[发明专利]评估细胞培养介质上清液中生物分子还原风险的方法

说明书

本发明提供一种评估细胞培养介质上清液中生物分子还原风险的方法，所述方法包括：(1)确定生物分子拟阈值还原水平L_th；(2)测定所述细胞培养介质上清液的还原水平L_d；和(3)比较L_d与L_th以判断还原风险的存在，其中，若L_d大于或等于L_th，则表示有还原风险。本发明还提供一种控制细胞培养介质或细胞培养介质上清液中生物分子还原的方法，以及相关试剂在其中的用途。

技术领域

本发明一般涉及生物制药领域；具体地，涉及生物分子生产过程中还原风险的评估。

背景技术

生物分子(例如，抗体)的还原现象常发生在细胞培养纯化的生产过程中，具体表现为在细胞培养液收获澄清后的放置期间，目标蛋白质(例如，抗体)的亚基间二硫键被还原为自由巯基，导致分子结构被破坏。

当前关于还原现象的机理研究已较为全面。还原的发生主要基于硫氧还蛋白(Trx)系统，或基于谷胱甘肽系统。在NADPH的存在下，蛋白质的二硫键在相关还原酶的作用下被还原为自由巯基。还原现象的产生主要归因于细胞破碎，致使有还原能力的细胞内容物释放到细胞培养液中。二硫键对于蛋白质分子折叠、构象和功能具有重要作用。二硫键的还原除了会影响蛋白质分子功能之外，还会产生蛋白质分子相关杂质，且可能影响产品稳定性。

在生物分子生产过程中，预防上述还原现象的发生至关重要。当前报道和采用的防还原措施主要有：通气(例如，空气或氧气)以提高溶氧，通气并降温、添加弱氧化剂(例如，硫酸铜)，或过氧化氢，或添加硫氧还蛋白还原酶抑制剂等。防还原措施的采取一方面增加了工艺操作的复杂性，另一方面还可能影响产品质量。例如已有报道提出，通气会造成生物分子酸性峰增加(参见例如，Mun Melissa等，Biotechnology and bioengineering，2015，112(4))；弱氧化剂的添加会增加不希望的生物分子氧化风险，抑制剂(如金属类抑制剂)的添加会带来后续去除的负担且可能对产品质量产生负面影响。因此，若非必要，尽量不采取防还原措施。如果温和措施满足要求，不采取强防还原措施。

本领域迫切需要评估细胞培养介质上清液中生物分子(例如，抗体)还原风险的方法，以为后续判断是否需要采取还原措施和有针对性地采取防还原措施提供有利支持。

发明内容

经长期研究，发明人发现并提出了评估细胞培养介质上清液中生物分子还原风险的方法。所述方法能够定性、定量地评估给定生物分子所处的细胞培养介质上清液的还原水平，准确预测生物分子发生还原的可能性及还原程度，以能够按需采用和选择适当的防还原措施。

所述方法特别地适合用于在目标蛋白质(例如，抗体)的大规模生产中实时、快速、准确地预测目标蛋白质(例如，抗体)还原风险，为后续防还原措施的选用提供必要信息，从而一方面避免目标蛋白质(例如，抗体)在生产过程中的结构的破坏，另一方面避免了不必要的防还原措施对目标蛋白质质量造成的不良影响，和避免了不必要增加生产工艺复杂性的影响。促进了产品产率和质量的提高。

一方面，本发明提供一种评估细胞培养介质上清液中生物分子还原风险的方法，所述方法包括：

(1)确定生物分子拟阈值还原水平L_th；

(2)测定所述细胞培养介质上清液的还原水平L_d；和

(3)比较L_d与L_th以判断还原风险的存在，其中，若L_d大于或等于L_th，则表示有还原风险。

另一方面，本发明提供一种控制细胞培养介质或细胞培养介质上清液中生物分子还原的方法，所述方法包括：

(1)确定生物分子拟阈值还原水平L_th；