近年来,多模式层析替代传统模式层析被越来越多地应用于生物治疗药物的纯化过程当中。多模式层析通常包含离子交换层析和疏水层析,以不同类型的杂质或蛋白与填料配体之间的多种相互作用模式来达到更强的选择性和更高的灵敏度。另外多模式层析填料的一些特性,如耐盐性等,也使得其相比于一般的离子交换填料更具优势。
本文综述了多模式或多模式层析在生物治疗药物纯化中的应用,不仅包括市面上各种填料的应用,还包括它们在不同类别生物治疗药物纯化中的应用,例如单克隆抗体、抗体片段和融合蛋白等。
1单克隆抗体高成本的proteinA亲和填料,有限的使用次数和proteinA泄露是现有的mAb平台纯化流程中存在的一些关键瓶颈。在单克隆抗体的大规模生产中,维持proteinA亲和填料的性能也是一个重要问题。多模式层析可以克服以上问题,一个很好的替代选择。
KaleasKA等评价了使用CaptoMMC填料进行多模式层析,从哺乳动物细胞培养液中选择性捕获和纯化单克隆抗体的性能。他们观察到CaptoMMC可以作为proteinA亲和层析的有效替代方法。DBC为10-53g/LResin。使用不同的洗脱策略,如pH梯度洗脱、盐梯度洗脱以及含尿素的氯化钠梯度洗脱,可以获得纯度与亲和捕获过程相当的产品[1]。
许多研究人员已经成功地证明了疏水电荷诱导填料对单克隆抗体产品的有效捕获。然而,非特异性相互作用和较低的效率(与蛋白A填料相比)是疏水电荷诱导层析(HCIC)的一些瓶颈。但是,将HCIC层析与离子交换层析或疏水作用层析等其他层析步骤相结合,可以成功地提高单抗捕获效率。例如有研究发现在两个多模式层析后使用AEX膜过滤后获得的产品质量可与使用传统纯化平台获得的产品质量相媲美[2]。
苯基硼酸也被证明是一种多模式配基,可以有效捕获CHO细胞产生的mAb治疗药物,收率高达99.00%,产品纯度在81.00%。
另外有研究表明CaptoAdhere和另外两种苄胺和丁胺配基的多模式填料中同时存在的疏水和静电相互作用,可以有效地提高单抗产品中聚集体清除能力[3]。陶瓷羟磷灰石(CHT)也具有有效的单抗聚体去除能力。同样的还有ToyopearlMX-Trp-M多模式填料[4]。CaptoMMC在各种移动调节剂(如乙二醇、精氨酸、硫氰酸钠、尿素和硫酸铵)的存在下可以显著提高单抗产品中HCP的去除水平[5]。不同的离液性(chaotropic)和亲液性(kosmotropic)盐的混合物会影响多模式层析中的结合洗脱机制以及聚体的分离能力。
近年来,新型多模式配体的发展势头日益强劲。4-TerPSEA,5-Br-2-PSEA,2-QSEA和4-PSEA配基的琼脂糖多模式填料允许单抗在pH为5到7之间洗脱,从产品质量的角度看,这比传统的ProteinA亲和层析在酸性pH条件下洗脱更好,并且能够更有效地清除CHO细胞培养液上清中的HCP[6]。
2抗体片段CaptoMMC可以有效地捕获单链可变抗体片段,产品回收率为80-90%,并且可以将内*素降低90%[7]。多模式层析技术可能会成为一种高效纯化噬菌体展示库和酵母展示库中产生的ScFv和fab片段的工具。小的双特异性抗体片段,如BiTes(双特异性T细胞Engagers)和双体也可以很容易地使用多模式层析纯化。
3重组蛋白CaptoMMC和Captoadhere用于纯化Fc融合蛋白,有利于去除错误折叠的蛋白质[8]。(其余部分略)
本文综述了多模式层析在生物治疗制剂纯化中的各类应用。从文中所涉及的应用案例及其有效性中可以看出多模式层析的明显优势,这包括配体类型的多样性,显著提高的选择性,成本的降低和配体稳定性的增强,以及更宽的上样样品电导率和pH值的操作窗口,对盐的耐受性。另外多模式层析直接捕获产品的能力也将成为其获得成功的一个关键领域。参考文献[1]Kaleas,K.A.;Tripodi,M.;Revelli,S.;Sharma,V.;Pizarro,S.A.EvaluationofamultimodalresinforselectivecaptureofCHOderivedmonoclonalantibodiesdirectlyfromharvestedcellculturefluid.J.Chromatogr.B,,,-.
[2]Maria,S.;Joucla,G.;Garbay,B.;Dieryck,W.;Lomenech,A.M.;Santarelli,X.;Cabanne,C.Purificationprocessofre