生物藥為什麼一定要做免疫原性實驗?

生物藥為什麼一定要做免疫原性實驗?

生物藥為什麼一定要做免疫原性實驗?

免疫原性是指能夠刺激機體免疫系統引起免疫應答的特性。免疫原性是抗原的特點之一,它能作用於T淋巴細胞和B淋巴細胞的抗原識別受體,使其增殖、分化,從而產生免疫效應物質,如特異性抗體和致敏淋巴細胞。免疫原性的強弱通常與分子量大小大小、化學結構相關。

具有免疫原性的物質,通常來說,分子量越大,免疫原性越強,分子量低於4000,一般不具有免疫原性,分子量在4000和10000之間,呈若免疫原性,分子量高於10000者,具有較強的免疫原性。但是有例外,比如比如明膠,分子量可達10萬,但是呈弱免疫原性,因為它是容易降解的直鏈氨基酸結構。

生物藥為什麼一定要做免疫原性實驗?

免疫原性檢測是抗體藥物研發過程中必不可少的一步,需要在臨床前和臨床階段均開展。具有免疫原性的藥物可能誘發機體產生有害的免疫反應,能形成抗藥抗體(anti-drug antibody, ADAs)和中和抗體(neutralizing antibody, NAbs)。前者會引起患者強烈的免疫反應,甚至危害病人生命安全,後者能夠中和能力,能夠抑制生物藥的生物活性而減弱其藥效。

因此,考慮到免疫原性會嚴重影響藥物的有效性和安全性,FDA等藥監部門要求對所有生物藥都要進行免疫原性的檢測。但是現在的預測手段不好,很多藥物直到臨床III期才發現ADA問題。對企業來說,這無疑增加了研發風險和資本投入。

01生物藥免疫原性來源

生物藥的免疫原性主要有兩個來源:內源和外源。內源免疫原性來自非人源的氨基酸序列、不同人的氨基酸序列和為了加強功效或者延長半衰期而進行的一些修飾(如點突變、糖基改動、去海藻糖、加脂肪酸、PEG化、Fc融合,雙特異性抗體和多功能抗體等),這在藥物研發早期時就應該考慮進去。


外源免疫原性主要來源於CMC(CMC主要是指生產工藝,雜質研究和質量研究)、物料和運輸等相關。比如,提高抗體表達量的同時糖基化沒有跟上,導致了多聚體的產生,多聚體是免疫原性的重要起因之一。再比如,常見的表面活性劑能引起強烈的機體免疫反應。另外,給藥途徑、給藥頻率和給藥時間也可能影響蛋白質的免疫原性。

02如何檢測生物藥免疫原性

FDA建議對免疫原性風險檢測最好在IND階段和臨床I期開展。對於高免疫原性風險的生物藥,藥企應在早期進行預驗證,並在樣本凍存前,進行實時檢測分析。通過FDA藥物認證的條件之一是,有完全的蛋白免疫原性檢測報告。根據FDA指南,生物藥的免疫原性檢測主要包含以下3個步驟:

1、免疫原性篩選:檢測識別抗體蛋白藥的ADA。常用方法包括ELISA、ECL和RIA。

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利用ELISA和ECL檢測ADA

2、ADA確認:通過蛋白藥競爭來驗證ADA是否特異,排除假陽性結果。

3、ADA表徵:競爭性配體結合分析、亞型分析、結合穩定性分析、抗原表位特異性分析、結合穩定性、中和能力分析。中和能力分析又被稱為中和檢測,常用方法為競爭性配基結合(competitive ligand binding, CBL)。CBL是中和檢測的首選方法。

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CLB檢測法檢測中和抗體

常用的免疫原性檢測方法

1、ELISA-橋法

對抗體藥物進行免疫原性檢測是生物技術藥物申請臨床試驗和註冊的重要內容,儘管已有的動物試驗顯示免疫原性不一定會在人體內產生預期的免疫反應,但對藥物免疫反應的評價仍顯得十分重要。將抗原或抗體固定的過程稱為包被,換言之,包被即是抗原或抗體結合到固相載體表面的過程。ELISA-橋法包被藥物,用標記的藥物檢測。此法的優點是能檢測各類抗體亞型,無種屬特異性,可高通量檢測,缺點是不易檢測到低親和力的抗體,包被或標記時可能會掩蓋或改變藥物的抗原表位,易受藥物本身的干擾。

2、ELISA-直接法

抗體的包被一般均採用直接吸附法,蛋白質抗原大多也可採用與抗體相似的方法包被。ELISA-直接法包被藥物,用標記抗體檢測。

ELISA-直接法用於免疫原性檢測的優點是可能會增加檢測低親和力抗體的能力,且高通量。然而當抗原決定簇存在於或鄰近於疏水區域時,抗原與固相載體的直接吸附可使抗原決定簇不能充分暴露,在這種情況下,直接包被效果不佳,可以採用間接的捕獲包被法。而且直接包被時可能會掩蓋或改變藥物的表位,僅檢測單一亞型,有種屬特異性,多次洗滌時丟失低親和力抗體,參考品與樣本之間試劑可能不同。

3、ELISA-間接法

ELISA-間接法包被單抗或生物素,再加藥物,即先將針對該抗原的特異抗體作預包被,其後通過抗原抗體反應使抗原固相化。此間接結合在固相上的抗原遠離載體表面,其抗原決定簇也得以充分暴露。間接包被的抗原經固相抗體的親和層析作用,包被在固相上的抗原純度大大提高,因此含雜質較多的抗原也可採用捕獲包被法,試驗的特異性、敏感性均由此得以改善,重複性亦佳。間接包被的另一優點是抗原用量少,僅為直接包被的1/10乃至於/100。不易吸附在聚苯乙烯載體上的非蛋白質抗原可採用特殊的包被方式。

4、放射免疫分析法(RIA)

RIA 是一種微量分析法,就是利用放射性核素標記抗原或抗體,然後與被測的抗體或抗原結合,形成抗原抗體複合物的原理來進行分析的。它兼有放射性同位素的靈敏性和抗原、抗體反應的特異性兩大特點。該法還具有準確性高和精密度好,便於標準化以及操作簡便、經濟等優點。由於RIA具有靈敏度高、特異性強、測量簡單和成本低等優點,RIA在應用方面具有一定的生命力。但是,又因為它最致命的弱點就是使用放射性核素,此外標記物有效使用時間短,難以實現操作和測量的自動化等,它的進一步發展受到一些侷限。現在免疫分析技術都在朝著非同位素標記免疫分析的方向發展。

5、電化學發光法(ECL)

電化學發光法(ECL)源於電化學法和化學發光法,不僅可以應用於所有的免疫測定,而且還可用於DNA/RNA探針檢測。它的優點是液相法,可檢測各種抗體亞型,無種屬特異性、高通量,可使用高濃度基質,檢測表面積大和信號穩定。缺點是需製備2種標記物(生物素和TAG),標記物分子的表位可能會變化或標記過程會改變分子,所用試劑通用性差。

6、表面等離子體共振

表面等離子體共振法的優點是液相法,不需結合物(酶標記抗體),能檢測到不同親和力的抗體和各亞型抗體,無種屬特異性。缺點是化學連接可能會影響分子,與葡聚糖連接影響表位的暴露,復性可能會使分子降解,所用試劑通用性差,低通量,如果產生的抗體是藥物同種亞型的抗體,要證實一種人源化抗體的抗抗體反應比較困難,靈敏度低。

7、酶聯免疫斑點法(ELISpot)

酶聯免疫斑點法(ELISpot)的原理與ELISA類似,也是檢測細胞產生的細胞因子或其他可溶性蛋白的方法,它不僅能測定細胞因子量,還可通過計數檢測分泌此細胞因子的細胞頻率,靈敏度高於ELISA,而且實驗採用的捕獲抗體不會影響活化細胞分泌細胞因子。缺點是比ELISA技術複雜而費時,需嚴密控制實驗條件,操作人員需技術熟練,並能對實驗結果進行分析,以減少實驗偏差;屬半定量方法。

8、免疫PCR法(IPCR)

免疫PCR法(IPCR)是在ELISA的基礎上建立起來的,用PCR擴增代替ELISA的酶催化底物顯色。PCR具有很強的放大能力,可以定量地檢測DNA和RNA,具有非常高的靈敏度和特異性,因此,將與抗原結合的特異抗體通過連接分子與DNA結合,再經PCR擴增定量檢測抗原使得IPCR的靈敏性高於ELISA。與對應的ELISA比較,IPCR至少可使抗體檢測的靈敏度提高1000倍,而且該法中僅僅採用稀釋的方法就可以消除生物樣品中基質的干擾。

目前報道的IPCR均採用待檢抗原直接吸附固相,因此固相的均質性對結果有很大的影響;同時檢測的樣品中其他成分也可以吸附固相,極易產生背景過高或精確度下降。有些難於吸附固相的抗原也就不能用免疫PCR檢測,連接分子的特異性和均質性對PCR影響很大,PCR擴增過程相對簡單,如用微量板作為固相需選用配套的PCR儀,否則需將其移入反應管內,這必然導致很大的誤差,經放大可產生顯著差異。IPCR具有廣泛的應用前景,但有必要進一步完善IPCR的實驗過程和配套試劑的研製。

抗體類藥物免疫原性檢測不僅僅是藥物治療效果的問題,更是藥物安全性的問題,人們對抗抗體的副作用目前仍不明確。但抗抗體產生對藥物本身的影響以及潛在的過敏反應不容忽視,因此對抗體類藥物免疫原性檢測的工作需要不斷研究。


(內容來源:網絡 由小析姐整理編輯)


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