單抗藥物純化的分子機制和過程強化研究

《單抗藥物純化的分子機制和過程強化研究》是依託浙江大學，由林東強擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：單抗藥物純化的分子機制和過程強化研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：林東強
• 項目類別：面上項目

項目摘要

圍繞單克隆抗體的經濟高效分離，以抗CD20單抗為典型對象，探討混合模式層析（MMC）分離單抗藥物的新過程。從分子機制出發，一方面藉助計算機分子模擬方法，分析配基-抗體間分子相互作用，探討配基結構對抗體結合的影響，構建基於分子模擬的配基設計平台，篩選和最佳化設計新型配基；另一方面，引入等溫滴定微量熱法，分析溶液條件、雜質和添加組分等對配基-抗體結合的影響，了解分子作用機制，最佳化抗體的分離條件；在此基礎上，改進分離介質，最佳化分離條件，從而實現過程強化，達到單抗的經濟高效分離，形成單抗藥物分離的新過程，純度達到製劑要求。本項目將建立基於分子模擬和等溫滴定量熱的生物分離機制研究新方法，為生物分離介質和分離過程的最佳化設計提供指導，並推廣到其它單抗和生物活性物質的分離純化過程。

結題摘要

圍繞單抗藥物的經濟高效分離，集中於混合模式層析新方法，一方面從分子模擬入手，構建分子模擬平台，探討配基－抗體間的分子作用機制，設計新型配基；另一方面從實驗研究入手，引入先進分析手段，測定配基-抗體的相互作用，探討抗體結合和解離機制；在此基礎上，以單抗藥物分離純化為目標，製備新型混合模式介質，最佳化分離過程，實現過程的集成和強化。主要成果包括三個方面：第一，基於分子模擬的新型混合模式配基設計：針對混合模式層析的特點，構建分子模擬新方法，分析配基結構、配基密度、蛋白空間取向等影響，從微觀分子尺度揭示了混合模式配基與抗體的作用機制；採用丙氨酸掃描等方法，基於天然配基-抗體的熱點殘基分析，提出TRP和TYR兩種作用模式，設計了新型混合模式配基。第二，配基-抗體相互作用的實驗研究：採用等溫滴定量熱法，測定了配基-抗體結合的熱力學變化，分析配基-蛋白的主要作用力，揭示了混合模式吸附的典型特性；採用表面等離子共振法，測定了配基-蛋白結合的動力學和親和力；採用共聚焦雷射掃描顯微鏡，實時分析介質顆粒內蛋白的分布和變化，探討了pH影響和不同蛋白的競爭性吸附。第三，新型混合模式介質製備和抗體分離過程強化：針對抗體分離，最佳化介質孔徑、配基密度和孔內接枝，製備了新型混合模式介質；測定多組分蛋白吸附，探討抗體結合選擇性，實現了不同抗體類型/片段的分離；採用混合模式層析，從哺乳細胞培養液中分離單抗藥物，包括抗CD20單抗、抗CD52單抗、抗IL-12、抗Her2單抗等，實現了單抗的高效分離，進一步結合擴張床吸附技術，簡化分離步驟，提高分離效率，體現了集成分離的優勢。本項目研究對分子模擬輔助配基設計、蛋白-配基相互作用研究、新型分離介質研製、單抗藥物分離純化等具有很好的指導和推廣作用。