
在生物制药领域,双特异性抗体(BsAbs简称“双抗”)就像冉冉升起的新星,吸引着众多科研人员和企业的目光。它能同时结合两种不同的抗原或表位,在疾病治疗中展现出独特优势,比如精准靶向肿瘤细胞、减少副作用等,因此成为当下研究和开发的热点。
然而,双抗的结构就像一个复杂的拼图,由四条不同的多肽链组成。在生产过程中,这四条链很难做到“步调一致” 地表达,这就容易产生各种 “小麻烦”,比如错配产物、片段和聚集体等杂质。其中,聚集体是最常见的 “捣乱分子”,它不仅会降低双抗的纯度和生物学活性,还可能影响其在临床上的效果,甚至对患者安全构成潜在威胁。所以,如何高效去除聚集体,成为双抗纯化工艺中亟待解决的关键问题。
双抗纯化就像一场精心设计的 “闯关游戏”,需要经过多个关键步骤(如图 1),每个步骤都有其独特的任务,共同守护双抗的质量。而且,不同结构的双抗就像不同性格的 “选手”,需要定制专属的纯化策略,才能在保证质量的同时,提高产量,让最终产品既安全又有效。
图1. bsAb下游纯化流程
传统单抗的纯化中,Protein A 层析介质是常用的 “得力助手”,但在双抗面前却有点 “力不从心”。这是因为双抗通常有更多的抗原结合位点,结构更复杂、体积更大,而传统琼脂糖 Protein A 层析介质的孔径较小,就像狭窄的通道,双抗分子很难顺利 “钻进去” 与配基结合,导致结合载量低,纯化效率也大打折扣。
图2. 不同类型抗体水合半径及层析介质孔径对比
纳微科技不仅拥有成熟的NMab系列琼脂糖基质Protein A层析介质,以其优异的高载量性能广泛应用于常规单抗、双抗的纯化;更凭借多年在微球制备和下游纯化领域的深厚经验,创新开发了具有超大孔径的UniMab系列介质,其开放的大孔径设计,让复杂结构的双抗能够轻松进入介质内部,与配基充分接触,大大提升了结合载量和纯化效率。从图 3 的对比数据中可以清晰看到,UniMab 50HC 对不同类型双抗的载量明显高于某进口产品。
图3. 不同亲和层析介质对不同类型双抗的载量对比
案例1. UniMab 50HC亲和纯化某双抗
在实际应用中,聚集体和片段因含有 Fc 结构,会与 Protein A 层析介质“粘在一起”,无法在上样阶段直接流穿去除 。这时,可利用它们与 UniMab 50HC 结合能力不同的特点,优化中间淋洗条件与 pH 等度洗脱流程。以 UniMab 50HC 亲和纯化某双抗为例(图 4):先在 pH 5.5 时,让半抗及片段“赶走”;接着在 pH 5.0 时,收集目标 bsAb 单体;其余聚集体及片段则留在柱子上,最后用pH 4.5 的缓冲液将它们“冲下来”,最终获得高纯度的 bsAb。
图4.UniMab 50HC亲和纯化某双抗
离子交换层析介质就像一个“电荷分拣机”,利用bsAb与聚集体等电点差异,有效去除双抗聚集体。由于bsAb与聚集体表面电荷分布或密度的不同,通过阳离子或阴离子交换介质的静电作用实现分离。通过优化缓冲液 pH、盐梯度及上样条件,可高效提升双抗纯度。
不同类型双抗分子的物理化学特性存在显著差异,如分子大小、电荷分布等。为精准应对这类差异化需求,纳微科技依托先进微球研发平台,开发出三大系列离子交换层析介质:NanoGel 系列、UniGel 系列及 NW Rose Plus 系列,适配不同类型的双抗纯化。
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NanoGel系列: 采用单分散PS/DVB基质,分辨率高,大孔径(1500-2500Å)设计,专门为超大分子“量身定制”,主推产品有NanoGel-50SP HP, NanoGel-50Q HC。
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UniGel系列: 以单分散PMMA为基质,载量高,大孔径(1000Å)适合大分子,主推产品包括 UniGel-80Q/80SP、UniGel-65SP HC/65Q HC。
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NW Rose Plus系列: 基于高交联琼脂糖基质,载量高、亲水性好、非特异性吸附低,主推产品是 NW Rose Plus SP HP 和 NW Rose Plus Q HP。
案例2. NanoGel-50SP HP阳离子交换纯化某双抗
在某双抗项目中,聚集体杂质含量高,经多轮筛选,采用 NanoGel-50SP HP 层析介质优化工艺。它凭借高选择性基材和大孔结构,根据分子电荷特性与空间位阻差异,精准分离产品相关杂质。优化层析缓冲液 pH 值与洗脱条件,有效去除双抗聚集体(图5)。
图5. NanoGel-50SP HP阳离子交换纯化某双抗
bsAbs的结构复杂性导致其生产过程中易混入聚集体杂质,而传统离子交换层析技术因分离机制单一,难以实现此类杂质的高效去除 [2]。
在此背景下,混合模式层析技术凭借其多机制协同作用的优势,成为优化 bsAbs 纯化流程的关键解决方案。
混合模式层析就像一个 “超级联盟”,整合了离子交换、疏水相互作用、金属螯合等多重分离机制,显著提升了对结构相似分子的分辨能力。纳微科技推荐的bsAbs 纯化的复合模式层析介质主要包括两类:
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NW Rose Plus HCM/NW Rose Plus HCM HP: 结合了阳离子交换和疏水相互作用。
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NMCHT Type I/NMCHT Type II: 融合了金属螯合亲和阳离子交换。
案例3. 羟基磷灰石NMCHT Type II纯化某双抗
以羟基磷灰石 NMCHT Type II 为例,它的表面分布着 Ca²⁺(C 位,金属亲和作用位点)和 PO₄³⁻(P 位,阳离子作用位点),可通过静电、金属亲和等多重相互作用与抗体分子结合。
纳微科技NMCHT Type II 作为羟基磷灰石复合模式层析介质,具有超大孔径,能精准去除双抗聚集体、片段等杂质。在某双抗项目中,一步纯化,纯度从98.2%提升至99.7%,具有显著去除二聚的效果,收率75%左右(图6)。
图6. NMCHT Type II纯化某双抗
在双抗药物聚集体控制的 “战役” 中,Protein A 亲和层析、离子交换层析和复合模式层析组成了 “黄金战队”:
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Protein A 亲和层析:像 “先锋部队”,通过特异性结合抗体 Fc 段,捕获双抗的同时初步截留聚集体。
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离子交换层析:如同 “精密部队”,基于电荷差异,通过调节工艺参数精细分离聚集体。
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复合模式层析:则是 “压轴部队”,整合多重作用机制,去除残余聚集体。
通过 2 步或 3 步纯化的 “组合拳”,能够显著降低聚集体含量,为双抗药物的质量保驾护航。以下是双抗去聚集体的推荐填料及特色,为不同需求的双抗纯化提供了丰富的选择。
双抗去聚集体推荐填料
随着生物制药技术的不断发展,双抗纯化工艺也在持续创新和优化。相信在这些先进技术和产品的助力下,双抗药物将在更多疾病治疗领域发挥重要作用,为患者带来更多希望。