细胞培养工艺影响其表达的蛋白质药物的稳定性2022-01-05 09:29:15
微生物发酵/细胞培养工艺会影响其表达的蛋白质药物的稳定性，但关于生物药在微生物发酵/细胞培养过程中的稳定性研究报道不多，或说该问题还未受到足够的重视。造成这种现象可能的主要原因是，微生物发酵/细胞培养过程中更关注的是微生物/细胞生长及表达量的合适条件，而某些降解产物可通过后期的纯化除去，或因降解造成的蛋白质损失被认为是蛋白质表达不充分造成的。按照生物药研发的QbD原则以及FDA等相关指导原则，产品相关杂质最好能在生产的最前端被抑制，其次是通过纯化等工艺过程去除。如缺乏有效的除去方法，则要证明该杂质不会显著影响药物的安全性和有效性，但这会带来大量的额外研究，而且还存在由于研究针对性不强等一些不确定性因素的风险。所以优先的策略是考虑从源头抑制这些降解的产生。造成蛋白质在微生物发酵/细胞培养过程中降解的因素有很多，首先是环境因素，如高温、中性pH、溶解氧、盐离子强度等。细胞培养的温度远高于通常的储存温度（如2～8℃），而和绝大多数化学反应一样，温度越高蛋白质的降解速度就越快。在中性pH条件下，很多蛋白质包括单抗更易发生聚集和脱酰胺化反应。较低浓度的溶解氧可能会造成蛋白质二硫键配对的不完全。另外，培养基的组分如金属离子（如铜离子）、氨基酸（如半胱氨酸）等也会影响生物药的质量，特别是会影响二硫键的形成及交换。优化的细胞培养条件可改善蛋白质的稳定性，但任何工艺必须同时具备有效性和可操作性。由于很多蛋白质的表达条件可能和蛋白质的稳定性相冲突，特别是微生物发酵/细胞培养条件的改变可能会影响目的蛋白表达量、细胞生长、工艺相关杂质和糖基化水平等。此时就要进行综合考量取舍优化。
出自《生物药在生产过程中的稳定性问题及解决方案》作者方伟杰，黄永焯，潘洪辉。
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