质量规范整个生物制药工作流技术推动创新
维姬·格拉泽
与更高的分辨能力,分析速度和精度,新的质谱技术和生物制药工作流技术渗透,从生物标志物的应用程序识别为新药的目标发现、验证分子活动,和下游生产和质量控制。快速增长的生物仿制制药行业也利用分析功能和女士越来越自动化和易于使用的系统为生物制药应用程序而设计的。
热费希尔科学专门针对生物制药行业的介绍问Exactive™生物制药MS / MS混合Quadrupole-Orbitrap质谱(MS)系统在最近asm年会。Orbitrap质量分析器的高分辨率可以执行女士分析完整的生物分子,如马伯和概要分析抗体改变他们的原生状态,乔纳森•约瑟夫博士博士,主任营销、医药/生物制药、生命科学在热科学,女士告诉我们。公司第三个扫描模式添加到Q Exactive发展生物制药系统:一个提供同位素分辨率和高质量范围模式支持完整的蛋白质在本机和变性条件下进行分析。现有的两个扫描模式可以执行单元和前/ middle-down分析或肽映射。描述治疗马伯使用完整的蛋白质分析本地MS条件下,Q Exactive女士可以使用热科学与尺寸排阻色谱法的击败™UHPLC系统和MAbPac™SEC-1列。
验证序列、结构、糖,和债券
分析生物制药——蛋白质、肽、单克隆抗体、核酸疗法——行业主力从大规模spec-based角度已经电喷雾电离(ESI) ESI quadrupole-time-of-flight女士(QTOF)女士是一个成熟的技术为各种生物制药应用,博士,副总裁鲍勃·加尔文指出生物制药业务单元的力量Daltonics。然而,而ESI仪器更适合一些任务,他指出,“谱系统越来越相关,可以解决一些互补分析bipharma ESI不能的问题。”As examples, Dr. Galvin describes MALDI workflows for full sequence confirmation and post-translational modification (PTM) analysis of a monoclonal antibody (MAb) subunits formed by IdeS digestion, which are approximately 23-27 kDa or the determination of disulfide bond scrambling that often occurs in MAbs.
自底向上的方法通常是用来分析结构的一个完整的150 kDa马伯,用胰蛋白酶消化分子分解成更小的缩氨酸,通常6 kDa。胰蛋白酶的消化能引起工件形成如脱酰氨基作用或匆忙,很难推断出一个准确的原始马伯的肽。
克服这些挑战,他说,科学家们正在一个工作流结合ESI-QTOF女士使用酶消化马伯片段产生更少的片段,比如制作者从Genovis AB®酶。它劈开一个免疫球蛋白分子铰链区,重型和轻型链满足,生产三个片段:Fc / 2, Fd, LC碎片。酶不引入任何工件。
力量的maXis二世等QTOF系统与电子转换离解(等)功能的分辨能力和准确的质量速度在线液相色谱分析27-kDa亚基形成,发现单一同位素的质量,根据加尔文博士。”确定的所有三个马伯的单一同位素的质量碎片走很长一段路要建议你有正确的结构,”他说。此外,而自上而下的蛋白质组学方法结合了要领和CID碎片信息可以获得每个片段的序列覆盖率约80%,使用互补MALDI-TOF / TOF MS”我们可以几乎总是验证每个片段的序列的100%,“加尔文博士说。
此外,一个系统,可以确定单一同位素的分子量也可以检测小,但重要的变化小于1 27个kDa的子单元中质量单位。生物制药公司可以使用此功能来监视马伯正在发生的变化,如量化脱酰氨基作用的程度。“脱酰氨基作用是一个非常重要的关键质量属性,因为它影响疗效和稳定,因此产品的保质期,“加尔文博士补充道。
脱酰氨基作用筛选——光谱解释基于平均扫描获得的前部和尾部轻链的双峰高效液相色谱分离。对于= + 0.992哒
一)图示的原生adulimumab的债券。圆的大小代表了所有双边带相比的相对强度。圆的“N”显示这是一个“本地”键。
生物仿制药品需求密集的特性
比赛发展生物仿制药物吸引了全球生物制药企业在国家和催化技术女士越来越感兴趣,不仅在西方世界,越来越多的发展中地区,约翰•Gebler博士水域,生物制药业务发展主管告诉我们。从流程的角度来看,尽管水域等公司可以提供一个端到端的质工作流,该技术仍然是相当复杂的,需要一定的技能有效地使用。
“希望我们的客户在简化运行这个技术的能力,”他说。总的来说,客户告诉水,他们想用女士作为一个工具来获得他们所需要的答案。主要感兴趣的结果,不一定在更多的功能和选项或干预的能力自动工作流和执行更高级别的功能。他们面临的最大瓶颈之一是如何理解和利用现代女士样本可以生成大量数据。一起渴望更多的自动化,减少人工干预和人为错误,以确保一个良好定义的工作流,”有一个期望,信息将解释数据的后端,“Gebler博士说。
生物仿制的发展需要广泛的创新产品和分析表征生物仿制。MS技术可以用来获得直接测量复杂的多肽等生物制药。数据支持序列确认女士,结构分析(例如,数量和二硫键的位置),并识别和量化转录后修饰(如糖基化模式)。Gebler博士把这个区域描述成“一个移动的目标,“部分原因在于技术和改变管理需求的持续进化与生物仿制药品提交有关部门获得更多的经验。此外,创新药物的开发人员修改和改善生产流程的生命周期药物,至少部分,使之更困难的生物仿制制药行业。
“人们认为关键属性的菜单正在增长,“Gebler博士说。药物化合物更密集的特征和识别更多的和更为多样化,关键属性,必须满足生产,可以提高生产过程的再现性。它也可以帮助企业加强知识产权周围革新者药物和对生物仿制药的竞争提供更大保护。女士更密集地表征生物制药通过技术正帮助推动这一趋势。
Gebler博士还描述了趋势增加使用MS技术在生物制药生产的质量控制阶段。“企业越来越擅长观察和控制他们的流程,但苦于如何直视他们的产品,”他说。与趋势从批处理连续性生产,公司希望能够在尽可能接近实时监控他们的产品,看多个属性在每个样本。
”在QC女士的使用是一个热门话题,“Gebler博士说,“有一个非常健康的讨论生物制药现在需要什么级别的女士——一个简单的或高分辨率的系统——什么是可取的和有意义的信息,”的理解和改善生产流程。这是特别相关的生物仿制药品,他解释说,因为目前还没有明确的定义类似,或一个生物仿制如何不同于创新产品。
生物标志物的验证
女士技术发挥着越来越重要的作用在生物标记物的鉴定和验证用于生物制药药物开发。生物标记物被用于驱动新药物靶点的发现,确认目标的活动分子,检测非目标效应,并监测治疗反应。他们在临床研究也成为一个重要的工具来帮助选择病人进行临床研究,了解药物的反应,发展个性化的精密医学疗法。
阿金纳生物科学™描述各种genomics-based应用程序的MassARRAY®系统进行MALDI Tof MS,包括实体肿瘤癌症剖析和液体活检,在药物基因组学为测试ADME基因和药物引起的并发症的风险,评估和临床研究。女士在药物基因组学,例如,提供了一个替代微阵列基因分型结果或下一代测序识别单核苷酸多态性(snp)与更大的敏感性或抵抗药物化合物的可能性。陈等人阿金纳生物科学MassARRAY系统用于基因型分析非小细胞肺癌患者的样本检测13之前在8个基因snp与回应以铂为基础的化疗(Oncotarget 2016; 7 [34]: 55741 - 55756)。研究人员发现特定的两个基因多态性与更大的敏感性或耐药性以铂为基础的化疗。
在另一个例子,女士是用来识别的生物标志物辐射诱导纤维化患者乳腺癌的风险。在最近的出版物,魏盖尔等人表明,生物标志物也可以作为治疗目标风险预防纤维化的病人(自然通讯2016;doi: 10.1038 / ncomms10893)。作者使用MassARRAY微分进行全基因组DNA甲基化分析技术,比较主要的人类乳腺癌患者接受辐射的真皮成纤维细胞纤维化或没有发展。结果指出特别是fibrosis-associated hypomethylation激酶基因增强器包含两种不同的甲基化的网站。测定甲基化状态在这个网站之前治疗可以帮助预测纤维化的风险和指导个性化的剂量。设计一种药物阻止激酶可能阻止profibrotic影响放疗的影响。
结论
提供分析功能,没有现成的基础研究之外的环境中,技术慢慢发现女士进入生物制药实验室通过使用仪器的熟练操作能力描述生物分子药物的候选人。女士工业设计越来越自动化、界面友好的系统与软件管理和解释产生的大量数据,分析复杂生物制药的焦点集中在质量规范明晃晃地照耀着大地。女士在飙升的仿生物药品行业,特别是,是一个越来越有价值的分析工具。
