人源化單克隆抗體已成為治療癌癥、過敏和自身免疫性疾病等諸多疾病的主要藥品。隨著此類產(chǎn)品的不斷開發(fā)，如何提高藥物制劑的穩(wěn)定性，特別是在制造、運(yùn)輸、儲存和交付過程中防止蛋白質(zhì)聚集是關(guān)鍵的挑戰(zhàn)。如何檢測蛋白質(zhì)的聚集狀態(tài)，胤煌科技（YinHuang Technology）研發(fā)的YH-FIPS流式動(dòng)態(tài)圖像法粒度儀算法助力蛋白質(zhì)抗體類藥物顆粒檢測。

為什么蛋白質(zhì)容易形成聚集

蛋白質(zhì)聚集體是在大小和構(gòu)象上有許多變化的異質(zhì)物種，蛋白質(zhì)容易聚集與其形成機(jī)制和儲存條件有關(guān)，蛋白質(zhì)的聚集通常是經(jīng)過一系列的過程實(shí)現(xiàn)的，蛋白質(zhì)內(nèi)部結(jié)果發(fā)生變化后會形成二聚體或者寡聚體，這些將作為成核位點(diǎn)，引發(fā)更多的聚集，最終顆粒尺寸逐漸變大形成不溶性微粒。蛋白質(zhì)的聚集過程涉及到多種相互作用力，比如疏水作用、靜電作用、氫鍵、范德華力等，這些相互作用力是造成蛋白質(zhì)聚集的關(guān)鍵。

蛋白質(zhì)聚集的影響因素

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是影響蛋白質(zhì)聚集的主要因素，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中包含一些疏水的氨基酸，不同疏水程度的氨基會顯著加快蛋白聚集的速率，糖基化對于蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性具有非常重要的意義，此外，蛋白質(zhì)表面的脫酰胺也會增強(qiáng)蛋白顆粒的聚集。

環(huán)境也會影響蛋白質(zhì)的聚集情況，溫度、pH、離子強(qiáng)度、配方輔料的添加這些因素主要通過影響構(gòu)象穩(wěn)定性來影響蛋白質(zhì)之間的相互作用，最終形成聚集。

制備過程中的一系列操作帶來的影響亦會致使蛋白發(fā)生聚集，冷凍、離心、攪拌、光照、干燥等諸多因素均會導(dǎo)致聚體形成，這些應(yīng)力的變化會改變蛋白質(zhì)的自身理化特性，最終誘導(dǎo)顆粒形成聚集。

蛋白質(zhì)聚集記錄神器：YH-FIPS流式動(dòng)態(tài)圖像法粒度儀

具有非天然構(gòu)象的蛋白質(zhì)聚集體對產(chǎn)品質(zhì)量有著顯著影響，同時(shí)也影響著生物活性和免疫原性，例如Carpenter等人[2]指出了他們對于目前對于低于10 μm蛋白質(zhì)顆粒的理解與現(xiàn)有指南之間的差距，并提出了對其在產(chǎn)品安全性（免疫原性）和有效性方面的風(fēng)險(xiǎn)的擔(dān)憂。對抗體藥物中蛋白質(zhì)的大小及形狀觀察可以了解其中蛋白質(zhì)顆粒的聚集程度，從而對藥物療效設(shè)計(jì)起到積極的指導(dǎo)作用。胤煌科技（YinHuang Technology）推出的YH－FIPS流式動(dòng)態(tài)圖像法粒度儀可以對藥物中的每個(gè)粒子進(jìn)行逐幀跟蹤，提取和記錄有關(guān)顆粒的大小、形狀和對比度等信息，達(dá)到樣品顆粒信息的最真實(shí)統(tǒng)計(jì)。

圖2：YH-FIPS系列流式動(dòng)態(tài)圖像法粒度儀

YH-FIPS系列流式動(dòng)態(tài)圖像法粒度儀技術(shù)優(yōu)勢：

√ 寬廣的檢測范圍（0.2 μm-3 mm）、檢測濃度可高達(dá)1*107個(gè)/mL；

√ 專業(yè)遠(yuǎn)心變倍鏡頭，兼容不同類型粒子測試，杜絕形貌畸變；

√ 引入FIPS超分辨算法及AI智能算法等多種算法，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性；

√ 數(shù)據(jù)同時(shí)給出粒子形貌、尺寸分布等信息，以達(dá)到最“真"統(tǒng)計(jì)；

√ 符合21 CFR part 11及GMP對數(shù)據(jù)完整性的要求。

圖3：使用YH-FIPS系列流式動(dòng)態(tài)圖像法粒度儀對某抗體藥物進(jìn)行檢測得到的蛋白聚集的部分圖片

胤煌科技(YinHuang Technology)是一家專注于為醫(yī)藥、半導(dǎo)體及化工材料等行業(yè)提供檢測分析設(shè)備及技術(shù)服務(wù)的高科技公司，致力于為客戶提供全面、準(zhǔn)確的檢測分析和解決方案。主營產(chǎn)品包括不溶性微粒分析儀，可見異物檢查分析儀，原液粒度及Zeta電位分析儀，CHDF高精度納米粒度儀，高分辨納米粒度儀，溶液顏色測定儀，澄清度測定儀等，公司自主研發(fā)的YH-MIP系列顯微計(jì)數(shù)法不溶性微粒儀、YH-FIPS系列流式動(dòng)態(tài)圖像法粒度儀，YH-FIPS系列微流成像顆粒分析儀已經(jīng)在生物醫(yī)藥、半導(dǎo)體及材料化工領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用.

[1] Roberts CJ. Therapeutic protein aggregation: mechanisms, design, and control. Trends Biotechnol. 2014 Jul;32(7):372-80. 

[2] Carpenter JF, Overlooking subvisible particles in therapeutic protein products: Gaps that may compromise product quality. J Pharm Sci 2009 98:1201–1205.