评估和表征复杂的蛋白质结构和先进生物治疗分子的治疗活性需要敏感的分析技术和信息系统。因此，在商业实验室环境中对复杂的生物分子进行准确的分析性评估可能具有挑战性，三星生物制剂分析首席科学家Eliza Lee解释道
今天的研究人员需要越来越彻底的评估和分析，以符合要求的方式将他们的分子推向患者和市场。幸运的是，先进的分析技术现在提供了确保项目成功所需的洞察力和可操作的数据。
为了满足对高保真数据的需求，分析技术不断发展，使这些评估更加有效和经济。在本文中，将研究这些分析技术及其发展。
生物制药开发人员面临着许多分析方面的挑战，包括如何评估分子在体内的潜在功能。在细胞和免疫系统层面，复杂的生物分子在复杂的、反馈控制的化学反应中起作用。因此，分析评估依赖于各种功能分析，以确定分子是否适当地刺激这些系统(并与体内效力有关)。
研究人员在早期开发阶段的最佳实践是开始用酶联免疫吸附试验(ELISA)进行评估，以确定其生物分子的结合效力。1ELISA是一种基于平板的技术，旨在检测和量化可溶性物质，如多肽、蛋白质、抗体和激素。
通常，这种分析最关键的方面是它确定了高度特异性的抗体/抗原相互作用。目标大分子被固定在微孔板上，与抗体结合，然后连接到报告酶。
李伊丽莎
通过孵育和适当的底物，可以观察和测量报告酶的活性。这种方法可以帮助加快研究性新药(IND)的申报时间，因为结合效力测定通常只需要很短的开发和鉴定时间。
ELISA通常被认为是一种早期开发工具，因为它能提供基础数据。然而，由于分子通常具有多个功能域(可能与几个分子相互作用以产生所需的效果)，可能需要基于细胞的分析来准确评估适当的功能。
几种不同类型的基于细胞的分析是可用的，包括细胞活力，以确定活细胞和死细胞的比例，以及细胞增殖，以评估细胞通过细胞分裂随时间增加的生物过程。
基于细胞的分析也可用于测量抗癌药物的效果，根据分析的类型，可以产生数据来支持化学、制造和控制(CMC)的开发和技术转让。2其他关键和高度揭示的分析包括细胞信号、细胞毒性和细胞凋亡。
PCR检测是复制或“扩增”DNA小片段的一种有效、高效的手段，并被证明是制造对患者安全的生物制剂的必要分析工具。3.大量的DNA是许多分子和遗传分析所必需的。如果没有PCR扩增，对分离DNA片段的研究几乎是不可能的，因为它们通常需要很高的浓度和体积，而在体内并不常见。pcr扩增DNA可应用于各种实验室和临床程序，包括诊断遗传疾病，指纹DNA和检测细菌或病毒。
为了降低对患者的风险，必须通过定量PCR分析残留的宿主细胞DNA (HCD)，以符合世卫组织和美国FDA的适当指南。在上游过程中引入的HCD污染物可引起传染性、致癌性和可能的免疫调节作用，因此必须加以调节。
同样，在临床试验之前，还需要证明病毒清除，以确保工艺纯化步骤已经清除了污染病毒。为了提高病毒清除研究的保真度和准确性，可以使用逆转录酶PCR (RT-PCR)来确定病毒的存在并验证其身份。
大多数成品生物药品都是液体配方，无菌灌装并装入主要容器，用于肠外给药。因此，在整个生产过程中，配方中的活性物质和化合物会与广泛的材料接触。
可萃取物和可浸出物都可能造成污染，并具有毒性、致癌性或免疫原性。
通过改变其物理化学性质，一些可提取和可浸出的化合物甚至可以影响治疗性生物蛋白的质量。
因此，生物制药工艺开发人员必须全面了解可提取物和可浸出物如何与原料药和产品相互作用。他们必须在开发的足够早的阶段进行这项工作，以在完全中断项目之前减轻潜在的稳定性和污染风险。
大约20年前，尺寸变异的释放和稳定性分析通常使用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)进行。同样，等电聚焦(IEF)凝胶也被用于评估和关联电荷变化。
然而，这两种技术都是耗时和劳动密集型的，因此操作成本更高。此外，凝胶板的加工/成像是材料密集型的，可能会导致高于必要的商品成本(CoG)，从长期来看在经济上是不可持续的。
在过去十年左右的时间里，毛细管电泳(CE)在研究中变得越来越有价值，是准确、经济有效的CE- sds和i/CIEF分析的核心。由于毛细管电泳允许基于大小或电荷分离分子，它可以产生更可靠和可重复的结果。
复杂分子，如双/多特异性抗体或融合蛋白，提出了新的分析挑战，往往需要创新的分析技术。例如，评估和分配复杂分子的关键质量属性(cqa)可能是困难的，并使表征极其棘手。描述多特异性抗体也有类似的复杂性和挑战。
为了获得更好的分析结果，平台方法需要仔细优化，以确保复杂分子的所有结果和数据都可以重现并以稳健的方式确定。例如，在解决蛋白质产物变体(如链错配)的微小差异时，CE方法可以比尺寸排除高效液相色谱(SE-HPLC)更敏感。
表面活性剂如聚山梨酯80 (PS80)常用于配方中。监管机构越来越有兴趣在其指南中提供更多的制剂表征信息。虽然量化PS80的方法已经改进，但某些测定的重现性和可重复性仍然缺乏稳健性，需要彻底优化。
例如，糖基化是异质的(由于分支和多个糖基结构存在于单个位点上)，因此糖基化分析很难实现。
定量糖基化分析可以提供更可重复和可靠的数据。
然而，高通量聚糖分析可以节省时间，即使它只提供定性结果。在选择合适的糖基分析方法时，最佳实践是根据所需的信息做出决定，在哪个处理阶段需要数据，以及糖基结构如何影响分子的蛋白质活性。
配备了稳健的平台方法，优化分析方法开发使生物制剂cdmo能够在加速开发环境中更有效地评估产品质量。然而，未来的发展，包括技术进步、分析平台方法的结合和高通量分析的集成，对cdmo将越来越重要。
如果没有这些进步，生物制药将无法跟上对更短工艺时间线日益增长的需求。经验和专业知识对于CDMOs来说仍然是最重要的，当开发一系列适合于检测越来越复杂的生物配方和单克隆抗体的分析平台时。
参考文献
