生物新藥發現

生物工藝

檢測

定制化蛋白藥物生產

商業化生產

制劑產品灌裝生產

抗體偶聯藥物

技術與平臺

范例分析: 成藥性研究

背景

某客戶要求藥明生物對他們提供的兩個候選分子的關鍵表征做評估以決定一個可用作后續CMC開發的最終分子。

挑戰

需要開發出一個成藥性研究的平臺,重點是需要遴選出能夠決定成藥性的關鍵篩選標準和關鍵產品表征,以挑出最終的分子和克隆。

解決方案/結果

  • 兩個候選分子所構建出的細胞群產量相同。
  • 然而分子1的產物有聚體形成,且溶解度比較低,純化方面也有問題。
  • 根據表1里所列出的多個因素,我們做了一個綜合評價,決定選擇分子2來繼續完成細胞株的克隆和后續的CMC開發工作。
  • 在后續開發和優化后,分子2所構建的克隆最終達到了9.7g/L的產量,并于2016年4月完成新藥臨床申報。
表1-結果
標準 分子1 分子2
是否適合上游開發 3.7 g/L 3.7 g/L
是否適合下游開發
在ProA純化后有大于10%的高聚物;
陽離子交換層析的收率為52%
陽離子交換層析的收率為87%
制劑穩定性
平臺方法得到的溶解度:100mg/ml 平臺方法得到的溶解度:>150mg/ml
生物物理和生物化學的表征
DSC: Tm2: 76.4oC DSC: Tm2: 78.7oC

 

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范例分析: 如何在表達量和產品質量之間尋求平衡

背景

客戶要求構建一個產量大于1.5g/L并且質量優異的細胞株。同時他們還要求被選出的克隆細胞株一定要保證單克隆性。

挑戰

如何在非常緊湊的時間表內滿足客戶的要求。

解決方案/結果

  • 在轉染前先對該分子的DNA序列進行了優化,并在細胞株構建中采用了雙篩選的系統。同時我們還用ClonePix對該細胞系進行了兩輪克隆以保證單克隆性。
  • 進一步評價了兩種不同的培養基和批次補料的培養條件,得到了大幅超出客戶預期的產量。(見表1的產量結果)
  • 最終在客戶要求的時間內按時交付合格的細胞株。/li>
表1-CLD 結果
標準 結果
產量 細胞群產量:1.5 g/L
克隆產量:3.6 g/L
單克隆率
保存并記錄好鋪板前細胞在ViCell拍出的圖片以及用ClonePix挑出的克隆照片作為單克隆的證明

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范例分析:對剪切力敏感性克隆的策略調整

背景

  • 初始工藝(原工藝)的細胞生長水平低,乳酸積累多,最終蛋白產量很低只有0.2g/L。

挑戰

  • 克隆具有剪切力敏感性,在使用微泡底部通氣條件下生長狀況很差。

解決方案/結果

  • 藥明生物團隊使用大孔氣體分布器來替代微泡分布器并優化反應器培養條件。
  • 我們通過優化基礎培養基和流加/補料培養基來進一步改善工藝。
  • 以上所做的努力使得細胞生長狀態,細胞活率,乳酸變化水平均達到更優狀態,并且最終蛋白產量提高到>5g/L。

范例分析:優化糖型分布以降低G0F含量

背景

  • 當與對照樣品比較時,起始工藝具有很大差異的糖型分布尤其對于G0F。

挑戰

  • G0F含量大于15%的情況高于對照樣品。
  • 對蛋白產物的影響必須是可控制的,同時做出工藝改變。

解決方案/結果

  • 加入培養基組分X可成功降低G0F含量。
  • 組分X會使蛋白產量下降但是可以降低G0F含量。
  • 改善后的工藝具有令人滿意的糖型分布和可接受范圍的蛋白產量。

范例分析:抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用(ADCC)途徑的優化

背景

  • 與對照樣品比較時,原始工藝對應的ADCC活性大大降低。

挑戰

  • 明顯降低的ADCC活性(大約低50%)很難進行優化。
  • 補體依賴的細胞毒作用(CDC)活性需要維持在一定范圍而只是優化ADCC活性。

解決方案/結果

  • 加入培養基組分使得ADCC活性調節并且對CDC活性沒有明顯影響,優化后使ADCC和CDC活性都在靶向范圍內。
  • 在ADCC活性與非巖藻糖基化含量總和(G0+G1+G2+Man5)之間強烈的相關性。
  • 對于需要ADCC功能的分子來說這是一個寶貴的工具。

范例分析:用一次性生物反應器培養NS0細胞

背景

  • 由客戶將工藝直接轉移到藥明康德生物制藥部來進行臨床試驗生產。
  • 客戶對平臺生產工藝和最終產品要求做可比性評估。

挑戰

  • 原始工藝的開發者已不在該部門,只能進行基于文件方面的工藝技術轉移。
  • 新工藝用一次性反應器來運行,然而原始工藝是通過固定不銹鋼材質的反應器(包括管路系統)來完成。
  • 根據歷史數據來看,NS0細胞系很難在一次性反應器系統中進行培養。

解決方案/結果

  • 通過工藝開發團隊的巨大努力,生產工藝已被成功的轉移,優化并且在一次性反應器系統中運行。
  • 一次性系統中工藝的放大在50L和250L規模的反應器中得到確認,類似地GMP生產也在2000L規模的一次性生物反應器中進行。
  • 在研究中的新藥(IND)申報中可比性數據已被美國食品及藥物管理局(FDA)所接受。
  • 對于全球臨床試驗,在中國生產的第一個生物藥已在位于無錫市的藥明生物生產基地成功完成生產。

范例分析:通過DOE實驗來優化改進CEX方法

背景

  • 原始工藝滿足蛋白目標產量,基礎培養基和補料培養基已經鎖定。然而,將酸性異構體從大約28%降低至到15%,通過這種方法客戶想要進一步改善產品質量。

挑戰

  • 工藝培養基已經鎖定,只能在工藝條件上進行優化。

解決方案/結果

  • 執行DOE實驗研究,其中溫度和pH是主要輸入變量(兩個已知的主要工藝條件會影響電荷異構體)。
  • 獲得一個設計空間,在此范圍內蛋白產量可以保持在一定水平而且酸性異構體水平可降低至13%。

范例分析:實現高細胞密度和細胞活率的穩態灌流培養

背景

  • 對產量和產品質量有較高要求的重組蛋白。

挑戰

  • 相對不穩定的產品。
  • 產品質量屬性(PQA)對細胞培養的表現非常敏感比如細胞活率。

解決方案/結果

  • 由于蛋白的自然屬性,比產量因而受到限制。要求活細胞密度在高水平從而獲得更大的蛋白產量。
  • 引進交替切向流細胞截留系統(ATF)作為細胞滯留器來獲得極高的活細胞密度;適當的細胞移除速率(從截流系統中流出)被用來維持穩定的活細胞密度和細胞活率。
  • 長周期的穩態灌流(通常為60天左右,最多可達130天)可實現穩定的細胞生長狀態、代謝水平、最終產量和產品質量屬性
  • 從ATF最終收獲的澄清培養液使得產物直接(未經處理)進入下游工藝成為可能。
  • 灌流工藝已經成功地放大到250L規模(其中工作體積為150L)的GMP生產運行。
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