利用流變學研究改進配方性能

Calliste Scholl | Julienne Regele
2024 年 3 月 11 日

從配方開發到商業配方的進展,皆取決於最終藥物的劑量強度、內在穩定性和蛋白質自結合程度。1 這是因為該藥物的研發已進入最後階段。對藥物在現實生活條件下的有效性和穩定性進行評估至關重要。近來,高濃度抗體產品 (HCAP) 因其許多獨特的優勢在治療領域變得越來越受歡迎。

Vaccine needle​ syringe​ hypodermic​ injection single dose

HCAP 的優勢

市面上大多數的抗體藥物溶液都是在醫院環境中透過靜脈注射提供給患者。HCAP 將為透過皮下注射進行疾病治療提供機會。皮下注射產品的最大注射量為 2 毫升。 1 在這一注射量下,HCAP 可以輸送更大量的蛋白質,並允許在醫生診所或患者家中進行注射。 整體而言,與靜脈給藥相比,皮下注射給藥方便了患者,減輕了醫護人員的負擔,易於給藥。1

HCAP 可允許患者自行皮下注射給藥,這為患者提供了更大的靈活性,可自由地管理自己的用藥計劃,並在控制慢性疾病的同時,過上更正常的生活 。1 這對需要長期服藥以控制慢性疾病的患者尤其有利,並可確保患者在治療過程中遵從醫囑。1

最後,HCAP 的生產和物流成本更為低廉。1在生產過程中,原料藥被濃縮、冷凍,然後運送到藥品填充完成地點。1 由於 HCAP 在單位體積的原料藥中具有較高的蛋白質濃度,因此與低濃度溶液相比,其運輸、儲存和庫存管理成本要低得多。

HCAP 的成分和穩定性

HCAP 在推動藥物製劑配方開發方面具有多種優勢。然而,為了確保其治療用途有效,藥物的成分和穩定性必須在與治療所用條件相同的情況下表現出色。為了確定適用性,可以測量聚集程度、pH 值、滲透壓、穩定性和黏度。一般情況下,較低的聚集程度是首要的,因為它可以限制藥效和穩定性的下降。2 其次,藥物在未離子化且無法自由滲透細胞膜時效果最好。3因此,所需的 pH 值主要取決於治療的目標位置。3 第三,藥物滲透壓越高越好,這樣可以輸送更多的藥物到所需部位。4 第四,如上所述,抗體本身必須足夠穩定,能夠在注射後及在不同身體條件下存活,因為對抗體穩定性的任何影響都會降低其效率。最後,黏度可被視為最重要的穩定性測量指標之一。具體來說,在將抗體配製成濃縮溶液(> 100 mg/mL)的 HCAP 中,由於蛋白質與蛋白質之間短距離相互作用,溶液在黏度預計會成指數增加,超出皮下注射藥物的可接受範圍。1 這些蛋白質與蛋白質的相互作用會促使更大量的蛋白質聚集,嚴重降低其整體穩定性,及輸送到目標位置的能力。1 因此,在可能的情況下,利用黏度測量來確定和限制蛋白質的相互作用至關重要,這樣才能提高穩定性和功效。

黏度測量在測量蛋白質與蛋白質交互作用方面的優勢

測量流變特性可為特定抗體的穩定性提供關鍵見解, 並更密切地了解蛋白質與蛋白質相互作用程度。最近,一項研究評估了氯化鈉對非特異性蛋白質與蛋白質相互作用的影響,以及這可能對製劑配方穩定性和黏度產生的影響。5 蛋白質與蛋白質之間淨相互作用的性質會受到氯化鈉濃度和抗體濃度變化的影響。因此,透過從稀釋和濃縮抗體樣本測量到的參數,可能會導致對抗體製劑配方穩定性的不同預測。5 這再次強調了在配方開發階段,使用黏度測量來評估抗體穩定性和性能的潛在好處。

開發成功的 HCAP

總之,藥物從配方開發到商業化配方的過程中會遇到各種各樣的要求。然而,HCAP 似乎是最有希望取得有效進展的方法,這主要是因為它能夠提供高劑量濃度,可由任何人在任何地方進行皮下注射,且成本較低。 在對這些 HCAP 進行測試時,適當評估其成分和穩定性,以確定其在實際應用中是否成功是非常重要的。具體來說,使用 流變儀進行的黏度測量可準確測定蛋白質-蛋白質之間的相互作用。因此,研究人員必須利用流變學來促進藥物開發過程,並確保抗體產品具有適當的穩定性和行為。

參考資料

  1. Ghosh, I., Gutka, H., Krause, M. E., Clemens, R., & Kashi, R. S. (n.d.).A systematic review of commercial high concentration antibody drug products approved in the US: Formulation composition, dosage form design and primary packaging considerations. mAbs, 15(1), 2205540. https://doi.org/10.1080/19420862.2023.2205540
  2. Roberts, C. J. (2014).Protein Aggregation and Its Impact on Product Quality.Current Opinion in Biotechnology, 0, 211–217. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.08.001
  3. Swietach, P., Hulikova, A., Patiar, S., Vaughan-Jones, R. D., & Harris, A. L. (2012).Importance of intracellular pH in determining the uptake and efficacy of the weakly basic chemotherapeutic drug, doxorubicin.PloS One, 7(4), e35949. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0035949
  4. Sifniotis, V., Cruz, E., Eroglu, B., & Kayser, V. (2019).Current Advancements in Addressing Key Challenges of Therapeutic Antibody Design, Manufacture, and Formulation.Antibodies, 8(2), 36. https://doi.org/10.3390/antib8020036
  5. Antibodies | Free Full-Text | Effects of Monovalent Salt on Protein-Protein Interactions of Dilute and Concentrated Monoclonal Antibody Formulations. (n.d.).Retrieved November 8, 2023, from https://www.mdpi.com/2073-4468/11/2/24