说出您的故事 | MFI助力亚可见颗粒表征--浙江大学

近年来，生物技术药物特别是单抗类生物药逐渐成为新药的研发主体。但蛋白质类生物药普遍存在结构复杂且不稳定的问题，在生产以及储存、运输等环节均会遇到各种破坏因素，导致生物药的降解和失活。生物药的降解尤其是亚可见颗粒（SbVP）被认为是生物药的关键质量属性，容易使生物药产生免疫原性，影响生药物的安全和有效性。微流成像颗粒分析技术（MFI）是近年来出现的一种颗粒分析技术，将数字显微技术、微流体和图像处理技术整合，能捕捉样品中的每个颗粒并进行分析，得到颗粒的数量、分布、形态等方面的数据，可以有效区分蛋白质颗粒和其他颗粒如硅油、气泡和玻璃等。

长期以来，生物制剂科学家和研发人员意识到抗体药液体制剂在运输和处理过程中掉落会导致抗体药降解和聚集，而冻干抗体药制剂的运输和意外掉落普遍认为不对产品质量产生影响。通过MFI表征技术，我们实验室首次发现跌落冻干单抗制剂也会导致复溶后蛋白质SbVP的形成，甚至冻干制剂相比液体制剂更容易产生蛋白质颗粒（图1，Pharm Res, 2022, doi 10.1007/s11095-022-03235-9）。

图1. 通过MFI检测到的冻干单抗制剂在不同温度下跌落后产生比液体制剂更多的亚可见蛋白颗粒

而常规传统的色谱和光谱类分析方法如蛋白含量、聚体、高级结构、碎片和脱酰胺化等均未检测到这类降解。我们通过巧妙地设计相应的实验，证明在跌落过程中形成的局部高温可能是聚集和自由基形成的根本原因，而自由基可能进一步导致蛋白质聚集，可以通过添加保护剂或者自由基清除剂来抑制颗粒的产生（图2-3，J Pharm Sci, 2021, 110, 1625）。

图2. 抗氧化剂能有效降低冻干单抗制剂在跌落过程中产生的亚可见蛋白颗粒

图3. 冻干抗体药制剂在掉落过程的降解及机理分析

我们的研究结果表明，类似于抗体液体制剂，也应尽量避免冻干制剂在运输和处理中发生跌落，并对冻干单抗制剂在实际运输过程中的降解进行有效地监控。后续我们研究了抗体药外包材对抗体药制剂在掉落过程中的保护作用，结果发现柔软的外包材对单抗冻干制剂效果显著（图4，J Pharm Sci, 2021, 110, 2916），而对液体制剂效果不明显（图5，Pharm Res, 2021, 38, 1397）。

图4. 外包材对单抗冻干制剂在跌落过程中的破坏保护效果显著

图5. 外包材对单抗液体制剂在跌落过程中的破坏不能起到保护效果