[发明专利]用于定量和修饰蛋白质粘度的系统和方法

说明书

提供了用于确定蛋白质中对那些蛋白质的制剂的粘度有贡献的区域的系统和方法。还提供了用于修饰浓缩蛋白质制剂的粘度的方法。

技术领域

本发明总体涉及用于预测高浓度治疗性抗体的粘度的方法。

背景技术

单克隆抗体是一类快速增长的生物疗法。单克隆抗体具有广泛的适应症，包括炎性疾病、癌症和传染性疾病。市售单克隆抗体的数量正在快速增长，预计到2020年将有约70种单克隆抗体产品投入市场(Ecker，D.M等人，mAbs，7：9-14(2015))。

当前，治疗性抗体最普遍使用的施用途径是静脉内(IV)输注。然而，皮下注射正越来越多地用于需要频繁给药的慢性疾病患者。即用型预填充注射器或自动注射笔允许患者自行施用治疗性抗体。用于皮下注射的抗体制剂通常比IV输注更浓缩，因为皮下注射是单次推注施用(通常是1-1.5mL)，相比之下在IV输注的情况中则是随时间推移缓慢输注抗体。

制备高度浓缩的治疗性单克隆抗体遇到的常见挑战是高粘度(Tomar，D.S.等人，mAbs，8：216-228(2016))。高粘度可导致注射时间增加和注射部位疼痛加剧。除了施用问题外，高粘度抗体还在抗体溶液的生物加工过程中带来问题。高粘度可增加加工时间，使药物产品不稳定，并且增加制造成本。短程静电和/或疏水蛋白质-蛋白质相互作用以及电粘效应可影响抗体的浓度依赖性粘度行为。

表征抗体的构象和结构动力学可能是主要的分析挑战。许多可用的结构技术要么高度复杂，从而需要非常专业的技能和大量样品(＞μM量)，要么分辨率低，从而使得难以进行详细的结构分析。因此，期望具有可用的技术，该技术可以低样品需求、良好的分辨率和相对快速的周转时间探测蛋白质结构。

因而，本发明的一个目的是提供用于鉴定蛋白质中对该蛋白质的制剂的粘度有贡献的区域的方法。

本发明的另一个目的是提供用于修饰浓缩蛋白质溶液的粘度的方法。

发明内容

提供用于确定蛋白质中对那些蛋白质的制剂的粘度有贡献的区域的系统和方法。还提供了用于修饰浓缩蛋白质制剂的粘度的方法。

一个实施方案提供一种用于鉴定蛋白质中对该蛋白质的粘度有贡献的区域的方法，该方法通过如下来实现：在微透析筒中以含有氘的缓冲液对该蛋白质的样品进行微透析，持续至少两个不同的时间段。随后淬灭该微透析。然后使用氢/氘交换质谱系统分析淬灭的样品，以确定样品中的蛋白质中相对于其他蛋白质区域具有降低的氘水平的区域。蛋白质中具有降低的氘水平的区域对蛋白质的粘度有贡献。

在某些实施方案中，蛋白质样品具有介于10mg/mL至200mg/mL的蛋白质浓度。

在一些实施方案中，在pH介于5.0至7.5之间的缓冲液中对蛋白质样品进行微透析。用于蛋白质样品的优选缓冲液是pH 6.0的10mM组氨酸。示例性的含氘缓冲液包括pH6.0的10mM组氨酸中的氘。通常，微透析在2℃至6℃，优选在4℃下进行。在一些实施方案中，微透析在20℃至25℃下进行。不同的样品可透析不同的时长，例如，一个样品可透析4小时，而另一个样品可微透析24小时。在一些实施方案中，将样品透析30分钟、4小时、24小时或过夜，即26小时。

在某些实施方案中，淬灭步骤通常在-2℃至2℃下进行1至5分钟。

在一些实施方案中，该方法包括在质谱分析之前将蛋白质消化成肽的步骤。

另一个实施方案提供一种修饰蛋白质药物的粘度的方法，该方法通过如下来实现：根据所公开的方法鉴定蛋白质药物中对该蛋白质药物的粘度有贡献的区域，以及修饰被鉴别为对该蛋白质药物的粘度有贡献的所述蛋白质药物区域以修饰蛋白质药物的粘度。可以通过在所述至少一个区域中置换一个或多个氨基酸来修饰被鉴定为对药物的粘度有贡献的所述区域，以根据需要降低或增加粘度。