怎么提高ALZET渗透泵的操作效率? ALZET渗透泵是一种常用的药物递送系统,它通过渗透压的作用来控制药物的释放速率。为了确保它的高效操作,我们需要考虑以下几个方面来提高其操作效率:
标签归档:药物
PEG连接体的应用
PEG连接体的应用
PEG(聚乙二醇)连接体是一种用于将两个或多个分子连接在一起的化合物。 PEG 是一种水溶性聚合物,常用于各种生物医学应用,包括药物输送和分子缀合。
在药物递送中,PEG 连接体可用于修饰治疗分子的特性,例如提高其稳定性、降低毒性和改善其药代动力学。例如,PEG接头可以连接至治疗分子以增加其在血流中的半衰期,从而提高其功效并降低给药频率。
在药物递送中使用PEG连接体的效果取决于具体应用和PEG连接体本身的性质。一般来说,PEG连接体可以增加治疗分子的稳定性和半衰期,降低毒性并改善药代动力学。此外,PEG连接体可用于将药物靶向特定组织或细胞,提高治疗的特异性并减少副作用。
值得注意的是,在药物递送中使用PEG连接体并非没有争议,并且人们一直担心PEG化药物的安全性。然而,绝大多数聚乙二醇化药物已被证明是安全且耐受性良好的,它们的使用仍然是开发针对多种疾病的新疗法和改进疗法的重要工具。
在分子缀合中,PEG 连接体用于将治疗分子连接到靶向剂(例如抗体或肽),以提高治疗的特异性和功效。例如,可以使用PEG接头将抗体或肽缀合至治疗分子,从而允许治疗分子靶向特定蛋白质或细胞类型。这可以提高治疗的特异性,并通过减少脱靶效应来减少副作用。
PEG 连接体还可用于修饰治疗分子的物理特性,例如增加其溶解度或降低其免疫原性。例如,PEG接头可以连接到治疗分子以增加其溶解度,这可以改善其药代动力学并降低毒性。
除了用于药物递送和分子缀合之外,PEG 连接体还用于各种其他生物医学应用,例如纳米颗粒的制备以及蛋白质和酶的修饰。
总之,PEG 连接子在开发针对多种疾病的新疗法和改进疗法中发挥着重要作用。它们能够改变治疗分子的特性并提高治疗的特异性和功效,这使得它们成为对抗癌症以及其他疾病的重要工具。随着研究和开发的不断进行,PEG 连接体的使用可能会继续增长,从而为患者开发出更有效、更安全的疗法。
AxisPharm 有超过 5,000 种高纯度PEG 试剂库存。长度和功能的广泛选择将为制药和生物技术研发的聚乙二醇化、生物共轭、交联、ADC 药物开发以及生物标记提供支持。
小分子药物聚乙二醇化方法
小分子药物聚乙二醇化方法
聚乙二醇(PEG)是乙二醇的聚合物,相对分子质量为200~8000或以上。由重复的乙氧基组成,不仅具有良好的水溶性,而且易溶于苯、乙腈、乙醇等有机溶剂。 PEG分子的特点如下:
①低分散性:相对分子质量(Mr)小于5000的分散性为1.01,分子量(Mr)大于5000的分散性为1.1,具有较宽的范围。分布和更大的选择性;
②两亲性:既溶于有机溶剂又溶于水;
③无毒:研究表明大于1000的聚乙二醇无毒,已用于各种食品、化妆品和药品中;
④ 可生物降解:聚乙二醇在体内直接消除,结构不发生任何变化。分子量小于20000的代谢物可以通过肾脏代谢,较大分子可以通过消化系统代谢。
聚乙二醇化药物的特点
大多数蛋白质药物、多肽药物、化学药物都伴有一些自身无法克服的问题,如作用时间短、免疫原性大、副作用大等。 PEG呈中性、无毒,具有很好的理化性质和良好的生物相容性,是美国FDA批准用于体内注射药物的少数化学品之一。因此,通过化学方法将活化的聚乙二醇与蛋白质、肽、小分子药物和脂质体连接,即对药物分子进行聚乙二醇化,可以有效提高药物分子的生物半衰期,降低其毒副作用。可以减少影响。其中,研究最多的是蛋白质的PEG修饰。与未修饰的蛋白质药物相比,聚乙二醇化的蛋白质药物具有以下优点:
(1)生物活性更强;
(2)脂质体对肿瘤有更强的被动靶向作用;
(3)较长的半衰期;
(4)降低最大血药浓度;
(5)血药浓度轻微波动;
(6)酶促降解少;
(7)免疫原性和抗原性较低;
(8)毒性较小;
(9) 溶解性更好;
(10)减少用药次数;
(11)提高患者依从性,改善生活质量,降低治疗费用。
聚乙二醇化方法
鉴于聚乙二醇化对药物性质的巨大影响,聚乙二醇化已成为药物开发和提高已上市药物疗效的重要途径。因此,如何进行PEG化就成为重中之重。
首先,需要选择合适的PEG进行分子修饰。修饰剂的选择主要考虑以下5个方面:
(1)选择PEG相对分子质量(Mr)的确定应同时考虑生物活性和药代动力学因素。应用太大的聚乙二醇化蛋白药物会导致药物失去大部分生物活性。当使用低Mr(<20000)聚乙二醇化蛋白质药物时,修饰后的蛋白质药物与原型药物相比,生物活性和药代动力学性质没有本质变化。因此,一般选择40000-60000范围内的PEG作为修饰。
(2)修饰位点的选择应基于对蛋白质构效关系的分析。选择不与受体结合的蛋白质表面残基作为修饰位点,使得修饰后的蛋白质能够保留较高的生物活性。常见的修饰位点有氨基修饰、羧基修饰和硫醇修饰;
(3) PEG修饰剂与氨基酸反应的特异性取决于修饰剂的化学性质和修饰位点的选择。
(4)PEG修饰剂的水解稳定性和反应活性取决于活化基团的稳定性和修饰反应条件尤其是pH值的控制。一般来说,PEG修饰剂反应活性高,因此稳定性较差,容易水解;
(5)聚乙二醇化蛋白的活性、毒性和抗原性与聚乙二醇修饰的大小和类型有关。一般情况下,随着PEG相对分子量的增加,蛋白质活性的损失逐渐增加。此外,不同的PEG修饰剂对蛋白质生物活性的影响也不同。
其次,激活PEG。聚乙二醇化蛋白质主要是通过PEG末端羟基与蛋白质氨基酸残基反应实现的。 PEG末端羟基活性较差,必须用活化剂活化才能在体内温和条件下共价修饰蛋白质。常见的PEG活化方法有:
(1)羰基二咪唑法:该方法首先用于多肽的合成,并已被证明是形成酰胺键的良好试剂。
(2)N-羟基琥珀酰亚胺法: (a)活化N,N-琥珀酰亚胺碳酸酯。该反应需要在无水条件下进行。 (B) 活化琥珀酸酐和N-羟基琥珀酰亚胺。该方法得到的聚乙二醇具有较高的活性。最好在非水环境中进行蛋白质偶联。
琥珀酸酐和 N-羟基琥珀酰亚胺活化的 PEG
(3)氰尿酰氯法:氰尿酰氯又称三氯嗪(TST),是一种对称杂环化合物。 David 使用 TST 与聚乙二醇上的羟基发生反应。只有一个氯原子被取代,其他氯原子与蛋白质氨基反应。
(4)光气活化法:Kurfuerst提到了由N-羟基琥珀酰亚胺钾盐、硝基苯酚、三氯苯酚与光气反应制备活化聚乙二醇的方法。激活分为两个步骤,如下图所示。
(5)聚乙二醇对蛋白质半胱氨酸残基进行化学修饰。磺基特异性修饰的常见PEG活化方法如下图所示。
(6)连接酶位点的聚乙二醇:除了传统的化学修饰方法外,还可以通过酶催化等其他方式实现修饰,以G-TGase为例。
最后选择合适的蛋白质氨基酸残基位点或小分子药物位点进行位点特异性修饰。用活化的PEG对合适的蛋白质氨基酸残基进行位点特异性修饰可以提高天然蛋白质的功效。蛋白质药物PEG修饰技术最大的问题是无法实现位点特异性修饰,修饰产物不均一,给分离纯化带来很大困难,也极大阻碍了临床应用。根据蛋白质的氨基酸性质和PEG衍生物的特点,科学家在使用PEG进行修饰时,选择不与受体结合的蛋白质表面残基作为修饰位点。这样,修饰后的蛋白质药物除了具有聚乙二醇化带来的优异性能外,还具有较高的生物活性。目前上市药物中常见的修饰位点包括氨基、羧基、磺基、二硫基、糖基以及非极性氨基酸的一些特定位置。
抗体药物制备过程中最需要注意的事项有哪些?
抗体药物制备过程中最需要注意的事项有哪些?
抗体偶联药物是通过连接体将针对特定抗原的单克隆抗体与小分子细胞药物连接而成。它既具有传统小分子化疗的强大杀伤作用,又具有抗体药物的肿瘤靶向特性。自从第一个ADC(Mylotarg)被批准用于治疗CD33阳性急性髓系白血病以来,已经开发了几种用于治疗癌症的ADC。
从选择合适的抗体到最终产品,ADC的整个开发过程是一项艰巨且富有挑战性的任务。临床药理学是药物开发最重要的工具之一。使用该工具有助于找到产品的最佳剂量,从而保持产品在患者群体中的安全性和有效性。与其他小分子或大分子通常仅测量一个部分/代谢物进行药代动力学分析不同,ADC 需要测量多个部分来表征其 PK 特性。因此,深入了解 ADC 的临床药理学对于在患者群体中选择安全有效的剂量至关重要。
ADC 药代动力学概述
药代动力学是临床药理学和现代药物开发重要的一部分。药代动力学研究的主要目的是获得吸收、分布容积、清除率、半衰期、多次给药后的蓄积、各种疾病状态以及年龄、体重和性别对药物药代动力学的影响。信息。这些药代动力学参数可用于为患者设计最佳给药方案。
应该认识到,与小分子和治疗性蛋白(抗体/融合蛋白)不同,ADC 的 PK 非常复杂,因为 ADC 由多种成分组成。不仅要考虑单克隆抗体的PK,还要考虑细胞毒性分子的PK以及结合的物理和化学性质。由于单克隆抗体的分子量占90%以上,ADC不同成分的PK受其PK影响较大。总抗体 (ADC+mAb) 的 PK 特性提供了 ADC 稳定性和完整性的最佳评估。缀合物和偶联位点在维持 ADC 的稳定性和 PK 方面也发挥着重要作用。下表列出了 FDA 批准的 ADC 的特性和 PK。
ADC的药代动力学特征
一般来说,给药后体内会涉及四个过程。这些过程是吸收、分布、分解代谢和清除。
吸收
大多数抗体通常通过静脉注射或输注的方式给予,也可以通过皮下途径给予抗体。然而,对于ADC来说,目前的给药途径是静脉注射或输注。由于对细胞毒性有效负载的反应和细胞毒性物质的局部沉积,SC 给药可能不适合 ADC。
分配
药物在体内的分布可以用分布容积来描述。由于其大小和极性,抗体和 ADC 的分布通常仅限于血管和细胞间隙。
ADC的初始分布一般局限于血管内,分布体积一般等于血容量。随后,ADC 可以分布到间隙空间。此外,ADC的分布也会受到靶抗原表达和内吞作用的影响。
ADC在同一组织中的分布和积累可产生不良(毒性)药理作用,这是由于摄入ADC后细胞毒性药物或代谢物的释放。
分解代谢
ADC体内分解或代谢过程包括体内抗体分解代谢和小分子药物代谢。 ADC 在到达肿瘤细胞之前在细胞(不可切割连接体)或循环系统(可切割连接体)中释放效应分子。未结合的抗体和抗体片段沿着抗体的代谢途径,通过酶水解产生氨基酸,并被人体重复利用。
ADC裂解或分解代谢后可能形成的游离小分子药物/带有氨基酸残基的小分子药物/连接体的小分子药物代谢物将进一步经过肝脏CYP450酶代谢,潜在的药物也可能发生相互作用。
除了ADC本身的性质外,抗原表达、受体/细胞密度、FcRn介导的循环、Fcγ相互作用、受体介导的内吞作用、免疫原性等都会影响ADC的分解代谢。
清除
ADC也通过分解代谢和排泄被消除。 ADC通过特定途径进入溶酶体后可被降解,与靶标结合,释放出小分子药物后从体内清除;它也可以通过非特异性胞饮作用被清除,这涉及到 FcRn 的回收过程。
ADC、抗体、分子量较大的肽和氨基酸片段不能通过肾小球过滤和排泄,而是以氨基酸的形式被重新吸收和利用。游离的小分子药物、分子量较小的肽和氨基酸连接的小分子药物、分子量较小的抗体片段等可通过肾小球滤过排出体外。同时,小分子药物和代谢物也可以通过酶代谢消除或通过转运蛋白排泄到粪便中。
ADC 生物分析
ADC有多种成分,要表征这些成分的PK特性,需要几种分析方法,如下所述:
1.ELISA免疫分析测定结合物和总抗体的动力学曲线。
2.TFC-MS/MS,定量游离药物/代谢物。
3.高分辨质谱用于体内药物抗体比分析。
此外,有两种类型的 ELISA 免疫测定用于定量测量 ADC 分析物:第一种类型的分析测量总抗体,即 DAR 大于或等于零的 ADC。第二种分析方法测量药物结合抗体,定义为 DAR 大于或等于 1 的 ADC。
其他分析方法有尺寸排阻色谱法 (SEC) 和疏水相互作用色谱法 (HIC)。 SEC 是常用的液相色谱 (LC) 技术,用于确定聚集抗体的数量。该技术也可用于 ADC。尽管 HIC 是一种用于蛋白质分离、纯化和表征的传统技术,但该技术现在正用于 ADC 表征和分析。
细胞毒性有效负载
ADC细胞毒性有效负载应具有以下特征:
1.分子的有效负载应该小,缺乏免疫原性,并且可溶于水缓冲液,以便它们可以很容易地偶联。
2.细胞毒有效负载应具有适当的脂溶性。
3.有效负载的目标应位于小区内部。
4.有效负载在血液中应稳定。
目前,常用的细胞毒性药物效应分子有微管抑制剂(auristatins/maytansinoids)、DNA损伤剂(卡利刹霉素/duocarmycins/anthracyclines/吡咯并苯二氮卓二聚体)和DNA转录抑制剂(Amatoxin/Quinolinealkaloid(SN-38))。已批准上市的几款ADC药物总共使用了6种不同的小分子药物,其中3款ADC药物使用MMAE作为结合药物,2种药物使用卡利车霉素作为结合药物。 MMAF、DM1、SN-38、Dxd也被成功使用。
药物抗体比(DAR)
DAR 是指单个单克隆抗体上附着的有效负载分子的平均数量,通常在 2 至 4 个分子之间。在极少数情况下,通过使用亲水连接器有效负载(例如 Enhertus 和 Trodelvys)可以安全地实现高达 8 的 DAR。 DAR对于ADC的疗效判定非常重要,DAR可能影响药物在循环中的稳定性、PK以及ADC的毒性。
研究表明,与DAR值<6的ADC相比,DAR值高(7-14)的ADC具有更快的清除率和较低的体内疗效。 DAR 值及其对稳定性和 PK 的影响还取决于偶联位置和连接子的大小。
通常对赖氨酸或半胱氨酸进行修饰来生产ADC。赖氨酸是连接底物和抗体常用的氨基酸残基之一。赖氨酸通常存在于抗体表面,因此很容易偶联。
其他氨基酸如半胱氨酸、酪氨酸也可以修饰,利用马来酰亚胺修饰半胱氨酸合成ADC如Adcetriss、Polivys、Padcevs、Enhertus、Trodelvys和Blenreps。
链接器
Linker是ADC重要的组成部分,决定着ADC的药物释放机制、PK、治疗指标和安全性。早期的 ADC 连接体化学不稳定,例如二硫化物和腙。这些连接体在循环中不稳定,半衰期短,通常为一到两天。最新一代的连接体在体循环中更加稳定,例如肽和葡萄糖醛酸连接体。最常见的两种连接器如下:
可切割接头
裂解接头对细胞内环境敏感,通过细胞内分解代谢和解离的联合作用释放游离的效应分子和抗体,如酸裂解接头和蛋白酶裂解接头。它们通常在血液中稳定,但会在低 pH 值和富含蛋白酶的溶酶体环境中快速裂解,释放效应分子。此外,如果效应分子可以跨膜,则可以通过发挥潜在的旁观者效应来消除肿瘤。
不可切割的接头
不可切割连接子是新一代连接子。与可裂解接头相比,它具有更好的血浆稳定性。由于不可切割接头可以比可切割接头提供更高的稳定性和耐受性,因此这些接头可以减少脱靶毒性,并提供更大的治疗窗口。
免疫原性
在针对8种ADC的11项临床试验中,ADA的基线发生率在1.4%至8.1%之间,基线后ADA的发生率在0-35.8%之间。这些值在治疗性单克隆抗体的范围内。一般来说,血液肿瘤患者中 ADC 的 ADA 发生率低于实体瘤患者;大多数 ADA 都是针对 ADC 的单克隆抗体结构域。此外,在大多数患者中,这些 ADC 的半抗原样结构不会比治疗性单克隆抗体带来更大的免疫反应风险。
ADC药代动力学模型
应用模型方法可以整合PK、疗效和安全性数据,满足ADC药物研发不同阶段的需求,如:靶点选择、抗体亲和力、接头稳定性、动物对人的外推、剂量选择和调整、ER由于ADC具有多种清除途径(解离和分解代谢)以及多种分析物复杂的PK特性,其动力学模型也较为复杂。
不同的型号有不同的应用。例如,二室模型和PBPK模型可以用来描述ADC的稳定性特征,参数包括清除率、解离率和代谢率等。目前ADC药代动力学研究主要采用非房室模型、群体药代动力学模型、基于机制的模型、基于生理的模型等。
概括
在ADC药物的研发过程中,临床药理学起着非常重要的作用。通过生物分析技术的不断发展,全面地阐明ADC药物的PK/PD特性,对于推动更多低毒、高效的ADC药物的研发具有重要意义。重要的。 ADC药物也将在肿瘤治疗领域展现出更强大的优势。
单克隆抗体-药物稳定性优化
单克隆抗体-药物稳定性优化
单克隆抗体药物是生物制药的一个重要分支,因其高靶向性和特异性而受到广泛关注。随着单克隆抗体技术的不断发展,抗体药物在疾病的预防、诊断和治疗中发挥着举足轻重的作用。
抗体药物作为合成蛋白的天然特性,在生产、储存和体内使用过程中容易受到体外和体内复杂环境的物理和化学影响。并发生多种理化性质的变化,导致免疫原性增加、半衰期缩短,甚至失效。
因此,如何提高抗体药物的稳定性、降低免疫原性、延长半衰期、提高其体内生物利用度是抗体药物应用中急需解决的关键问题。
1.抗体分子结构及稳定性研究意义
抗体是指机体产生的、能与抗原特异性结合的免疫球蛋白。抗体由 B 淋巴细胞转化的浆细胞分泌和产生。每个B淋巴细胞系只能产生一种针对特定抗原决定簇的特异性抗体。这种由单一细胞系产生的抗体称为单克隆抗体(mAb)。
常规单克隆抗体分子由两条重链(HC)和两条轻链(LC)通过链间二硫键连接形成“Y”形结构,可分为三个功能部分:两个抗原结合片段(Fab) 和晶体区域 (Fc)。两个Fab通过铰链区与Fc连接,构象变化比Fc更加灵活。 Fab 的 Fv 区由重链和轻链的一对可变区(VH 和 VL)组成。通常,Fv区经过糖基化修饰,这决定了抗体如何与适应性免疫和体液免疫系统中的其他成分相互作用。
研究发现,某些单克隆抗体药物虽然在体外实验中表现出良好的药物活性,但进入临床试验阶段时会遇到体内活性降低的问题。因此,在药物研发初期必须考虑药效学问题。
目前提高蛋白质热稳定性的方法主要有非共价修饰、化学修饰、添加蛋白质稳定剂、蛋白质工程等。在液态时,通过矿化技术直接在蛋白质表面形成磷酸钙矿化壳,提高蛋白质稳定性。
可见,在保证抗体的亲和力和表达量不受到太大影响的同时,大程度地提高其稳定性对于抗体药物的研发具有重要的现实意义。
2.抗体稳定性评估方法
生物技术产品的稳定性评估通常包括生物活性分析、分子结构和纯度分析(包括降解产物的定量检测)以及相关参数(如外观、pH值等)的监测。
结合以上数据评价样品的热稳定性、聚集性和分子间力的大小。
在热稳定性的评价和分析中,差示扫描量热法(DSC)是目前常用的测量蛋白质热稳定性的方法,该方法不仅可以获得熔化温度,还可以获得与熔化相关的焓、熵和自由能。
此外,在蛋白质溶解度预测方面,研究人员相继提出了交叉作用色谱(CIC)、亲和捕获自相互作用-纳米粒子光谱(AC-SINS)或克隆自相互作用-生物层干扰(CSI)-BLI)等技术也取得了一定的进展。
这些方法评估低蛋白质浓度下单克隆抗体交叉或自身相互作用的可能性,以预测高浓度下单克隆抗体的特性。
随着计算机辅助设计在生物大分子开发中的应用,对于晶体结构不确定的分子,可以利用大量的建模和仿真软件来预测抗体-抗原复合物的三维结构。不同的力场也可用于分子动力学 (MD) 模拟 3,以获得有关结合相互作用、稳定性的更详细信息,并更轻松地计算非共价键能(疏水、静电、非极性和结合能) 。
3.稳定性修改方案
3.1 抗体分子结构的修饰
基于抗体分子化学修饰位点的结构修饰一直是稳定性优化的重要方向。其中,抗体CDR区的脱酰胺基可能会导致抗原结合功能的丧失。
研究已逐渐阐明脱酰胺和化学修饰的机理及其作用。而且研究证实Gln的脱酰胺速率比Asn慢很多。因此,去除脱酰胺位点或通过将Asn突变为Gln来降低脱酰胺作用的概率被视为解决方案4。
3.2 生产工艺优化
研究指出,抗体在过酸或过碱条件下会以不同方式降解。在用于静脉注射的pH 6.8的免疫球蛋白(IGIV)制剂中,可以通过添加麦芽糖稳定剂来改善这种由pH引起的不稳定性。
表面活性剂通常添加到单克隆抗体药物制剂中,以减少疏水区域的暴露,或通过竞争吸附位点来减少蛋白质相互作用和界面诱导的聚集。其中,常用的非离子表面活性剂有聚山梨酯20和聚山梨酯80 7。
此外,某些氨基酸经常被用作赋形剂以防止聚集。常用的精氨酸(Arg)可以增加蛋白质的溶解度并保护它们免受光和高温引起的聚集。
改进抗体药品的储存或包装通常更经济。迄今为止,防止蛋白质与容器表面相互作用的方法是对表面进行涂层,即表面钝化。
涂层大致可分为两类:单层涂层(较常用)和多层涂层(可控性较差)。更常用的涂层聚合物包括乙二醇或环氧乙烷11。此外,使用极性或中性电荷的聚合物涂层也能够减少蛋白质吸附12。
4。结论
治疗性单克隆抗体药物是目前生物医药领域的研发热点,在此基础上,单链抗体(SCFV)、单域抗体、抗体药物偶联物(ADC)等药物应用于多种器官系统疾病相继获批上市。
如何在不改变药物靶向性、平衡效应和免疫原性的情况下提高药物的稳定性是一个至关重要的问题。并尽可能延长药物半衰期,维持有效血药浓度。抗体稳定性受环境、配方、自身结构、生产操作等多种因素影响,有效评价抗体稳定性是个体化改造的前提。
稳定性评价不应仅根据降解产物的有无或稳定分子的浓度来定义,而应包括以下三个方面:物理稳定性研究的评价应涵盖聚集体和碎片的数量以及结构;化学稳定性研究应关注蛋白质降解;生物稳定性研究应确保单克隆抗体对靶标的活性与其物理和化学稳定性一致。
深入探讨影响抗体稳定性的因素和评价方法,将有助于抗体药物的合理优化和新药的研发。