默克PCA ELISA在單抗藥物研究中的應用
單抗藥物，市場遼闊，
仿制藥迎來機遇
2014年7月7日，百時美施貴寶（BMS）的Opdivo(簡稱O藥)在日本被批準上市，用于治療黑色素瘤。O藥成為世界上第一個上市的靶向PD-1的抗體藥。
單克隆抗體(mAbs)是一類用于人類疾病治療的藥物，在目前生物制劑領域增長非�？焖�，2018年全球藥物銷售額前十的藥品中，單抗和融合蛋白類的產(chǎn)品占據(jù)了八席。其中，阿達木單抗實現(xiàn)銷售額199.36億美元，連續(xù)多年蟬聯(lián)全球最暢銷藥物。隨著進入市場的治療性單克隆抗體的數(shù)量不斷增加，生物仿制藥的數(shù)量也會相應快速增加。
單抗仿制藥的關鍵因素
蛋白質(zhì)三維(3D)結(jié)構
對于單抗仿制藥物，蛋白質(zhì)三維(3D)結(jié)構是這些分子生物功能的關鍵因素，但是三維結(jié)構具有高度的復雜性，因此單克隆抗體生物仿制藥的研制極具挑戰(zhàn)性，單克隆抗體仿制藥與它所基于的原研藥物之間即使存在微小的結(jié)構差異，也會對分子的安全性，有效性和功能產(chǎn)生重大影響。
單克隆抗體的三維結(jié)構除了受到翻譯后修飾的影響外，還受到一級、二級、三級和四級結(jié)構的共同作用，這種構象被稱為蛋白質(zhì)高級結(jié)構(HOS)，這種構像不僅受潛在基因的影響，還會受到包括生產(chǎn)生物仿制藥時的細胞系選擇、溫度、pH、光照等生物工藝條件以及配方方法等因素的影響。
默克黑科技——PCA ELISA
默克現(xiàn)在推出了檢測單克隆抗體復雜高級結(jié)構的抗體陣列技術，我們稱為PCA(Protein Conformational Array technology) ELISA，依托ELISA技術，通過對重疊區(qū)域的肽免疫原產(chǎn)生多克隆抗體(polyclonal, pAbs)，覆蓋整個mAb結(jié)構，現(xiàn)在已經(jīng)可以證明，不同的市售單克隆抗體雖然具有幾乎相同的氨基酸序列，但卻具有不同的高級結(jié)構特征。
當抗體結(jié)構發(fā)生化學修飾或物理變化時,可使用多克隆抗體組合檢測到不同單抗類型中明顯的差異每pAb都識別線性結(jié)構或二級結(jié)構表位，mAb以其正確折疊的本機形式出現(xiàn)時，這些表位可能無法部分或完全暴露，由于這些表位在mAb表面展開或折疊錯誤的變化，導致信號的變化。這個就是PCA技術的核心原理。
PCA ELISA 試劑盒產(chǎn)品
對于這項技術，
我們有哪些產(chǎn)品提供呢？
PCA (Protein Conformational Array) ELISAs針對多種已經(jīng)上市的治療型單克隆抗體開發(fā)的試劑盒產(chǎn)品，下方表格中用于部分已經(jīng)上市的熱門單抗藥物高級結(jié)構檢測的試劑盒，在這些單抗藥物中，韓國仿制藥公司Celltrion，已經(jīng)于2016年使用RemiBridge試劑盒向FDA提交英夫利昔單抗類似藥物CT-P134申請，并且成功獲批：
我們也同時提供通用型單抗蛋白高級結(jié)構檢測試劑盒，可以檢測更多種類的單克隆抗體高級結(jié)構比較候選生物仿制藥單抗與原研藥物的高級結(jié)構：InnoBridg，大多數(shù)獲得許可用于治療的單克隆抗體屬于IgG1亞型，它具有與免疫系統(tǒng)體液和細胞成分相互作用的能力，許多這些產(chǎn)品的序列比對表明，它們共享幾個相對保守的序列區(qū)域，即使在抗體的可變區(qū)域內(nèi)，依據(jù)這個特點，InnoBridge PCA ELISA試劑盒含有多個pAbs，覆蓋IgG1不同保守序列區(qū)域 這使得研究人員能夠快速簡便地檢測一種新的單克隆抗體的保守序列，InnoBridge的另一個用途是作為一種質(zhì)量控制的工具，確保在mAb的生產(chǎn)過程中蛋白高級結(jié)構(HOS)不變，在生產(chǎn)過程的每個階段，研究人員都可以采用InnoBridge作為質(zhì)量控制措施，以評估蛋白高級結(jié)構(HOS)的變化。
舉個“栗子”
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“栗 1”
Rituxan（利妥昔單抗）：利用PCA ELISAs分析過程開發(fā)中的蛋白高級結(jié)構（HOS）
在建立單克隆抗體制造工藝時，需要對各種條件進行仔細的優(yōu)化。由工程細胞系、培養(yǎng)基和添加劑選擇以及工藝開發(fā)引起的變化可能導致治療用單抗的高級結(jié)構（HOS）發(fā)生變化。以下數(shù)據(jù)是我們使用RituBridge PCA ELISA試劑盒檢測的數(shù)據(jù)，顯示了各種極端條件：氧化、高溫和高pH -對單克隆抗體Rituxan（利妥昔單抗）高級結(jié)構的影響，Rituxan（利妥昔單抗）單克隆抗體用于治療各種形式的CD20陽性非霍奇金淋巴瘤。雖然這三種條件下都會導致單抗分子結(jié)構展開，但每種情況下展開的模式都有顯著差異，在每種測試條件下都會產(chǎn)生不同的高級結(jié)構（HOS）變化，這個也是每個單抗獨特的“指紋”。
“栗2”
利用PCAELISAs分析單抗高級結(jié)構(HOS)數(shù)據(jù)，增加申報數(shù)據(jù)價值
PCA ELISAs除了評價外部理化條件對單抗的影響外，還可用于比較多批次的生物仿制藥與原研單抗藥物的生物相似性。下面的數(shù)據(jù)清楚地說明了候選生物仿制藥物與參照的原研藥物之間的極好的相似性，僅有Ab區(qū)域9存在可能的偏差。
值得注意的是，盡管生物仿制藥可能表現(xiàn)出與原研藥物不同的高級結(jié)構（HOS)的信號指示，但這些變化也可能并不總是與臨床相關。PCA ELISA檢測的數(shù)據(jù)為支持研發(fā)人員向FDA提交的證據(jù)提供了重要的價值。
| 表3：通過與5個不同批次的原研藥物與生物仿制藥物的比較，說明了4個區(qū)域(5、9、17和30)可能存在性能偏差
“栗3”
不同PH值對于蛋白結(jié)構影響
默克ArrayBridge蛋白質(zhì)
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PCA參考文獻：
1. Ecker, D. M., Jones, S. D., & Levine, H. L.(2014). The therapeutic monoclonal antibody market. MAbs, 7(1), 9-14.doi:10.4161/19420862.2015.989042
2. Center for Drug Evaluation and Research. (2015,April 28). Quality Considerations in Demonstrating Biosimilarity of aTherapeutic Protein Product to a Reference Product. Retrieved from
