细胞培养过程对单克隆抗体糖基化修饰的影响和调控

江一帆,贾宇,王龙,王志明

中国生物工程杂志 ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (8) : 95-103.

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中国生物工程杂志 ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (8) : 95-103. DOI: 10.13523/j.cb.20190813
综述

细胞培养过程对单克隆抗体糖基化修饰的影响和调控

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The Glycosylation Design and Control of Monoclonal Antibody by Cell Culture

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摘要

在单克隆抗体药生产过程中,其糖基化修饰可能受到多种工艺参数的影响,因而容易产生异质性,并且抗体糖基化和抗体半衰期、免疫源性、ADCC、CDC等密切相关,所以单克隆抗体的糖基化修饰是重要的质量属性,需要在生物药尤其是生物类似药开发过程中重点关注,并加以调控。通过概述培养过程中的细胞株、培养工艺,以及培养基对糖型的影响,讨论如何在工艺开发过程开展研究,确保产品糖基化的一致性,从而保证单抗药物的疗效及安全性。

Abstract

In monoclonal antibody drug production process, its glycosylation modification may be affected by a variety of process parameters, therefore come into being heterogeneity easily, and Antibody glycosylation is closely related to antibody half-life, immunogenicity, ADCC, CDC, and so on, so glycosylation is an important quality index for monoclonal antibody drugs, It is necessary to pay attention to and regulate the development of biological drugs, especially in the development of biosimilar. This paper strengthens the understanding of stable and consistent glycosylation by discussing the influence of various important control indicators in the culture process, such as pH, DO, osmolarity and temperature, to guide the efficacy and safety of monoclonal antibody drugs.

关键词

单克隆抗体 / 糖基化修饰 / 培养工艺

Key words

Monoclonal antibody / Glycosylation / Culture process

引用本文

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江一帆, 贾宇, 王龙, . 细胞培养过程对单克隆抗体糖基化修饰的影响和调控[J]. 中国生物工程杂志, 2019, 39(8): 95-103 https://doi.org/10.13523/j.cb.20190813
Yi-fan JIANG, Yu JIA, Long Wang, et al. The Glycosylation Design and Control of Monoclonal Antibody by Cell Culture[J]. China Biotechnology, 2019, 39(8): 95-103 https://doi.org/10.13523/j.cb.20190813
中图分类号: Q81   
就整个生物医药产业而言,有约40%的生物药都是单抗类产品[1]。近年来,随着很多治疗性单克隆抗体药物的专利到期,单抗的生物类似药开发和研究迅猛增长,已有多个产品陆续上市或即将上市。
单克隆抗体糖基化合成是在高尔基体和内质网上进行的,有大量的前体物质和酶参与。抗体糖基化合成过程如下,首先是由前体物质UDP-GlcNAc和GDP-Man在细胞质内质网表面的Dol-P(多萜醇-磷酸)载体上合成GlcNAc2Man5(两个N-乙酰葡萄糖胺和五个甘露糖的多糖复合物);随后,GlcNAc2Man5经过结构翻转进入内质网腔内,在那里通过Dol-P-Man(多萜醇-磷酸-甘露糖)和Dol-P-Glc(多萜醇-磷酸-葡萄糖)添加额外的4个甘露糖残基和3个葡萄糖残基;之后,该多聚糖通过寡糖转移酶复合物转移到新生多肽(抗体)上,通过一系列酶促反应去除三个葡萄糖残基和一个甘露糖残基。随后进入高尔基体,经过一系列高甘露糖残基去除和乙酰葡萄糖胺残基添加,再通过去除额外的高甘露糖残基,并且添加一些寡糖残基(乙酰葡萄糖胺、半乳糖、唾液酸和岩藻糖)(见图1)[2,3]。最终形成了我们常见的种类多样的抗体N-糖结构。
人体内有多种抗体类型(IgG、IgM、IgA、IgE、IgD),目前已上市的治疗性抗体药物多是以IgG为框架开发的[4],lgG抗体糖基化位点相对保守,位于抗体Fc片段CH2区域Asn297两个对称N-糖。抗体N-糖是由高甘露糖和GlcNAc(N-乙酰葡萄糖胺)组成的核心庚糖(七糖),加上可变分支上的岩藻糖、半乳糖和唾液酸组成,一般为双天线结构。其糖基化约占整个IgG分子量(159kD)的2%~3%,糖型的异质性一般包括半乳糖、岩藻糖、唾液酸等末端糖苷是否缺失(抗体唾液酸修饰很少,约0~2%,抗体N-糖唾液酸残基一般和末端半乳糖相连,在图中没有体现)(图2)[2],以及拥有三天线结构的高甘露糖糖型(Man5-9,高甘露糖糖型在抗体糖型占比很低,一般不超过5%)含量。
图1 抗体糖基化合成[5]

Fig.1 Synthesis of antibody glycans

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图2 工程细胞株表达抗体常见N-糖基化类型[4]

Fig.2 N-Linked Glycoforms from Industrial mAbs

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在抗体药物开发过程中,糖基化修饰是备受关注的关键质量属性(Critical Quality Attributes,CQA)参数,主要在于其与抗体的活性、构象、稳定性、体内半衰期、抗体依赖的细胞介导的细胞毒性(Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC)效应、补体依赖的细胞毒性(Complement-dependent cytotoxicity, CDC)效应、免疫原性等重要性质相关[5]。对于各种糖基化修饰对抗体活性和免疫原性等的影响研究已经有了一些较为一致的共识,比如无核心岩藻糖修饰的人IgG与FcγRIIIa亲和力提高50倍,ADCC作用提高100倍;而半乳糖修饰可以提高抗体Fc段与C1q补体的亲和力,增强CDC效应;唾液酸化修饰可以调节人体免疫反应的抗炎作用,降低抗体RcγR结合能力,降低诱导免疫反应的能力,引起ADCC活性下降;高甘露糖修饰容易引起IgG被高甘露糖受体识别,导致其在血浆中被迅速清除,半衰期缩短;乙酰葡萄糖胺糖基化修饰可与血清中的高甘露糖结合蛋白结合,并激活一种新的IgG补体反应途径但影响很小,可以提高ADCC效应,对半衰期影响较大[6]
糖基化由于相对整个抗体其所占比重小,很难通过离子、疏水等纯化方式进行分离纯化。因此培养工艺对抗体糖基化的调节控制显得尤为重要。
对于整个细胞培养过程而言,细胞株(甚至不同克隆)、培养基及培养工艺中的各个参数控制点,如pH、溶氧、培养周期、渗透压、培养方式等,都会影响抗体糖型的最终表现[6,7]。所以在生物药的研发过程中,深入研究各控制参数对抗体质量的影响,是获得有效且质量稳定抗体药物的前提条件,而对于生物类似药而言,工艺对糖基化影响的深入研究对生产出质量稳定且接近原研药的抗体产品至关重要。
抗体的糖基化是极为复杂的蛋白翻译后修饰行为,与细胞的生长环境有着错综复杂的关系,依照质量源于设计(quality by design, QbD)的理念宗旨,本文从宿主细胞、pH、溶氧、渗透压、温度、培养基成分等多个方面探讨培养工艺如何影响糖基化修饰进行综合论述,以期通过深刻理解培养工艺如何影响抗体糖基化,给工艺开发过程中抗体药糖型调控提供思路,保证产业化以后,能够生产出质量合格且稳定的抗体药。

1 宿主细胞

糖基化修饰是复杂的酶促系列反应,因此不同宿主细胞自身修饰酶的酶活水平差异直接影响了抗体的糖基化修饰水平。
重组蛋白表达系统主要包括哺乳动物细胞、酵母细胞、昆虫细胞、转基因动植物和大肠杆菌等[8]。由于具有复杂的翻译后修饰能力,哺乳动物细胞表达系统应用最广,包括人源的HEK293和PER.C6、鼠源的CHO、NS0、SP2/0、BHK、MF-9等细胞系,目前抗体药物商业化生产用宿主细胞主要是CHO、NS0、SP2/0细胞,其中CHO细胞应用最为广泛[9]
酵母细胞由于缺乏完整的糖基转移酶系统,重组蛋白糖型主要是高甘露糖糖型,有时会存在O-糖型结构[9];昆虫细胞表达体系SF9、SF15、H5由于高尔基体缺少转运蛋白,糖链合成不完整,主要产生杂合类型的三甘露糖核心结构,可以进行低水平的唾液酸化;植物细胞会产生不常见的α1,3-岩藻糖和β1,2-木糖结构,缺乏β1,4-半乳糖和唾液酸结构。
鼠源NS0和SP2/0细胞表达产物具有较高的半乳糖化水平(G0和G0F含量较CHO偏低)和Neu5Gc(N-羟乙酰神经氨酸)、α-1,3半乳糖结构,但Neu5Gc和α-1,3半乳糖结构容易产生免疫原性[10,11],CHO和BHK细胞表达的抗体分子与人源抗体分子糖型主要差别在于唾液酸和半乳糖的连接方式:由于缺乏α-2,6唾液酸转移酶,表达蛋白仅存在α-2,3唾液酸结构[12]。同时CHO细胞缺少β-1,4-N乙酰葡萄糖胺转移酶功能相关或类似的酶,无法产生二等分GlcNAc(N-乙酰葡萄糖胺)残基[12]
不同宿主细胞甚至不同克隆间的生长、代谢、重组蛋白表达能力和修饰水平均存在一定差异,所以,选择合适的宿主细胞,甚至选择合适的克隆十分关键。宿主细胞和克隆本身的糖基化修饰酶水平存在先天差异,主要区别在于唾液酸化、半乳糖化、高甘露糖、岩藻糖化等[7],并且难以在后期培养工艺过程中进行大幅度调整。因此对于生物类似药研究和生产,优先选择与原研药相同的宿主细胞,且在项目早期如克隆筛选过程中提前关注糖型结构的差异性。对于生物药新药研究,重点考虑宿主细胞或者克隆本身特点带来的质量影响,从而指导后续培养工艺和纯化工艺,控制质量走向。

2 培养工艺

2.1 pH

细胞生长的过程中,pH值的控制是非常重要且比较复杂的。因此,在研究pH值对抗体糖基化的影响时,要综合考虑pCO2、pH调节剂(NaOH、NaHCO3、Na2CO3、HCl等)和代谢产物等因素的综合影响。
细胞培养工艺开发过程中,pH可能影响抗体半乳糖、岩藻糖、唾液酸等末端修饰,其中关于半乳糖末端修饰的研究最多,也最受关注。即有半乳糖随pH增加而增加的报道,也有半乳糖随pH增加而减少的报道[13,14],有研究称pH在6.8~7.2范围内,半乳糖化修饰水平随pH升高而降低;也有研究称pH在6.90~7.10范围内,G1F+G2F糖型随pH升高而增加,超过这个pH范围,糖型变化不大;另外pH对糖型的调节还需要综合其他因素,低氨浓度环境中,6.9~8.2的pH范围对重组蛋白糖型影响不大。有人通过对比实验证明pH对糖型的影响具有细胞株的特异性[14],因此pH值对半乳糖糖型的影响依据培养细胞和培养条件等的不同而表现出差异。pH值对唾液酸糖基化水平的影响也应当依据具体培养条件而具体分析,杂交瘤表达系统中发现pH值控制较高时(pH=7.8),较pH6.8时抗体的半乳糖化和唾液酸化的修饰水平均会降低一半左右,但同样也有唾液酸修饰水平和岩藻糖修饰水平与pH值正相关的报道[13,14,15]
pCO2和pH调节剂也会对糖型产生影响,有报道称随pCO2增加多聚唾液酸和Neu5Ac减少[13],也有报道称高pCO2培养环境中Neu5Gc含量降低而Neu5Ac变化不大,致使总的唾液酸化修饰降低[16]。使用不同pH调节试剂时,Na2CO3调节pH得到的唾液酸修饰水平比NaOH高,尤其是高唾液酸水平的糖型增加;并且Neu5Ac和Neu5Gc的修饰水平变高,而非唾液酸化水平降低[16]
细胞培养过程中pH值影响抗体糖基化的原因,一般认为培养环境中的pH可以通过调控高尔基体的pH及铵离子(NH4+)的水平而影响糖基化相关酶的酶活性,进而影响了抗体糖基化[3,15-17]
在工程细胞培养过程中,pH会造成产品糖基化修饰的变化,这种变化具有细胞株的特异性,也和培养基和培养工艺密切相关。此外,pCO2水平的控制和碱性调节试剂的选择等都需要在培养工艺开发过程中进行关注和研究。

2.2 溶氧(Dissolved oxygen,DO)

溶氧对抗体糖型的影响多集中在半乳糖残基的变化,有研究表明在杂交瘤细胞培养过程中设定不同的DO值(100%、50%、10%)条件,G0(不含半乳糖残基)糖型随溶氧升高而降低,但50%和100%溶氧条件下差距不大,G2(含两个半乳糖残基)糖型含量则明显的随着溶氧升高而升高,G1(含一个半乳糖残基)糖型随溶氧变化总体变化不大[18]。该变化产生的原因一般认为,低溶氧条件下半乳糖的前体物质UDP-Gal(尿苷二磷酸半乳糖)减少;并且低溶氧条件下氧化还原电位影响抗体二硫键的形成,而二硫键对要正在加入寡糖链的半乳糖产生了空间位阻[1,18-20]
溶氧控制测量和溶氧稳定也可能对抗体糖型造成影响。不同型号反应器即便设置相同DO值,糖型还是会有变化,这是因为各个反应器由于通气设置方式相差较大,从而使达到同样DO水平的方式和溶氧波动方式产生不同[21,22]。报道称,溶氧波动10%~90%变化时,抗体糖型末端半乳糖残基和唾液酸残基最大变化量分别达20%和30%;而低溶氧水平(10%)下,三天线结构糖型(高甘露糖)和末端唾液酸残基的糖型数量会增加[15,23]
有学者通过CHO细胞表达抗体时发现,在较大的溶氧范围和波动范围内,糖型G0、G1含量变化不大,表达量和电荷异质性也基本一致[24]。所以,对于不同的细胞株和产物还是存在差异,在工艺设置时,应予以充分的考虑。

2.3 渗透压

细胞fed-batch(批次补料)培养过程中,基础培养基渗透压约280 mOsm/kg左右,随着各种补料、碱、糖添加,以及细胞代谢产物的积累,渗透压逐渐增加。渗透压的变化对细胞的生长状况、活率等指标及单抗质量都有影响。在一定渗透压范围内,较高的渗透压有利于重组蛋白的表达,也会影响细胞活性和生长状态,但也有高渗透压造成抗体产量变低的报道[25,26,27]
研究表明用NaCl调节渗透压时,随着渗透压的增高,单抗的高甘露糖糖基化修饰逐渐增高,Man5的含量从15%增加到23%~27%。而G0F的含量则随着渗透压的升高而降低,G1F差异不大。推测渗透压对Man5水平的影响可能是高渗透压条件导致GnT-Ⅰ酶活性降低、mRNA翻译减少、GnT-Ⅰ稳定性降低或糖基化途径上其他酶活性变化所致[27]
另有报道称,鼠杂交瘤细胞系YB2/0生产的抗体其岩藻糖修饰水平随着渗透压增高而降低。同时在pH和渗透压同时变化的情况下,低pH时,pH对糖型影响占主导地位;高pH时,糖型与渗透压变化相关性更大[28]。同时有研究表明[29],Sp2/0细胞对渗透压联合pCO2改变过程表现出较强的稳健性,整个糖型末端各种单糖残基的改变不超过±20%,但半乳糖残基在pCO2(195mmHg)条件下,在不同培养基中随渗透压增高而降低;pCO2(140mmHg)条件下,在血清培养基中随渗透压升高而降低,无血清培养基中随渗透压升高而升高。因此,渗透压可能和其他参数条件共同在抗体糖型调节中起作用。

2.4 温 度

工程细胞培养过程中,降温可以提高抗体表达量。低温是否会对糖基化产生影响和产生多大的影响需要通过实验和数据具体项目进行分析[30]。对于CHO细胞低温培养工艺对抗体糖型的影响,有研究表明低温培养策略显著减少唾液酸及半乳糖水平[31];但低温(30℃)与0~5mmol/L丁酸钠(NaBu)协同时,抗体唾液酸含量和生物学活性没有影响[32]。而在不同初始谷氨酰胺浓度(0和4mmol/L)条件下,降温(初始低温、第三天降温)培养导致半乳糖修饰降低,唾液酸修饰增加[33]。但一定范围内的温度(28.5℃~38.5℃)对于IgM型抗体没有影响[34]
温度的降低会带来细胞代谢方式的改变,低温会减少细胞内核苷糖体供体数量,从而影响抗体Fc段糖基化比例。同时,通过降低抗体N-糖基化分支和延伸相关酶(比如半乳糖苷转移酶等)的活性减少末端半乳糖、岩藻糖等修饰的糖基化(比如G1F、G2F等)百分含量,增加不含半乳糖、岩藻糖等末端修饰的糖基化(比如G0、G0F等)百分含量[31,35-36]
工艺开发人员在做工程细胞培养工艺开发过程中,需要通过充分的实验研究选择合适的降温策略,是否降温,降多少,降几次是培养工艺开发人员需要根据不同项目的实际情况来进行选择。

3 培养基

培养基是细胞培养的基础,培养基优化也是质量调节和提高表达量的重要和有效手段。
在培养基成分已知的情况下,进行成分的调整并关联质量变化设计实验是一种很有效的糖型调节方法,有研究CHO-DG44表达治疗性单抗,将19种氨基酸分别设计“高”和“低”两种浓度,通过实验选出影响表达和质量的关键氨基酸,并将关键氨基酸设计“高”、“中”和“低”三个浓度继续实验,通过响应曲面分析得到了和原研产品相似糖型、相似电荷异质性和高表达的培养基配方[37]
在培养基成分未知的情况下,培养基筛选实验多集中在培养基混合和替换,或者单一组分或多组分添加,下面对两种方法进行一下概述:
培养基混合和替换是一种很有效的质量调节方法,使用多种培养基在不同batch或fed-batch实验基础上,对基础培养基和(或)补料培养基进行不同比例混合和替换,从而通过对成分的充分把握,可以在较大范围对糖型进行自由调节。有研究显示在CHO表达单抗(赫赛汀)时通过增加S3成分,使得赫赛汀的糖基化修饰中G0F比例升高,G1F下降,而添加S4成分,则得到相反的结果[38]
另一种糖型调节方法是培养基单一组分或多组分添加。这种方法是基于对糖基化过程和代谢通路充分了解的基础上,对整个糖基化过程进行分析,寻找可能影响目的糖型的糖基化代谢通路的物质。常用手段是对糖型合成的原材料数量或相关酶的活性进行调控,所以这些物质大致可分为两种,一是构成糖型的前体物质,或者可以影响前体物质供应,如葡糖糖、半乳糖、甘露糖、氨基葡萄糖、乙酰葡萄糖胺、尿苷、胞嘧啶核苷等[39];另一种是糖基化过程酶的激活剂或抑制剂,以及可以影响酶活性的物质或方法,如金属离子(钙、镁、锰、铜等)、几夫碱、2-F过乙酰基岩藻糖等[40,41]
葡萄糖除作为营养物质之外,还可以作为糖基化的前体糖-核苷酸存在。有研究称葡萄糖浓度偏低时(0-25mmol/L),葡萄糖将被细胞主要用来当做营养物质维持生存,而不被当做糖基化的前体物质,因而会导致产品的整体糖基化水平降低,并且非正常的糖基化结构产生增多[27,42]。细胞培养过程中处于较高浓度范围的葡萄糖通常引起抗体的半乳糖和唾液酸的升高,其主要影响在培养的早期阶段,因为这个阶段多数糖基化调控的酶处于活跃表达时期。
半乳糖、Neu5Ac(N-乙酰神经氨酸,唾液酸)、尿苷和甘露糖等可以称为糖-核苷酸前体的原材料,可以在培养过程有目的的添加以提高特定前体物质含量,从而预测糖型走向。添加D-半乳糖可以提高胞内的UDP-Gal含量,降低UDP-Glc,从而提高半乳糖糖基化修饰[43];添加氨基葡萄糖(GlcN)或N-乙酰葡萄糖胺(GlcNAc)可以提高胞内的UDP-GlcNAc,从而提高甘露糖糖基化修饰,并降低糖型的复杂程度[44,45],此外,几夫碱的添加也有利于高甘露糖的增加[41];添加能够增加胞内CMP-NeuAc的水平的乙酰甘露糖胺或者半乳糖、尿苷、Mn2+、地塞米松可以提高蛋白产品末端唾液酸糖基化修饰[41,46]。也有研究称,添加半乳糖、甜菜碱、Mn2+可使非岩藻糖修饰增加[47];而2-F过乙酰基岩藻糖的加入同样可以降低岩藻糖修饰[41]
Cu2+单独使用可以降低单抗的岩藻糖和半乳糖修饰[48];Mn2+作为β-1,4-半乳糖苷转移酶的辅助因子,在一定范围内可以使单抗的半乳糖化和唾液酸化修饰增高[49,50],但Mn2+对糖型的影响,很大程度上需要培养基的其他成分协调作用[51],如Mn2+与尿苷、半乳糖协同作用可以提高单抗的半乳糖化修饰。
氨是糖基化调节的重要物质,氨水平的增加可以造成胞内高尔基体pH增高,从而影响UDP-GlcNAc和唾液酸的转运,同时引起半乳糖和唾液酸修饰的降低和甘露糖修饰的增加,除直接添加铵(N H4+ )外,还可以使用谷氨酰胺(Gln)、天冬酰胺(Asn)等的额外添加,通过细胞培养的代谢,增加培养基中的氨,以达到调节糖型的目的[49,52]
同时,有些培养基公司推出商业化的糖型调节剂,可按照一定比例添加对目的糖型进行调节。在实际的添加组分糖型调节过程中,往往会通过对实验目的和对应代谢通路分析添加多种成分达到糖型调节目的[41,53]
由此可见,质量的稳定性依赖于培养基的稳定性以及培养基配置工艺的稳定。而对于工艺开发的过程,控制质量方向可以通过培养基的调控进行调整。

4 讨 论

对于一个具体单抗药项目来说,需要评估抗体质量和产品疗效、免疫源性等与临床效果密切相关指标的关系,判定糖基化是否为关键质量属性,使用何种糖型表征方式,以及哪些糖型是关键指标,并通过工艺研究来解答如何加以控制。对于抗体生物类似药而言,能够通过工艺研究将糖型的批次间差异做到原研药批次间差异范围内是很理想的状况,否则需要大量的实验数据和文献资料来评估风险,甚至动物实验和临床数据的佐证。基于QbD理念,对于对糖型等质量要求比较高的项目来说,在细胞株构建初期,宿主选型阶段就应该充分考虑其对产品质量可能产生的影响,在细胞转染和加压筛选结束;pool成熟后,可以通过反应器积累样品进行纯化和制剂研究,并同时开展关键质量属性研究从而确定和筛选pool,用以评估和指导产品关键质量走向,预判获得能生产目的质量属性产品单克隆的可能性;在克隆筛选过程中,采用合适的手段挑选出抗逆性强的单克隆将是后期放大和批次间稳定的保证;确定克隆后,培养基和工艺优化要充分考虑各种可能影响产品质量的因素,选择合适的研究规模、容器和方式进行研究;放大和场地转移过程需要研发人员对场地、设备等充分了解,在数学模型的基础上结合经验完成。
寻找关键工艺参数,并对其进行研究,找出控制范围,在实际生产过程严格控制,是获得批次间质量连续性和稳定性的必要步骤。对于单克隆抗体的糖基化修饰,不同细胞株或克隆对相同工艺参数和范围往往有不同的质量表现,目前工艺参数对糖型影响的理论和假设也无法对这些现象均给出满意的解释,每一个项目的工艺开发往往需要具体问题具体分析。在工艺开发过程中,培养各参数之间存在交互作用,pH调节需要通CO2或加碱,从而增加了pCO2或渗透压,降温会带来乳酸和氨的降低等等,所以需要多因素综合考虑。同时,往往单一因素调控很难得到理想的糖型结果,需要多因素综合考虑,比如上文提到的培养基组分添加(单一组分、混合组分等)以及各种培养参数等,以及文中没有提到的培养周期和培养方式等,通过实验寻找出关键因素,并通过DOE设计等方式研究各因素之间的交互作用,已达到解决问题的目的。与此同时,可以结合各种监测设备和数学模型的构建糖型的预测模型,以达到有效控制和调节糖基化修饰目的,而且整个糖型调控过程需要同时关注可能因为糖型调节过程发生变化的其它关键质量(比如电荷异质性)变化,是否在可接受范围内。通过对工艺的充分研究,找出关键参数和参数范围并进行控制,这些也是保证在工艺放大或缩小,以及场地转移过程中,以及不同批次间糖型的一致性的前提条件。
目前随着抗体药的研究和发展,工艺开发已经相对成熟,很多生物公司都有成熟的抗体平台技术。掌握平台技术的公司能够快速的应用平台方法锁定中试工艺,进入IND(申报临床),根据临床效果渐进性工艺调整,进行持续工艺开发,NDA(申报生产)前确定生产工艺并完成工艺表征。监管部门鼓励进行尽可能充分的工艺研究,但是过多的工艺研究会浪费大量的人力、物力和时间,反应器相关可控参数除了文中提到的pH、溶氧、温度,还有接种量、转速、底部通气量等,种子制备相关参数有温度、转速、装液量、湿度等,再加上降温策略、培养周期等,培养过程可摸索的参数至少有10个以上。由于报批进度和成本的要求,企业在药品研发过程很难将这些参数均进行详尽摸索,需要通过项目经验和理性分析对参数进行筛选,并确定在项目哪个阶段进行研究、以及研究使用的工艺设备、规模和优化策略等,这些都可以通过结合公司实际情况和项目特点,利用平台优势快速确定影响CQA的关键工艺参数,从而快速推进项目。对于生物类似药而言,其质量属性已经相对明确,质量表征简化为可比性研究,加上需要快速报批抢占市场的特点,更加依赖平台优势加快报批进度,并且由于临床相对少,以及质量特征比较明确,需要尽早开展工艺表征研究。
本文通过相关文献总结了可能影响抗体糖型的各种因素及其影响糖型的原理,总结出抗体糖型调控的基本思路,希望梳理思路给抗体药工艺开发人员以启示。

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