바이오의약품 특성화

Identity

온전한 질량 결정

온전한 분자 질량 결정은 SEC-MS 및 적절한 표준물질로 수행하며, 클론 선택부터 최종 제품 검증까지 생물의약품 특성화에 필요한 단계입니다. 온전한 분자 질량 분석은 단백질/펩타이드 생성물의 다양성을 입증하고 생물의약품 식별 확인을 위해 일반적으로 사용됩니다. 최적화를 통해 이중 특이(bispecific) 단클론 항체를 포함한 모든 단백질 생성물의 온전한 분자량을 결정할 수도 있습니다.

다루기 힘든 대형 단백질 생물학적 제제를 처리하는 대신 단백질 소화 분석 접근법은 샘플이 소규모 입자로 먼저 분리되었을 때 사용되며 이어서 분리는 특별 mass spec 단백질체 표준물질로 개별 처리될 수 있습니다.

역가 측정

mAb를 충분히 생산할 수 있는지에 대한 세포 라인의 생산성은 상용화 잠재력에 영향을 줍니다. 기준선을 측정하는 데 사용되는 역가(titer)는 Protein-A 친화성 크로마토그래피(HPLC)로 측정됩니다. mAb 개발 초기에는 다수의 수확 세포 배양(HCC) 샘플을 대상으로 IgG 역가를 검사해야 했습니다. 친화성 크로마토그래피는 Protein A 리간드를 사용하며 종종 다운스트림 응집물 및 전하 변형 분석을 위해 mAb 농도를 결정하는 데 사용됩니다.

아미노산 분석

아미노산 분석은 제품 성질을 수립하고 mAb의 아미노산 구성을 결정하는 데 흔히 사용되는 방법입니다. 이는 서로 다른 제품 간 역가를 설정하기 위해 일상적으로 사용되는 방법인 흡광계수 측정과 함께 수행되는 경우가 많습니다.

도량형에 따라 유효한 절차로 할당된 값의 인증 표준 물질은 단백질 추출, 분해, 농축, 가수분해 및 분석 등 아미노산 분석 작업 흐름의 모든 단계의 실험 변수를 최소화하고 관리하는 데 중요합니다.

펩타이드 매핑

mAb 식별을 표시하기 위해서는 간단한 단일 효소 펩타이드 맵을 비교하는 것으로 충분합니다. N- 또는 C-말단 서열 분석, 글리칸 특성 분석, 항체 생산, 분석, 정제 및 단편화의 기타 측면을 포함한 보다 상세한 치료용 항체 특성 분석은 제품 엔지니어링에 더 나은 정보를 제공할 수 있습니다. 단백질체 질량 분석기는 추가적인 구조 정보를 제공합니다.

PTM(Post-translational modification)

N-글리칸 분석

가변성이 높은 글리코실화(glycosylation)는 mAb 순도에 영향을 미치고 가변 기능을 생성할 수 있습니다. 단클론 항체는 글리코실화 패턴을 평가하기 위해 LC-MS를 사용하여 방출되는 N-글리칸을 백본으로 운반합니다. 단일 클론 항체의 N-글리칸 특성화는 조사 시 분자의 전체 구조 세부 사항을 제공하는 데 필수적입니다. N-글리칸은 형태, 용해도, 항원성 및 글리칸 결합 단백질에 의한 인식을 포함한 당단백의 여러가지 특성에 영향을 미치기 때문에 N-글리칸 경로를 이해하는 것은 중요합니다.

단클론 항체(mAb) 고차구조(HOS) 비교

HOS에 영향을 주는 많은 요소(mAb의 3D 구조)는 mAb 생산 세포 라인 선택부터 온도, pH, 조명 노출과 같은 생물 처리 조건까지 다양합니다. HDX-MS(수소 중수소 교환 질량 분석법)는 mAb의 3차 구조에 대한 자세한 통찰력을 얻기 위해 사용되는 방법입니다.

mAb 변형 분석

mAb 제조 공정 중에 다양한 post-translational modification(PTM)이 발생할 수 있으며 이는 배지, 온도 등과 같은 공정 매개변수에 의해 크게 영향을 받습니다. 일관된 제품을 생산하려면 mAb 합성의 모든 단계에서 이러한 변형을 재현하는 것이 중요합니다. 변형 분석에는 이황화 교상결합 지도화(disulfide bridge mapping) 및 글리칸 기본 구조 평가가 포함됩니다. 또한 시알산(sialic acid)은 mAb에 부정적인 영향을 미칠 수 있기 때문에 시알릴화(sialylation)를 정량화하는 것도 좋은 방법일 수 있습니다.

mAb 전하 분포

PTM(post-translational modifications) 또는 화학 변화의 결과에 따라 발생하는 전하 변형(charge variants)은 mAb의 생물학적 활성 및 약물 동태에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 전하 변형 분석은 mAb에 대한 규제 요구 사항이며, 양이온 교환 크로마토그래피(CEX) 및 모세관 등전초점(CIEF)을 포함하는 기술을 사용하고 있습니다.

mAb 물리적 검사 및 크기 분할

mAb 물리적 검사

물리적 검사는 pH, 삼투질 농도, 농도 측정 등 mAb의 형태 특성화에 사용됩니다. 예를 들어 Karl Fischer 수분 분석 또는 염료 침투를 사용하여 마개 무결성을 확인하는 등 물리적 테스트 프로토콜 내에서 포장 무결성도 평가됩니다.

HmAb 크기 분포

단일 mAb 제품이 좋지만 초기 생산 원료에는 보통 경쇄(light chain)로 나타나는 응집체, 절편 및 생체 분자와 같은 크기 변형이 포함되어 있습니다. 이들은 면역원성과 효능에 영향을 미칠 가능성이 있기 때문에, 존재 여부를 모니터링하는 것이 중요합니다. 크기 배제 크로마토그래피(SEC)는 크기 분포를 평가하는 데 흔히 사용되는 방법입니다. 

살균 및 불순물

숙주 세포 단백질 불순물

숙주 세포 단백질(HCP) 불순물은 생체의약품에 ppm 수준으로 존재하며 환자에게 예측 불가능한 면역 반응 발생이 가능한 주요 면역원성 위험 요소입니다. 이러한 불순물의 복잡하고 다양한 특성으로 인해 탐지나 모니터링이 어렵습니다. 대부분의 HCP 불순물은 일반 다운스트림 정제 과정에서 효과적으로 제거되지만 소량의 HCP는 특히 까다롭습니다. 제거하기 어려운 CHO HCP인 지단백질 리파제의 녹아웃이 단일클론 항체 제제의 폴리소르베이트 안정성을 개선하기 위해 개발되었습니다.

제조 첨가물 모니터링

용해제, Protein A, 트랜스팩션 시료, 항체, 소포제, 성장 요인을 포함해 mAb 개발 및 제조 공정 중 사용되는 다양한 제조 첨가물을 모니터링할 필요가 있습니다.

mAb 미생물 검사

다양한 미생물 검사 절차는 GMP 및 생물의약 개발 및 제조 준수에 필수입니다. 빠른 성장률과 높은 생산량을 얻기 위해 미생물에서 많은 mAb가 생산되기 때문에 미생물 오염물의 존재를 모니터링하고 제어하는 것이 중요합니다. 내독소라고 불리는 그람 음성균의 세포벽 구성 요소는 발열과 오한 등의 가벼운 증상에서 치명적인 패혈성 쇼크에 이르는 다양한 반응을 일으켜 mAb에서 파이로젠을 검출(MAT in vitro 테스트)하고 제거하는 것은 중요하고 규제에서도 이를 요구합니다. 바이오버든 검사는 mAb 제조 공정 전체에서 이루어지며 이는 잠재적으로 유해한 미생물 오염이 존재하는지 모니터링하기 위함입니다. 또한 멸균성 검사는 mAb 생산 무결성 확인에 중요합니다.

하이라이트