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基于EAD碎裂的生物制品關(guān)鍵質(zhì)量屬性的MAM策略

閱讀:484      發(fā)布時間:2022-6-17
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Multi-Attribute Method(MAM)是基于質(zhì)譜的一種自動化分析方法,可以實現(xiàn)在生物制品研發(fā)和生產(chǎn)過程中,用質(zhì)譜方法一次進樣同時監(jiān)測多個產(chǎn)品質(zhì)量屬性(PQA),從而將質(zhì)譜這一傳統(tǒng)意義上用于研發(fā)的分析技術(shù),應(yīng)用于產(chǎn)品放行。如何可信地表征生物制品的關(guān)鍵質(zhì)量屬性(PQA)一直是生物制藥企業(yè)MAM技術(shù)的核心問題。基于碰撞誘導(dǎo)解離(CID)的MAM工作流程通常需要結(jié)合互補的MS/MS技術(shù)用于鑒定氨基酸同分異構(gòu)體等PQA。傳統(tǒng)的ExD碎裂受限于過長的循環(huán)時間和低靈敏度,無法在單針進樣的情況下實現(xiàn)相關(guān)PQA的MAM分析流程,而基于全新電子活化解離(EAD)的MAM技術(shù),單針進樣即可準(zhǔn)確,快速,靈敏且可重現(xiàn)地分析生物制品的PQA,如氨基酸同分異構(gòu)體等。


多質(zhì)量屬性監(jiān)測MAM:

MAM是一種功能強大的LC-MS方法,用于同時監(jiān)測和量化生物制品的多個產(chǎn)品質(zhì)量屬性(PQA)或關(guān)鍵質(zhì)量屬性(CQA)。傳統(tǒng)意義上,基于CID的MS/MS被用作鑒定的第一步,然后使用基于MS或MS和MS/MS工作流進行量化。然而,基于CID的MS/MS方法不可能對發(fā)生脫酰胺化的肽段進行全序列確認(rèn),包括區(qū)分亮氨酸與異亮氨酸、天冬氨酸與異天冬氨酸(Asp vs. isoAsp)以及脆弱修飾(如糖基化)的定位。因此,基于CID的鑒定工作流程必須依賴于互補的MS/MS技術(shù),在對所選物種進行量化之前,在單獨的實驗中使用其他更先進的儀器。我們可以使用基于EAD的平臺方法5,6解決這一挑戰(zhàn),該方法能夠在單針進樣中使用MAM對PQA進行可靠、準(zhǔn)確的識別、量化和監(jiān)測(圖1)。


圖1:基于EAD的MAM工作流程。ZenoTOF 7600系統(tǒng)提供的EAD平臺方法1-4為序列確認(rèn)和翻譯后修飾(PTM)的識別提供了可靠的肽圖結(jié)果,并能夠區(qū)氨基酸分異構(gòu)體。這是MAM獲得這些PQA和CQA準(zhǔn)確量化結(jié)果的先決條件。用于肽圖分析的Biologics Explorer軟件和用于PQA和CQA量化的符合合規(guī)要求的SCIEX OS軟件的結(jié)合,使基于EAD的MAM工作流成為一個簡化的單針進樣過程。


基于EAD的MAM工作流的主要特點:

1

可靠的PQA識別和氨基酸異構(gòu)體區(qū)分:單針進樣的EAD平臺方法可以區(qū)分氨基酸異構(gòu)體和翻譯后修飾(PTM),這對傳統(tǒng)表征和MAM方法具有挑戰(zhàn)性。


2

簡化的數(shù)據(jù)流:可定制的PQA列表將Biologics Explorer軟件中的肽圖結(jié)果與符合合規(guī)性要求的SCIEX OS軟件將PQA量化和監(jiān)測關(guān)聯(lián)起來。

3

強大的肽圖軟件:Biologics Explorer軟件為肽圖分析和PQA選擇提供了強大的算法和優(yōu)化的工作流。

4

合規(guī)性:PQA量化和監(jiān)控。


MAM流程概述:


圖2:Biologics Explorer軟件結(jié)合合規(guī)軟件SCIEX OS的MAM工作流。在此流程中,使用Biologics Explorer軟件從EAD DDA數(shù)據(jù)的肽圖中非常可信地確定了mAb的PQA。選擇感興趣的PQA并將其導(dǎo)出到.txt文件,然后導(dǎo)入到使用SCIEX OS軟件的分析模塊創(chuàng)建的處理方法中。峰面積積分使用MQ4算法執(zhí)行,然后創(chuàng)建用于相對PQA量化和監(jiān)測的自定義模板。報告功能提供了許多用于自定義和選擇不同文件格式的選項,例如word文檔和pdf文檔。



PQA的監(jiān)控:


分析模塊提供了充分的靈活性,可以在處理方法中構(gòu)建自定義公式,用于計算PQA的豐度百分比7-8。圖3顯示了VVSV肽段PQA的量化結(jié)果,該結(jié)果是通過將帶有自定義公式的處理方法應(yīng)用于NISTmAb對照品的3次重復(fù)進樣,并持續(xù)給予加熱壓力而獲得。考慮到定量結(jié)果的嚴(yán)格性,計算的百分比豐度在CID和EAD方法中均具有高度的重現(xiàn)性(%CV<10%)。

圖3:SCIEX OS軟件的分析模塊對PQA的相對定量結(jié)果,圖標(biāo)列出了以NISTmAb為對照,熱壓情況下三次進樣VVSV肽段的異構(gòu)化和脫酰胺化峰面積的豐度百分比。


從0天到10天持續(xù)給與加熱壓力,脫酰胺化程度Asp和不同isoAsp形式的百分比值顯著增加。為了快速檢查結(jié)果,SCIEX OS軟件提供了用于可視化的度量圖(圖4A),或者可以使用其他繪圖選項在Excel中導(dǎo)出和處理結(jié)果(圖4B)。

圖4:MAM的可視化結(jié)果。圖(A)和圖(B)都展示了重復(fù)進樣的PQA量化的重現(xiàn)性,以及MAM工作流監(jiān)測PQA豐度百分比的能力,以用于不同時間節(jié)點研究。



總結(jié):

1.PQA的可靠識別及氨基酸異構(gòu)體的明確區(qū)分對于MAM的成功實施至關(guān)重要。


2.通過基于EAD碎裂的DDA采集方法,可以區(qū)分脫酰胺作用中的Asp和isoAsp異構(gòu)體,脫酰胺化是PQA的一個重要類別,可能影響藥物的療效和安全性。


3.通過現(xiàn)成的工作流程模板,Biologics Explorer軟件實現(xiàn)了高效識別,該模板提供了可靠的肽圖結(jié)果和可視化工具,能夠?qū)QA列表導(dǎo)出到SCIEX OS軟件進行量化。


4.符合法規(guī)要求的SCIEX OS軟件為PQA的峰提取和相對定量提供了強大的算法和工具。


5.通過Biologics Explorer軟件和合規(guī)的SCIEX OS軟件之間的數(shù)據(jù)流,實現(xiàn)了從識別到量化的有效MAM工作流。


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