高通量技术:生物制药发展的范式转变

20 - 3月- 2020

Protagen Protein Services市场经理Tobias Timtner说,对创新生物制药产品不断增长的需求正在给制药生物技术行业带来压力,因为需要加快开发过程,同时考虑支出和努力的可比性

高通量技术:生物制药发展的范式转变

由于药物开发是一个漫长、复杂和昂贵的过程,药物是否会成功存在高度的不确定性,因此在候选药物选择的早期阶段,增强处理不断增长的管道和识别需要进一步研究的活性化合物的能力至关重要。

医学的未来

尽管制药公司一直在稳步增加研究支出,但多年来新药获批的数量一直不高。虽然成本通常被认为是主要原因,但也必须考虑其他因素,如日益增加的法规、仿制药竞争和报销挑战。

尽管如此,生物制药被认为是一个重要的机会,参与这些疗法的新兴市场被一致认为是对医学未来的贡献。面对当前的行业障碍和驱动因素,全球生物制药市场正在大幅增长,预计到2025年将达到4000亿美元的价值,其中包括生物仿制药。

特别是对于慢性和/或严重的临床疾病,如多发性硬化症、类风湿关节炎或癌症,生物制药被认为是下一代治疗方法。

越来越多的蛋白质候选药物

在可预见的未来,许多知名生物制剂的专利将到期,为越来越多的生物仿制药的开发扫清障碍。因此,现有热门原创产品的替代产品对开发者来说将是巨大的机遇。

与此同时,作为各种疾病治疗选择的新生物产品的重要性正呈指数级增长,开发一流的新生物实体(nbe)在经济上是一个有吸引力的挑战。

毫无疑问,市场上对更特定的生物制药治疗方法有明显的需求,特别是在新兴的个性化医疗中,患有严重罕见疾病的患者可以在未来从量身定制的生物制剂中受益。

分析的范式转变

开发人员不再把希望寄托在单一的产品上,而是越来越多地投入到对大量候选产品的评估和识别上,旨在开发更多数量的产品,在个人层面上的预期经济效果较小……但从整体上看,销售前景很好。

不断增加的管道意味着对分析的更大需求。在选择过程中,你关注的候选人越多,应用传统分析就越不能提供所需的结果。只有在开发的最早阶段获得最详细的知识,才能保证对候选人的可发展性做出最佳和最可靠的选择。

例如,这包括尽可能早地检测关键质量属性(cqa)以及全面了解它们与分子作用模式(MOA)的具体联系。

限制因素:克隆选择

我们认为,在引入新的生物技术衍生产品方面,限制因素不再是寻找新的候选药物……而是选择那些具有最高商业化潜力的药物。因此,需要设计有效和快速的开发策略,涵盖药物开发的所有方面(如发酵、纯化、表征和配方)。

多属性方法(MAM)是一种强大的方法,有助于应对这一挑战,允许在单一分析方法中提取大量不同的蛋白质参数(图1)。

图1:多属性方法并行分析许多产品质量属性(pqa)的能力可以取代传统方法

图1:多属性方法并行分析许多产品质量属性(pqa)的能力可以取代传统方法

过程观察、数据收集、区分和解释是产品开发的基本步骤。随着生物治疗的复杂性不断增加,旨在提供所需数据和高质量见解的分析分析的标准也在不断提高。

MAM有可能取代传统方法,缩短开发时间,同时提高所获得信息的质量。定量LC-ESI-MS的肽图谱提供了有关质量属性的特定信息,如截断、脱酰胺化、氧化和糖基化。

加速识别

节省时间、降低成本和降低风险是成功开发生物制药无可争议的三要素。与此同时,开发人员同时进行的项目比以往任何时候都多,而且数量还将继续增加。

考虑到不断上升的成本压力和对全面分析的日益增长的需求,从细胞库和克隆选择到全面的流程开发和发布测试服务,强有力的合作关系可以帮助提高能力和特异性。

高科技方法,特别是MS技术,如MAM,能够从后期研究/早期开发开始提供非常简洁和具体的信息,同时允许高吞吐量。

MAM:理解更深刻,知识更详细

低分辨率质谱技术的特异性较低,无法确定某些关键的修饰,特别是当修饰肽和未修饰肽在色谱上没有差异时。

MAM工作流(图2)基于高分辨率和精确的质量技术,将蛋白质消化成多肽,然后对其进行细致的监测,不仅在相对较短的时间内提供大量数据,还可以更深入地了解制造过程、潜在的不需要的修改及其对产品的可能影响。

图2:MAM工作流

图2:MAM工作流

经典的HPLC方法能够显示样品剖面的差异,但倾向于将详细信息与它们的来源联系起来。多属性方法可以通过肽图谱(通过MS/MS片段对肽进行测序)对分子细节进行高度精确的相对定量。

MAM工作流允许对引用大量关键质量属性的组件进行详细搜索。收集到的信息不仅提供了产品质量属性(PQA)修改的信息——例如翻译后修改或附着的n -聚糖物种——由于工艺开发中特定的故意变化而发生,而且还提供了关于PQA在蛋白质序列中的确切位置的证据。

因此,生产过程对生物制药的影响可以非常详细地揭示出来。

合作提高效率

极高的开发成本强调了确保现有方法尽可能高效的必要性。只有采用综合方法,才能对数据进行快速评价,并对观察和结果进行结构合理的总结。

满足这些高标准的挑战,以及日益复杂的市场、长期业务战略和发布要求,都更加强调外部合作伙伴的专业知识和经验。外包支持不仅可以降低研发和制造成本,还可以通过获得设备齐全和经验丰富的合作伙伴来扩大测试方法的规模。

基于现有的和当前不断发展的技术,合同研究组织(cro),如Protagen Protein Services (PPS),提供广泛的具体活动的支持,包括特征描述,稳定性和可比性测试,以及生物分析和释放测试。

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与单个CRO的战略合作关系通常持续数年,有助于减少昂贵的技术转让,节省内部资源,并确保获得最先进的设备和丰富的经验。为提高效率和量身定制的开发和测试流程铺平道路,长期的合作关系可能是成功的关键。

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