通过早期发现筛选预测抗体可开发性

方案标题： 通过早期发现筛选预测抗体可开发性

检测样品：单克隆抗体

检测项目：抗体可开发性评估

应用领域： 制药

方案摘要：

Merck的研究人员在mAbs杂志分享了抗体可开发性评估流程。在早期筛选阶段使用高通量分析方法对抗体进行表征(比如纯度、热稳定性、结合活性等)之后将产生的大量实验数据上传至数据管理系统，进行关联分析排序，从而选择具有最小风险的抗体进行开发。

方案详情:

研究人员对152个单克隆抗体使用不同的分析方法（包括UP-SEC 聚集，PR检测解链温度Tm，聚集起始温度Tagg，毛细管电泳检测纯度等）进行高通量检测后，制作关联分析热图，根据关联性强弱进行分群（图2）。相关系数为1，红色区域为强烈的正相关；相关系数为0，灰色区域无相关性；相关系数为-1，蓝色区域为强烈的负相关。

图1. spearman相关系数热图

表1为相关性最高的实验结果（如spearman相关系数ρ＞0.5，p＜0.001），可以看到使用PR检测到的解链起始温度Tonset，解链温度Tm以及聚集起始温度Tagg有很高的相关性，并且Tonset，Tm及Tagg与高等电点 ，抵抗聚集体形成之间呈现非常强的关联，接下来研究人员将这些指标应用到抗体的筛选中。

表1. 相关性最强的实验结果

mAb87纯化后由低pH调节到7时出现白色沉淀，造成20%的蛋白损失并出现2%可溶性聚集，可能是因为pI较低造成。pI较低也可能会带来风险，例如影响宿主细胞蛋白或病毒蛋白的清除，因此研究人员生产了9个variants以提高pI。根据10种抗体的PR，SEC，毛细管电泳等检测结果（图3）进行可开发性比较后发现mAb107（红框处）的纯度，热稳定性，聚集倾向，等电点均有明显的提升。

图2. mAb87及其variants可开发性比较

研究人员选取mAb87，mAb107及其突变体mAb111进行大量纯化检测后发现，mAb107及其突变体mAb111几乎所有的下游工艺开发属性均得到了提升（图4），例如溶解度提升，自相互作用变弱。50℃放置10天后用流式细胞仪计算颗粒数量，从mAb87的8053个降低至不到2000个。结果表明通过SEC、热稳定性Tonset,Tm、胶体稳定性Tagg进行早期的可开发性评估，可以快速锁定属性最佳的候选分子。

图3. 工艺开发属性对比

在进行早期可开发性评估时，通常可用于检测的样品量较少并且需要检测结合活性、稳定性等多种参数。PR只需10μl样品，一次运行可检测48个样品并同时得到解链起始温度Tonset,解链温度Tm，聚集起始温度Tagg三种关键参数,帮助用户降低成本，提升筛选效率，快速发现最合适的候选抗体。