单抗质量调节工艺|C末端赖氨酸变异体调控策略全解析

时间:2025-03-21

背景聚焦:为何要关注C末端赖氨酸变异体?

电荷异质性是单克隆抗体和融合蛋白类药物的关键质量属性,对药物的稳定性、有效性、免疫原性或药代动力学等具有重要影响。其中,C末端赖氨酸变异体作为碱性峰的主要成分,虽不直接影响药物安全性,但其含量波动会直接影响电荷异质性,同时也反应了工艺制造稳定性和一致性,因此在药物开发和表征中需要进行关注与控制。


解密核心成因:赖氨酸变异体从何而来?

绝大多数IgG抗体重链C末端多以脯氨酸-甘氨酸-赖氨酸(Pro-Gly-Lys)的氨基酸序列结尾,在细胞培养过程中,羧肽酶(以羧肽酶CpB为主)负责切除末端赖氨酸(K),但酶切不完全会导致K0(无赖氨酸)、K1(残留1个赖氨酸)、K2(残留2个赖氨酸)三种变异体共存。由于赖氨酸是碱性氨基酸,不同赖氨酸残留直接改变抗体净电荷,进而形成赖氨酸变异体。

关键酶解机制:羧肽酶B(CpB)分布于CHO细胞内、膜表面及培养上清中,其活性受温度、pH、金属离子等多种因素调控‌。

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三大工艺调控策略:从源头优化质量

一、细胞株选择:宿主细胞的[基因密码]

1、不同宿主细胞对赖氨酸残留影响显著

相同的抗体分子在杂交瘤B细胞中表达C末端以K0, K1和K2三种形式存在,而在CHO细胞中C末端几乎全部为K0形式。

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2、不同minipool表达的抗体具有迥然不同的赖氨酸残留

同一抗体在不同pool中赖氨酸残留差异可达4.9%-30.9%,凸显克隆筛选的重要性‌。

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二、培养基优化:微量元素和氨基酸的[精准配比]

1、 Zn2+与Cu2+平衡

培养基中Zn2+作为羧肽酶B的辅助因子能够提高羧肽酶的酶切效率,而高浓度Cu2+抑制Zn2+吸收进而降低Zn2+与羧肽酶B的结合,降低剪切效率。

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2、精氨酸和赖氨酸含量

培养基中赖氨酸和精氨酸浓度升高会显著抑制羧肽酶活性,当培养基中赖氨酸和精氨酸含量从2mM增加至10mM时,抗体C端赖氨酸变异体比例从18.7%上升至31.8%。

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3、牛磺酸增效

添加牛磺酸能够上调碱性羧肽酶表达和提高细胞外碱性羧肽酶活性,将赖氨酸变异体含量从12%下降至8%,同时减少蛋氨酸和色氨酸氧化,进一步降低碱性峰的比例。

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三、工艺参数调控:藏在参数里的[温度魔法]

降低温度

当培养温度从37℃降低至32℃时,羧肽酶B的mRNA转录水平下降35%,酶活性降低,赖氨酸变异体含量增加。

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结语:质量源于设计的实践

通过细胞株筛选、培养基组分优化及工艺参数调控,可实现C末端赖氨酸变异体的精准控制。这不仅提升单抗药物的电荷均一性,更为生产工艺的稳定性和规模化生产提供技术保障‌。


赋成生物工艺平台特色

CHO宿主细胞平台,灵活匹配项目需求

1、野生型CHO K1:经典可靠,适用广泛;

2、CHO K1-AF(岩藻糖敲除):优化糖基化修饰,提升抗体药物效能;

3、CHO K1-GSKO(GS敲除):提高筛选效率,快速产生高产克隆。


自主培养基开发,精准调控产品质量

1、平台化培养基矩阵,涵盖种子复苏、扩增和生产培养基,蛋白表达量比肩进口品牌;

2、配方开发与高通量优化平台,实现培养基成分层面精准调控质量。



参考文献

[1] Dick L W , Qiu D , Mahon D ,et al.C-terminal lysine variants in fully human monoclonal antibodies: investigation of test methods and possible causes.[J].Biotechnology & Bioengineering, 2010, 100(6):1132-1143.

[2] Luo J , Zhang J , Ren D ,et al.Probing of C‐terminal lysine variation in a recombinant monoclonal antibody production using Chinese hamster ovary cells with chemically defined media[J].Biotechnology & Bioengineering, 2012, 109(9):2306-2315.

[3] Zhang X , Tang H , Sun Y T ,et al.Elucidating the effects of arginine and lysine on a monoclonal antibody C-terminal lysine variation in CHO cell cultures[J].Applied Microbiology and Biotechnology, 2015, 99(16):6643-6652.

[4] Liu M , Wang J , Tang H ,et al.Cell culture medium supplemented with taurine decreases basic charge variant levels of a monoclonal antibody[J].Biotechnology Letters, 2018, 40.DOI:10.1007/s10529-018-2606-4.

[5] Zhang, X.Sun, Y. T, et al Culture temperature modulates monoclonal antibody charge variation distribution in Chinese hamster ovary cell cultures[J].Biotechnology Letters, 2015, 37(11):2151.

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