨床二期的抗體(tǐ)分(fēn)子在HEK293細胞中進行瞬時表達,檢測12個不同的表征參數( HEK titer ,TM ,PSR ,ACSINS ,CSI ,CIC ,HIC ,SMAC ,SGAC-SINS ,BVP ,Elisa ,AS ),利用(yòng)斯皮爾曼等級相關系數進行分(fēn)類,并将已被批準的抗體(tǐ)藥物(wù)的相關檢測數值的下線(xiàn)10%設定為(wèi)阈值。在所有檢測分(fēn)子中,已獲批的分(fēn)子中隻有少數分(fēn)子的個别檢項結果有異常,約65%的分(fēn)子所有表征均無問題;然而,在臨床二期的分(fēn)子中,無問題比例降低到40%,接近32%的分(fēn)子呈現出至少兩項的檢測異常。通過數據分(fēn)析,這兩個階段的分(fēn)子差異主要集中在 PSR / CSI / ACSINS / CIC / Elisa / BVP 檢項組,提示這些分(fēn)子可(kě)能(néng)由于其特異性問題導緻在體(tǐ)内被加速清除,進而影響藥效。這也從另一個角度證明,長(cháng)遠(yuǎn)來看,成藥性出現問題的分(fēn)子确實在上市的過程中存在或多(duō)或少的阻力。



成藥性的檢測流程


另外,還有一些公司的成藥性分(fēn)析是按照其重要程度和所需蛋白的用(yòng)量分(fēn)成了前期成藥性分(fēn)析---分(fēn)析集中在 CDR 區(qū)域,體(tǐ)現分(fēn)子 intrinsic property ,以及後期成藥性分(fēn)析---蛋白用(yòng)量較多(duō),涉及整個分(fēn)子性質(zhì),偏向 holistic property 。


這種成藥性的檢測流程條理(lǐ)清晰,其實更加貼近藥企的實際項目進展:在前期利用(yòng)序列分(fēn)析和少量檢測篩選掉部分(fēn)候選分(fēn)子,後期集中資源對最終分(fēn)子進行較全面的評價。在這個流程中,各個階段需要進行的成藥性檢項筆(bǐ)者歸納如下表:


在衆多(duō)方法中,多(duō)有重複表征,可(kě)根據自身資源靈活選擇。


行業進展到今天,在早期分(fēn)子篩選階段即同步開始早期成藥性分(fēn)析的理(lǐ)念已得到廣泛認同,但如上文(wén)提及,需要做哪些檢項,用(yòng)何種方法以及阈值如何劃定,各家選擇略有不同,可(kě)謂見仁見智。平心而論,成藥性評價既不能(néng)代替制劑的工作(zuò),也沒有優化分(fēn)子的責任,其存在的意義,是在尚有選擇的時候,以小(xiǎo)的代價預防大的風險。如今的大分(fēn)子藥舞台,産品種類繁多(duō)。融彙奇思妙想的同時,也對分(fēn)子評價體(tǐ)系不斷提出新(xīn)的問題:nanobody 的成藥性如何評價,各種雙抗的成藥性如何評價,ADC又怎麽設立分(fēn)析檢項和阈值?這些問題亟待原有經驗結合新(xīn)項目數據的積累來解決,同時也要求成藥性分(fēn)析人員具備多(duō)學(xué)科(kē)的知識背景,和不遺漏,不渲染的客觀态度。

新(xīn)藥開發,道阻且長(cháng),一路平衡,不斷取舍,說起來成藥性評價像是罅隙微光,提醒着“此處危崖,請繞行”。



引用(yòng)文(wén)獻

1.Developability Assessment During the Selection of Novel, Jarasch et al., JOURNAL OF PHARMACEUTICAL SCIENCES 104:1885–1898, 2015

2.Adimab-Biophysical properties of the clinical-stage antibody landscape. 944–949 | PNAS | January 31, 2017 | vol. 114 | no. 5

3.Development of a high-throughput solubility screening assay for use in antibody discovery.   mAbs 2019. MABS 2019, VOL. 11, NO. 4, 747–756

4.Adimab-High-throughput screening for developability during early-stage antibody discovery using self-interaction nanoparticle spectroscopy. mAbs 6:2, 483–492; March/april 2014; © 2014 Landes Bioscience

5.Considerations for the design of Antibody-based Therapeutics. D.R. Goulet, W.M. Atkins / Journal of Pharmaceutical Sciences xxx (2019) 1-302

6.An alternative assay to hydrophobic interaction chromatography for high-throughput characterization of monoclonal antibodies. mAbs 7:3, 553--561; May/June 2015; Published with license by Taylor & Francis Group, LLC

7.A novel screening method to assess developability of antibody-like molecules. mAbs 7:4, 752--758; July/August 2015; © 2015 Merrimack Pharmaceuticals Inc.