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重组DNA蛋白制品的特性分析

2021.12.03

  研发阶段以物理、化学和生物学方法对重组DNA蛋白制品的理化特性、生物学活性、免疫学特性、纯度和杂质等进行严格的特性分析鉴定是确保产品安全有效,建立并确定制品质量标准的基础。需采用广泛的分析技术来展示目标分子的理化性质(分子大小、电荷、等电点、氨基酸组成、疏水性等),以及对糖基化等各种翻译后修饰进行充分鉴定,并纳入适当的检测,以确认制品具有预期的构象、聚集和(或)降解状态及其高级结构。必要时,应采用新型分析技术用于特性分析。特性分析至少应包括以下范畴。

  1 理化特性

  一级结构

  一级结构,即包括二硫键连接方式的氨基酸序列(包含二硫键的完整性和正确性、游离疏基)。应尽可能采用综合的方法测定目标制品的氨基酸序列,并与其基因序列推断的理论氨基酸序列进行比较。

  氨基酸序列测定还应考虑可能存在的N端甲硫氨酸(如大肠埃希菌来源的制品),信号肽或前导序列和其他可能的N端、C端修饰(如乙酰化、酰胺化或者由于外肽酶导致的部分降解以及C端加工、N端焦谷氨酸等),以及各种其他异质性(如脱酰胺化、氧化、异构化、碎片化、二硫键错配、N-连接和O-连接的寡糖、糖基化、聚集等)。

   糖基化修饰

  应对糖基化修饰进行全面的分析和确定,如糖基化修饰与制品半衰期和生物学活性相关,则应确定糖的含量(如中性糖、氨基糖和唾液酸)。糖型结构可能与不良反应相关(如非人类的糖型结构或其残基),应尽可能对糖链的结构、糖型以及多肽链的糖基化位点进行深入分析。必要时应进一步就电荷异质性进行检测分析。

  高级结构

  应通过适合的理化方法分析高级结构,并且通过生物学功能来确认。生物学活性是对高级结构的确证,也可采用体外或体内证实其治疗功能的活性分析方法,作为高级结构确证的补充。

  聚乙二醇修饰蛋白质的分析不仅限于平均修饰率,还应包括修饰位点等分析。

  2 生物学活性

  生物学活性测定应基于制品实现确定的生物学效应的特定能力或潜力。可采用体外或体内方法或生物化学(包括免疫化学试验)方法和(或)适宜的物理化学分析方法进行评估,如效价测定(以单位或国际单位表示)和(或)含量(以质量/重量表示)测定。

  3 免疫化学特性

  需全面说明制品的相关免疫学特性。应采用纯化的抗原和抗原确定的区域进行结合实验测定免疫学特性。必要时应确定亲和力和免疫反应性(包括与其他类似结构蛋白的交叉反应性)。应对目标分子中与相应表位作用的部分进行分析确证,包括对这些结构的生物化学鉴别(如蛋白质、低聚糖、糖蛋白、糖脂)和相关适合的特征研究(如氨基酸序列和糖型)。

  糖基化和聚乙二醇化可能影响制品的药理学性质和免疫原性,应进行适当的特性研究。

  4 纯度、杂质和污染物

  生物技术制品杂质主要包括制品相关杂质、工艺相关杂质以及外源污染物。应尽可能地对杂质进行分析鉴定,并采用适宜的方法评价其对生物学活性的影响。

  制品相关物质/杂质

  制品相关物质/杂质主要源于生物技术制品异质性和降解产物。末端氨基酸异质性、电荷异质性、分子大小变异体以及包括糖基化在内的各类翻译后修饰等异质性(如C端加工、N端焦谷氨酸化、脱酰胺化、氧化、异构化、片段化、二硫键错配、N-连接和O-连接的寡糖、糖基化、聚集)可能导致其组成中存在几种分子或变异体,应对目标制品的各种分子变异体进行分离、鉴别和分析,如变异体的活性与目标制品一致时,可不作为杂质。但应考虑在生产和(或)贮存期间产品降解产物是否显著增加及其与免疫原性的相关性。

  工艺相关杂质

  工艺相关杂质包括来源于生产工艺本身,主要涉及细胞基质来源、细胞培养来源和下游工艺三个阶段。应对潜在的工艺相关杂质(如宿主细胞蛋白质、宿主细胞DNA、细胞培养残留物、下游工艺的残留物等)进行鉴别、评估,并进行定性和(或)定量分析。

  污染物

  污染物系指所有引入且并非生产过程所需的物质(如各种微生物、细菌内毒素)。应严格避免引入污染物并对其进行相应控制。此外,还应考虑采用其他适宜检测方法,对可能污染的包括肽聚糖等在内的“非细菌内毒素促炎性污染物”进行控制。

  5 含量

  应采用适宜的物理化学和(或)免疫化学方法进行含量测定。以适宜的参考品为对照,蛋白质含量(以质量或重量/体积表示)可通过合适的方法进行测定(如HPLC)。蛋白质含量也能通过一个绝对定量的方法测定,可采用第二种绝对定量的含量测定方法进行溯源和验证,如果偏差太大,应考虑采用其他方法重新测定。

  6 标准物质

  应选择已证明足够稳定且适合临床试验的一个(多个)批次,或用一个代表批次作为标准物质,用于鉴别、理化和生物学活性等各种分析,根据重组DNA蛋白制品特性,应采用现有最先进的方法对标准物质做全面深入的表征/特性分析。标准物质的建立和制备可参照“生物制品国家标准物质制备和标定”的相关要求。

  用于理化测定等方面的对照品,如用于肽图或等电点测定的对照品,可用原液直接分装制得,一般-70℃以下保存。根据重组DNA蛋白制品特性应对对照品进行必要的分析鉴定,包括蛋白质含量、比活性、等电点、纯度、N端氨基酸序列、质谱分子量、液质肽图、二硫键分析、糖基分析(真核表达)等。


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