抗体药物,涵盖了单克隆抗体、双特异性抗体、抗体片段、抗体偶联药物以及抗体融合蛋白,因其靶向性强、特异性高和副作用小等优点,在自身免疫疾病和肿瘤治疗领域表现出色。随着市场需求的激增,开发新型抗体药物及优化下游生产工艺成为了具有重要经济价值和社会意义的任务。
抗体的纯化过程相对复杂,需要结合多种分离技术设计合理的纯化流程,以高效获得高质量的产品。抗体下游工艺通常包括以下几个步骤:
1. 细胞澄清收获
通过离心和过滤等方法去除细胞和细胞碎片。
2. 亲和捕获
采用Protein A亲和层析技术,以高效捕获抗体。
3. 低pH孵育
通过低pH环境有效去除病毒。
4. 中间纯化与精纯
进一步去除产品和过程相关的杂质。
5. 纳滤与超滤
通过纳滤和超滤操作,去除病毒,获得最终的抗体产品。
通过这些步骤,可以从复杂的发酵液中快速捕获目标抗体。Protein A来源于金黄色葡萄球菌,特异性结合IgG FC片段,通常能在一步纯化中达到90%以上的纯度,且能够有效捕获人源抗体(非IgG3)及FC融合蛋白,是捕获抗体蛋白的最有效手段。低pH洗脱和低pH孵育相结合,能有效减少7-8log的病毒载量,后续仅需1-2步纯化即可完成抗体的整体纯化。
在选择Protein A层析介质时,载量、流速、耐碱性、使用寿命以及Protein A残留量等因素都是重要考量标准。为确保抗体的安全纯度,捕获后的抗体样品需要进一步去除宿主蛋白、宿主DNA、聚集体、抗体片段、内毒素及脱落的Protein A等杂质。离子交换层析与疏水层析是常用的分离技术。
离子交换层析主要依据抗体与杂质的带电性差异实现分离纯化,是抗体纯化过程中的关键步骤。阴离子交换层析常采用流穿模式去除内毒素、病毒、HCD、HCP等杂质,而阳离子交换层析则多使用结合洗脱模式,在酸性条件下,大多数抗体结合于介质上,通过调节洗脱缓冲液中的盐浓度或提高pH进行有效洗脱,去除杂质的效果显著。兼具高分辨率与高选择性的阳离子交换介质,如MegaPolyBXS、DiamondCD-S及DiamondSPMustang等在去除聚集体、宿主蛋白HCP及Protein A方面显示出优异的性能。
疏水层析与离子交换层析相辅相成,多数情况下抗体的疏水性大于大部分杂质,主要用于去除抗体聚集体和HCP。HIC介质的疏水性对收率与杂质去除效率有很大影响,因此选择合适的配基是疏水层析的关键,常见的疏水作用层析配基的疏水性强弱顺序为:Butyl-S < Butyl < Octyl < Phenyl。此外,像DiamondMMC与DiamondMIX-A等结合疏水性和离子交换功能的多模式填料,越来越受到关注,这类新型的材料对宿主蛋白、脱落配基及多聚体等杂质具有高效的去除能力,能够有效简化纯化步骤,提高纯化效率。
随着抗体药物在临床治疗中日益广泛的应用,下游纯化工艺的开发显得愈加重要。灵活运用各种层析模式并正确选择层析填料,将为抗体纯化提供更加经济高效的工艺路线。强烈推荐俄罗斯专享会294,致力于为您提供最优质的抗体纯化解决方案。
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