细胞因子药物分析.ppt
《细胞因子药物分析.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《细胞因子药物分析.ppt(92页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、十五、生物技术药物分析,1、概念:2、分类,生物技术药物,重组DNA药物重组蛋白质药物,采用DNA重组技术或其他新生物技术生产的治疗和预防药物。,1、重组蛋白质或重组多肽药物包括:细胞因子类:rIFN、IL-2、EPO等;抗细胞素治疗:CD4可溶性受体等;重组溶血栓类:rSK、rSAK等;人源化单克隆抗体制剂;重组疫苗和菌苗制剂。,2、重组DNA药物包括:寡核苷酸药物:反义核酸等;基因药物:腺病毒-IL-2、腺相关病毒-凝血因子;腺病毒-P53细胞治疗制剂:抗原致敏的人树突状细胞 DNA疫苗:治疗乙型肝炎、爱滋病的核酸疫苗等。,生物技术药物的质量控制与传统生产方法所得产品有本质的差别。可能会含
2、有用传统生产方法不可能存在的有害杂质。例如在细菌中表达的产品可能有内毒素、致敏原,在动物细胞中表达的产品可能有DNA杂质和病毒。,重组产品质量控制上存在的难点,建立重组药物的生物学活性测定方法;理化测定标准品的稳定性;人源化单抗中的人源化程度检测方法及标准研究;重组人白蛋白等大剂量重组产品安全性评价问题;反义核酸药物理化特性测定和效力测定,即如何评价反义核酸的体内及体外活力;基因治疗药物的安全性评价包括反转录病毒、生物分布和效力测定;DNA疫苗的安全性和效力检测方法研究;干细胞治疗产品的质量标准的建立(干细胞鉴定及活力测定)。,生物技术药物的质量控制,生物技术药物的特点:1、来源:活的生物体(
3、细菌或细胞);2、结构:复杂(包括组成、空间结构);3、生产:涉及生物材料和生物学过程(发 酵、细胞培养,分离纯化等),有其固有的易变性。,生物技术药物的质量控制,质量控制包括两个方面:1、生产过程中质量控制GMP(硬件、软件)2、最终目标产品的质量控制(方法学研究),质量控制方法学研究具体内容,一、结构鉴定和确证二、生物学活性测定和比活性三、蛋白质纯度检查四、蛋白质含量测定五、蛋白质药物理化性质的鉴定六、残余杂质检查,一、鉴定,采用适宜的技术鉴定生物技术原料药或制剂的物理化学性质、生物活性、免疫化学性质、纯度和杂质。,1、氨基酸序列,预期产品的氨基酸序列测定在很大程度上可应用如(b)(e)款
4、项中提到的测定方法,随后与预期产品基因推导的氨基酸序列进行比较。,2、氨基酸组成,氨基酸组成是先用各种水解及微量氨基酸自动分析仪测定,然后再与产品基因推导的氨基酸组成进行对比。在大部分情况下,氨基酸组成分析对多肽和小分子蛋白质可提供某些有用的结构资料,但对大分子蛋白很难确定。在大多数情况下,氨基酸定量分析也可用于确定蛋白质含量。,3、N末端和C末端氨基酸测序,末端氨基酸序列分析是用以鉴别多肽或蛋白质的氨基端和羧基端的性质及均一性。作为重组蛋白质和肽的重要鉴别指标,一般要求至少测定N-末端15个氨基酸、C-末端13氨基酸。如发现预期产品的氨基酸末端是异质的,应用适宜分析方法测定变异体的相对含量。
5、,4、肽图,用酶或化学物选择性地将产品切成片段,切成的片段用HPLC、SDS-PAGE电泳法、质谱法测定。验证的方法测得的原料药或制剂的肽图,可作为批检验中确证预期产品结构的方法。,5、巯基和二硫键,二硫键和巯基与蛋白质的生物活性密切相关,发生错误配对,不但活性降低而且会引起抗原性增加。根据预期产品基因序列推导出半肮氨酸残基,采用肽图制备(还原和不还原情况下)、质谱或其他适宜的技术,测定游离SH基和/或二硫键的数目和位置。,评价用生物技术方法生产的糖蛋白时,应考虑糖基化位点的上调或下调及其对生物活性、代谢、稳定性、溶解性的影响。每一种真核细胞具有其独特的糖基化能力称为它的糖类型,通过基因工程方
6、法将一种糖蛋白在不同细胞中表达,可以导致生产不同类型的糖蛋白,即使在相同的细胞类型中,也可能会出现糖形成时由于一些寡糖的精细结构不同等而产生截然不同的糖蛋白。,6、糖结构,对于糖蛋白,要测定糖含量(中性糖、氨基糖、唾液酸)。另外,应尽可能分析多肽链的糖链结构、寡糖类型(触角形状)和糖基化位点。,二、生物学活性测定和比活性,1、意义:1)生物技术产品的化学本质为蛋白质、多肽,其活性由产品的氨基酸序列或其空间结构所形成的活性中心所决定的,与其绝对质量不一致。2)生物技术产品的生物学活性与药效学基本相一致。3)利用生物学活性建立的测定效价体系,是给药品定量的依据,保证产品药效的重要手段。,有效的效价
7、测定是生物技术原料药和/或制剂规范的组成部分。当原料药采用一种效价测定方法时,其制剂可用另一种方法(物理化学的和/或生物学的)测定。但应提供选择方法的依据。,效价测定一般原则:1、国际通用方法;2、测定结果须用国际或国家标准品校正,以国际单位表示。,生物学活性测定方法分类,1)体外细胞培养测定法 a、促进细胞生长作用(G-CSF:NFS-60)b、抑制细胞生长作用(TNF:L929)c、间接保护细胞作用(IFN:VISH;VSV)2)离体动物器官测定法 采用家兔主动脉条测定重组脑利钠肽生物活性。3)体内测定法4)生化酶促反应测定法5)免疫学活性测定法,利用动物体内某些指标变化,定出产品的单位,
8、如EPO活性测定,体内注射EPO后,计算小鼠网织红细胞增加的数量与标准品比较,确定其活性单位。,基于产品与某种物质的结合或产品本身的化学反应为原理设计,具有简便、精确、稳定等特点,如重组链激酶、葡激酶生物活性测定,链激酶、葡激酶和纤溶酶原(h-plg)结合形成复合物激活游离h-plg原为有活性的纤溶酶。,利用制品免疫原性,制备相应单克隆抗体或多克隆抗体,采取 ELISA 法测定其含量。,生物学活性测定方法选择,体内测定和体外测定方法:a、体内测定:即整体动物测定,能为较大范围的重组产品的效价提供有用信息,但费时、昂贵、难操作及同时存在伦理问题,大多数情况下倾向于选择体外测定方法。b、体外测定:
9、可使用分离的器官或组织、原代细胞或传代细胞系,目前最常用方法是连续生长、因子依赖的、克隆化的细胞系的方法,其测定结果比较准确、重现性好、经济、容易使用和便于统计分析。,生物学活性测定方法选择,2、定量、半定量、定性方法 a、通过研究首先选择能够定量评价的方法,最好的选择是背景较低的反应,并且对相关产品有陡峭的、可重复的剂量-反应曲线;其次考虑半定量方法(如NGF),最后考虑定性(如BMP)方法。b、对生产工艺稳定,生物学活性测定方法复杂,可采用其他替代方法(如重组人生长激素用HPLC定量方法代替复杂生物活性测定方法)。,细胞培养法中细胞染色标记方法,3H-thymidine、BrdU 是反映D
10、NA合成、增殖细胞数的比例的。BrdU:首先用BrdU做标记,固定细胞,用核苷酸酶处理后使过氧化物酶结合抗BrdU抗体发生反应。MTT(四氮唑盐):其在活细胞的线粒体中可以定量地被琥珀酸脱氢酶还原为难溶性的蓝紫色结晶物MTT formazan,二甲基亚砜(DMSO)和酸化的异丙醇或酸化的SDS均能溶解紫色结晶物,通过比色法测定MTT formazan的量可以反映线粒体电子传递系统机能,间接表示细胞的生长状态。,Alamar Blue:氧化型Alamar Blue(600nm)可被活细胞中的线粒体酶还原,还原后染料(570nm)发生颜色和荧光改变,颜色和荧光的深浅与活细胞数成正比,可用分光光度计
11、或荧光检测仪检测。Crystal violet:染活细胞后,在比色计中测定光吸收值(A),A值与着染色细胞数成正比。,几种细胞培养测定方法比较 3H-thymidine BrdU MTT Alamar Blue靶向物 DNA合成系统 线粒体电子传递系统检出细胞的状态 增殖 增殖、生存检出法 放射活性 色素、荧光 色素 色素、荧光抽出的必要性+-其他试剂的必要性+-成本(以MTT为1时)60 80-100(试剂盒)1 2缺点 使用同位素 不适合 检出大量未增殖 检出未增 浮游细胞 细胞,处理时费力 殖活细胞,生物学活性测定分析方法,1、用能诱导50%最大反应的待测样品最高稀释度作为参考效价(或滴
12、度),或以此稀释度中所含样品的量为1单位,即以此稀释度的倒数为待测样品所含的单位数。2、比较已知浓度或活性单位样品标准品和待测样品的实验结果。,活性标准品,待测样品,稀释度,a b,A值,生物学测定基本模式图,蛋白质药物的比活性测定的意义,1、比活性:每毫克蛋白质的生物学活性单位。2、蛋白质的空间结构不能常规测定,而它的改变(如二硫键的错误配对)可影响蛋白质的生物学活性,从而影响药效,比活性可以反映此种情况。3、比活性可反映产品生产工艺的稳定情况,可比较不同表达体系、不同生产厂家生产同一产品时的质量情况。4、比活性是重组蛋白质药物不同于化学药的一项重要指标,也是进行成品分装的重要定量依据。,生
13、物活性测定标准范围确定,1、使用验证过的测定和分析方法,并提供用此方法的效价测定平均值和单测定一批误差的可信限范围。2、对于成品的生物活性测定标准,要根据不同方法的特点规定相当标示量的范围,目前,生物活性的测定方法有四类:动物基础、细胞基础、生化(酶)法、特异(免疫、受体)结合法。,不同生物活性测定方法的规定标准表 测定方法 规定标准动物基础的生物活性测定 70%130%标示量细胞基础的生物活性测定 80%120%标示量体外酶法的生物活性测定 85%115%标示量受体结合的生物活性测定 85%115%标示量,生物学活性效价测定过程中标准品的作用,1、生物学活性测定变异范围大,同样制品在不同实验
14、室测定结果差异很大,必须有一个统一的标准。2、标准品的使用,最大限度地减少实验室之间和各种影响测定因素地干扰。,物理化学方法取代生物方法的条件,产品的物理化学方法数据较完善,并已证实其高级结构。物理化学与生物试验之间的关系亦已阐明。工厂已积累了足够数据,可用物理方法取代。当产品仅用物理化学方法表示生物活性,结果应用重量表示。产品出厂检定,工厂可合理选择定量方法(生物测定还是物理化学鉴定),三、蛋白质纯度检查,生物技术原料药和制剂的绝对纯度难以测得,并且所得结果与所用方法有关。原料药和制剂的纯度一般是用几种方法合并估计的。分析方法的选择和优化主要应考虑的因素是预期产品与产品相关物质和产品杂质的分
15、离。,由于生物技术产品及生物制品的分子特征和独特的生物合成过程,产品可含有几种分子实体或变异体。如这些分子实体来源于所预期的翻译后修饰品,则应作为预期产品的一部分。预期产品在生产和/或储存过程中形成的变异体,如其性质与预期产品相似,应作为产品相关物质,而不是杂质。对于批检验,只需选用一部分适用的方法并阐明其纯度测定的合理性。,按WHO规定必须用HPLC和非还原SDS-PAGE两种方法测定,其纯度都应达到95%以上,有的甚至要求达到99%以上。纯度的检查通常是在原液中进行。方法:非还原SDS-PAGE电泳法、HPLC法、毛细管电泳。,(1)非还原SDS-PAGE电泳法:1)银染加样量5ug(11
16、0ng)2)考马斯亮蓝R-250 加样量10ug(100ng)结 果:无明显杂蛋白带出现;目标蛋白量应不低于总蛋白量的95%或98%。蛋白质样品在荷质比均一。,(2)HPLC法:分子筛、反相层析,离子交换层析,尽量采用与SDS-PAGE原理不同的反相或离子交换层析,不主张用分子筛分析。(3)毛细管电泳:简便、快速、灵敏度和分辨率高;价格高、重现性差。,几种检定重组蛋白纯度方法的比较特性 HPLC SDS-PAGE、IEF CE分离机制 极性、非极性分配,电荷、等电点 电荷等 分子大小、离子交换 分析所需时间 10120min 几小时 1030min 分辨力 好 好 好样品体积 1050ul 1
17、50ul 150nl 灵敏度范围 ng ug ngug pg 定量准确性+分析方式 紫外、荧光、折射 紫外(可见、荧光)同HPLC 电化学、放射性 银染、放射自显影仪器价格 中高 低 中高日常消耗 低 高 低自动化 中高 低 中高人力操作 低 高 低制备级 中 中 微量级制备收集样品 可以 可以 较困难,用于研究蛋白质纯度的方法和机制 方法 分析机制 反相HPLC 疏水性 疏水性相互作用HPLC 疏水性 毛细管电泳 荷质比 离子交换HPLC 电荷 等电聚焦 电荷 聚丙烯酰胺凝胶电泳 电荷比 SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳 电荷,分子大小 分子排阻HPLC 分子大小 质谱测量法 分子大小,四、蛋白质含
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 细胞因子 药物 分析
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5374196.html