SCIEX的熊雷、Rolf Kern和Elliott Jones解释了为什么不能指望配体结合试验来研究生物制剂的药物代谢和药代动力学的五大原因
药物代谢和药代动力学(DMPK)研究对药物的发现、开发甚至上市后监测至关重要。
这些研究获得了有关特定药物的吸收、分布、代谢、排泄和毒性(ADMET)以及任何潜在的药物-药物相互作用(ddi)的信息，这些信息反过来又告诉我们这些化合物的临床疗效和安全性。分子DMPK特性的优化是开发新疗法的最关键方面之一。
必须对代谢途径和程度进行表征，以了解代谢受损个体暴露的差异，并了解任何潜在的ddi。任何主要代谢物也必须根据行业指南，在适当的时候进行表征，以了解这些代谢物是否存在毒性风险。
必须很好地描述药代动力学(PK)，以了解有效剂量评估和毒性暴露水平，以及建立给药方案。
代谢和体内稳定性信息也是了解暴露的关键组成部分。这些数据可以通过确定哪些候选药物更有可能成功，以及哪些候选药物由于缺乏疗效和/或安全性差而更有可能失败，从而支持药物设计的优化和临床开发先导化合物的选择。
这些过程的研究继续与临床试验和其他方面相关，因为它们显然与药物在不同患者群体和个体受试者中的有效性和安全性有关。
生物化合物在临床和药物开发管道中的出现和日益增长的优势为DMPK研究提出了新的挑战。尽管PK的基本原理同样适用于大分子和小分子化合物，但大分子生物制剂(如单克隆抗体)的生物学特性往往与小分子生物制剂有很大不同。
此外，基因治疗等新模式引入了更大的复杂性和多样性，需要更灵活和全面的DMPK研究工具和方法。
例如，与传统的小分子药物相比，基于寡核苷酸的药物通过化学合成——像小分子化合物一样——引入了新的复杂性，但是在细胞水平上的作用机制更接近大分子生物制剂。
这一点尤其重要，因为DMPK信息通常用于确定研究性生物药物的药代动力学和药效学(PK/PD)关系，以支持建立首次人体(FIH)临床试验的临床给药方案。
为了满足生物DMPK研究日益增长的需求，可能需要其他方法来补充配体结合试验(LBAs)。LBAs单独可能不足以用于生物药物的DMPK评估有多种原因。
为了解决客户越来越多地遇到的这些限制，我们SCIEX开发了解决方案，以满足DMPK在下一代治疗中的实际需求。作为DMPK的正交方法的选择，正在迅速出现的方法是使用微流梯度的液相色谱(LC)，结合串联质谱(MS/MS)。
试验开发周期长:绝大多数LBAs依赖于检测抗体的产生，这些抗体结合特定的表位并检测生物测试样品中的先导化合物和/或其代谢物。
即使有最好的单克隆抗体平台的能力，产生高产量的高选择性和高亲和力抗体仍然是一个非常漫长的过程。其他方法可能不需要耗时开发定制解决方案。
LC-MS/MS依赖于几乎完全相同的试剂，只有实际的质谱(MS)参数需要针对每个不同的生物疗法进行调整。如果使用SWATH采集，甚至可以省略从一个分析到另一个分析的MS参数优化。
几乎没有生物转化的迹象:检测抗体基本上是针对目标抗原的二元活性，这意味着它们被限制在与表位结合或不结合。这提供了很少的生物学信息，缺乏与表位的结合可能是由于化合物的生物转化。
常见的转化包括生物或其代谢物的剪切、脱酰胺和氧化。这种生物转化的检测和鉴定是LC-MS/MS的最大优势之一。这种方法能够一次捕获生物转化信息以及PK测量-只需一次注射测试样品，无需重新分析。
SWATH具有数据独立采集(DIA)的LC-MS/MS的非靶向筛选能力使其能够寻找已知和未知的分析物，以及药效学标记物。
假阴性:即使检测抗体具有足够的亲和力和选择性，LBAs也容易出现假阴性。抗药抗体、受体脱落或聚集会干扰LBA检测。与生物转化检测类似，LC-MS/MS可以很容易地检测到任何类型的蛋白质污染物的存在，否则会在LBA中产生假阴性。
此外，LC-MS/MS在LBAs特异性捕获试剂可用之前，可作为早期药物开发阶段DMPK评估的分析平台。
昂贵的试剂:根据平台的能力，LBAs的仪器可以从不太昂贵到非常昂贵，但试剂成本总是非常高。高选择性和高亲和力检测抗体在每个样品的基础上是非常昂贵的。
虽然LC-MS/MS的初始投资很高，但每个样品的试剂费用非常低。在LC、前驱体质量、产物离子质量测量三个不同维度上的灵敏度和选择性使得使用相当简单和低成本的试剂成为可能。
使用质谱法的另一个好处是它的多路复用能力;与LBAs相比，它可以在单次分析中以更高的特异性监测多种分析物，从而减少了多次运行的需要。
新一代疗法的局限性:诸如抗体药物偶联物(adc)或具有共价肽或聚合物基团的抗体等治疗方法可能具有足够的异质性，因此LBA检测抗体无法检测到所有形式的抗体。
LC-MS/MS具有高度的灵活性，非常适合新型生物治疗化学。LC-MS/MS捕获的非常高的上下文信息能够描述这些下一代分子所表现出的所有异质性。
由于与LBA相比，LC-MS/MS具有更高的特异性，因此可以提供LBA无法提供的代谢途径和结构特征。此外，分析可以在单次注射中进行。
在认识到生物制药对DMPK评估的这些新兴分析需求后，处于DMPK分析正交技术开发前沿的公司已经投资于研发(R&D)，以生产专注于优化DMPK工作流程、仪器硬件、数据处理软件、试剂和样品制备的应用资源。
我们的科学家团队致力于与广泛的生物制药客户合作，以了解和支持他们的分析需求，开发出新的DMPK分析方法，以满足现实世界的行业需求，包括克服LBAs的五大限制。
尽管监管机构没有规定生物制剂和其他下一代治疗方法(如基因治疗)的DMPK研究需要LC-MS/MS数据，但可以合理地认为，随着时间的推移，由于这些新模式带来的复杂性和多样性的增加，这可能会成为一种要求。
如果检测抗体没有检测到关键代谢物或生物转化化合物，那么LBAs可能会错过关键信息，这一点不难理解。
因此，LC-MS/MS分析可用于确认所使用的LBAs在其检测覆盖范围内是足够的。这种分析甚至可以用于决定哪种商用LBA最适合该研究。
由于研究药物的发现、开发和临床评估需要很长时间，因此开始确保获得LC-MS/MS数据并可用于确认LBAs的选择和证实其结果可能是谨慎的。
作为临床开发项目风险管理的一部分，预测监管机构对这些额外数据的潜在要求，可能意味着大量的成本和时间节省，并将以后的挫折最小化。
