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Protein A亲和层析的突破性创新(一)

2020.4.15
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

导读:

近年来,抗体被越来越多地应用于疾病的治疗,已占据生物药品市场的40%以上,且还有不断上升的趋势,而单克隆抗体又是生物制药领域的热门品种,目前其销售额在生物药销售中占比已超过30%,可谓一枝独秀。另据Evaluate统计,到2020年过ZL保护期的生物药市场规模将达到约874亿美金,极具市场吸引力,且其中不乏曾经贡献十几到几十亿美金年销售额的重磅药物,它们就更加成为众多生物制药公司竞相仿制的重中之重。

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近年来全球生物制药市场规模及细分品种发展概览

Protein A亲和色谱法是抗体纯化的首选

作为存在于动物血清和组织液中免疫系统的重要组成部分,抗体被广泛应用于体外诊断试剂、疾病治疗药物、免疫亲和层析配基等生物学和生物技术的研究中,重组DNA技术及噬菌体展示技术共同作为筛选工具使设计和构建“人造”抗体成为可能,特别是与人源化或嵌合抗体更加具有理想的亲和力、特异性和低免疫原性,称之为基因工程抗体(GEAb)。在抗体制备过程中,为获得高纯度抗体(特别是应用于体内的治疗性抗体),开发简捷高效的抗体纯化方法属于关键环节,其中亲和色谱因其高度特异性及同时具有浓缩的效果成为过去近30年里抗体纯化捕获的金标准,据第一创业吕丽华分析师统计目前约70-80%的抗体均使用Protein A、Protein G亲和层析纯化。

Protein A是一种金黄色葡萄球菌细胞壁蛋白质,它含有5个可以和抗体IgG分子Fc片段特异性结合的结构域,当其作为亲和配基被偶联到填料基质上后,可特异性地与样品中的抗体分子结合,使其他杂蛋白流穿,借助高效亲和层析仅需一步就可使目标抗体纯度超过95%,此外Protein A也可结合另一些免疫球蛋白,如可用于某些种属IgA、IgM的纯化。由于Protein A亲和层析基于天然存在的生物大分子之间特异性结合为分离机理,这种得天独厚的优势使得Protein A亲和层析成为抗体等分离纯化中的绝佳选择,然而其成本也非常高昂。

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不同单抗表达量和生产规模的成本分析

(10g/L表达量、15000升培养规模的成本分布)

据报道,随着生物制药生产规模的扩大及蛋白表达量的增加,药企对下游纯化工艺的效能和成本要求也越来越高,经核算目前下游工艺COGs占整个单抗生产成本的比例已普遍超过60%,因此对其进行成本控制已成为降低总COGs的核心环节。众所周知,目前生物药造价昂贵,这与下游分离纯化工艺成本占比高密不可分,因此为了研发生产让更多普通民众用得起的生物药,全面提高下游分离纯化介质性价比和分离生产效率、节约能耗和生产资料投入愈加成为业内普遍重点关注的紧要环节。纳微科技的单分散Protein A亲和层析介质,由于其精准的颗粒均匀性而能带来改善的压力流速、分辨率和装柱可重复性等诸多优势,使其可以有效解决当今发酵表达量提高的问题,并使客户能够从相同的生产装置中提高生产率,最终理想地实现降低生产成本、提高生产效率的核心目标。

传统Protein A亲和介质的部分局限性

在抗体纯化实际应用中,Protein A亲和色谱的优点包括选择性好、可浓缩抗体、可有效灭活病毒和适用于所有人源(非IgG3)抗体和Fc融合蛋白并减少缓冲液种类和用量等,但其局限性也较多较明显,如对于软胶基质偶联的Protein A亲和色谱层析介质而言,凝胶价格极其昂贵且使用寿命一般;大量脱落的配基会与抗体一起被洗脱影响抗体安全性;软胶基质机械强度低限制装柱高度和生产效率等。

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聚合物和碳水化合物基质的Protein A亲和层析介质形貌对比图

(上半部为多分散碳水化合物软胶基质层析介质,下半部为单分散聚合物硬胶基质层析介质)

纳微研发全球领先单分散Protein A亲和介质突破局限,引领抗体纯化新时代

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