[发明专利]使用浓度相关的自相互作用纳米粒子光谱法确定蛋白质自缔合的可能性的测定

说明书

提供了用于生产具有高稳定性的高浓度蛋白质制剂的方法。用于选择具有高自相斥特性的蛋白质和制剂条件的测定法用作所述生产过程中的早期步骤。具体地，蛋白质浓度相关的自相互作用纳米粒子光谱法用作蛋白质胶体相互作用测定法。

技术领域

本发明大体来说涉及选择用于开发和商业化的治疗性蛋白质；并且更具体来说，涉及选择具有高可能性轻松达到高蛋白质浓度同时具有较低可能性形成聚集体的蛋白质。本发明具体来说涉及评估蛋白质胶体相互作用以及选择蛋白质以在高浓度下配制。

背景技术

大生物分子-“生物治疗药物”-是一类重要的药物。例如，单克隆抗体提供精确的治疗特异性、长的生物制剂半衰期和高的安全特征。

鉴于尺寸和复杂性，生物治疗药物难以生产和配制。大多数生物治疗药物被配制成冻干固体或液体制剂，并且这些分子的稳定性是一个重要问题。稳定性不仅影响最终产品的保质期，还影响生产过程。

根据定义，大分子具有大的分子量。因此，几摩尔药物包括相对大的质量。例如，抗体的分子量约为每摩尔150000克，而像阿托伐他汀这样的小分子药物的分子量约为每摩尔560克。因此，为了获得有效剂量，需要高质量的蛋白质药物。随着更多的药物被配制用于皮下注射，所述高质量必须适应小体积。为了容纳有效治疗剂量，生物治疗药物的皮下制剂必须达到高(约50mg/mL或更高)或非常高(约100-250mg/mL)的浓度，与此同时粘度保持在可控水平。

随着大分子被塞入小空间并且蛋白质分子之间的距离减小，胶体相互作用的频率，即，一个分子对另一个分子的通过空间效应增加。蛋白质自身相互作用(胶体相互作用)通常在能量上很弱，通常是可逆的和非特异性的。这些相互作用与蛋白质相关，并且受pH、盐和其他添加剂的影响。在某些情况下，相互作用可能是净相吸的、相斥的或中性的。相互作用的性质和程度可取决于蛋白质的浓度。

胶体相互作用跨越广谱的相互作用(势能)，所述相互作用用维里系数量化。B₂₂表示成对相互作用，B₂₂₂表示3体相互作用，B₂₂₂₂表示4体相互作用，等等。正维里系数值表示相斥相互作用，负维里系数表示相吸相互作用，而零维里系数表示理想状态。

胶体相互作用通常存在于超过～2mg/mL的蛋白质溶液中，并且在超过～40mg/mL的溶液中变得显著。在较低浓度下，空间和静电力往往占主导地位。随着蛋白质浓度的增加，情况变得更加复杂。随着生产和配制期间蛋白质浓度的增加，胶体相互作用成为问题。

胶体相互作用影响蛋白质生产期间的各种下游过程。根据相互作用的性质和程度，这些力可能是有益的或有害的。胶体相互作用影响色谱性能、超滤和渗滤(UF/DF)、渗析、粘度和溶液处理，以及蛋白质在溶液中的稳定性。胶体相互作用也影响储存期间的长期稳定性，所述存储期间可形成低聚物和多聚体，以及蛋白质聚集体。因此，在投入资源开发特定蛋白质治疗剂之前，蛋白质的维里系数评估提供重要信息。

维里系数分析是一个已经建立且高度活跃的探索领域。目前评估特定蛋白质的维里系数(B₂₂或密切相关的A₂)的方法包括膜渗压测定法、沉降平衡分析超离心法、自相互作用色谱法、静态光散射法 (SLS)、扩散或沉降相互作用参数法，以及自相互作用纳米粒子光谱法(SINS)。