【珐成浩鑫杯】抗体质量控制及上游调节策略

生活不止眼前

     生物药的细胞培养我们需要它保持一定的好的质量的话，是很不容易的，因为抗体的一些质量不均一性比如糖型、失活等等都将会引起一个抗体的表型和安全性。所以我们需要关注一下抗体的质量并且制定相应的解决策略。


      抗体的结构和功能，抗体的结构是由两个重链和两个轻链组成的，由于其结构的特殊性和复杂性，也导致了抗体质量的不均一性，从抗体作用机制来看，上部的FAB片段可以与特定的抗原结合，同时还直接参与细胞死亡，下半部分的抗体FC段直接影响了ADCC和CDC效应，同时还会影响抗体的半衰期，并且绝大部分的搞体的糖基化修饰也是发生在FC段，抗体的主要亚型有IgG1IgG4 IgG2IgG3。


那么什么是ADCC和CDC效应呢？
    ADCC是抗体依赖的细胞毒性作用，IgG抗体与靶细胞表面的抗原决定簇特异性地结合，之后自然杀伤细胞（NK细胞）借助表面相应的受体与结合在靶细胞上的IgG FC段结合。活化的NK细胞释放穿孔素、颗粒霉等细胞毒性物质，杀伤靶细胞，靶细胞就发生细胞凋亡，抗体被肝脏处理。

       影响抗体免疫原效能的因素非常多包括分子的序列、糖型、片段都会对效应产生不利的影响，所以我们要控制一下抗体 质量，控制质量在工艺方面可以通过细胞株、工艺开发、培养基方面来解决，从细胞株上我们可以选择比较合适的好的宿主细胞，比如丘细胞，同时在细胞株筛选阶段尽量选择筛选单克隆时候挑选满足质量要求的单克隆，那在培养过程中我们可以评估一下，什么样的培养模式是Fed-batch 还是perfusion，培养过程中的参数控制，pH、温度、二氧化碳等对坑体的质量是有影响的，那培养基的组分也会对产品的质量有影响，像产品组成、组分的浓度、组分的比例及最终的渗透压都会对产品质量产生影响。

从基因水平如何尽量减少一个蛋白的异构性呢？蛋白异常对药物安全性及效能的影响主要可分为以下几个方面：

聚体，它可以增加抗药物抗体ADA的风险，也可能导致严重的安全性问题。片段化，片段化就是一个抗体或者一个蛋白直接成为一个小片段了，那么它就不具有生物活性或都生物活性会降低，同时半衰期也会缩短，也会引起免疫反应。糖基化，比较直接的如果这个抗体是依赖ADCC和CDC效应的话，抗体会直接影响ADCC和CDC效应，也会影响半衰期，同时也会影响一个抗体的血清清除速率。电荷异构性，包括脱本酰氨基和异构化，抗原结合能力降低，失活等，氧化会降低半衰期及结合抗原能力。

ADA效应可以理解为，具体打入到人体之后，人体会对抗体产生一定的抗性，就称之为ADA效应，也会增加安全性的问题。

     下面简要描术一下聚体形成原因和影响因素，聚体形成的原因还是由于抗体的特殊结构，含有大量的疏水性β-折叠结构，单体的抗体是有活性的，疏水集团是被包裹在抗体外面的，由于内在或是外在的压力引起结构变化，疏水集团暴露出来，疏水集团又具有疏水作用，单体的抗体会进一步聚合形成寡聚体，再进一步通过疏水作用形成一个“核”，“核”特殊疏水结构催化聚集到核上，并产生新的核，最终形成可溶的抗体聚集形式。

     细胞内由于pH的波动、温度过高或波动、氧化应激、蛋白特性、突变、过表达、老化等都会引起蛋白聚体，比如过表达的过程中，表达的太快太多了，但没有和一个很好的与一个分子正确的相遇和识别，从而导致折叠，形成了一个聚体。在胞外的话，培养环境的变化，如温度、pH、搅拌和剪切力、氧气、表面活性剂、离子强度、蛋白质的浓度都是会引起蛋白质聚体的因素。

      在知道这些因素之后，我们怎么样去避免这些因素从而避免聚体的形成呢？

比如可以通过降低培养温度、高温肯定是促使发生聚体，降低培养温度，在达到一定产量的前提下、缩短培养时间，另外通过调节pH和离子强度，使蛋白的表面电荷更稳定，疏水性被暴露的机会就更少，从面也就提高了蛋白的稳定性，减少聚体的形成，培养基方面可能通过添加还原剂、氧化剂比如谷光甘肽、胱氨酸、半光氨酸和铜，被证明可以减少蛋白质聚集或提高稳定性。在有螯合剂存在的情况下，低浓度的铁可以抑制聚集体的形成。

      引起抗体片段化的因素分为四个，氨基酸序列、局部结构的灵活性，外在环境比如溶剂/环境条件（温度、pH值、光照）以及特定金属离子或自由基的存在，将会进一步的加剧片段化。

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luckylala

感谢投稿，给作者一个小小的建议，我在审稿时发现文章中的错别字比较多，比如抗体写成搞体和坑体；CHO细胞写成丘细胞，不知道是音译还是什么；描述写成描术；另外比如抗体亚型的排列，1423这样的顺序可以调整成lgG1-4；请您在投稿前对文章审核后再发表，特别是技术文章用词，请确保专业性和严肃性。

生活不止眼前

luckylala 发表于 2022-4-12 10:48
感谢投稿，给作者一个小小的建议，我在审稿时发现文章中的错别字比较多，比如抗体写成搞体和坑体；CHO细胞 ...

不好意思，五笔打字不会盲打，光低头打字了，尴尬

luckylala

生活不止眼前 发表于 2022-4-12 15:43
不好意思，五笔打字不会盲打，光低头打字了，尴尬

还是很谢谢您一直支持征文活动~希望以后多多参与！

A硅胶干燥剂邓

老师，我是做小包干燥剂的工厂，从原料到小包都生产，不知道方便加下微信吗？我的微信13792770574