可比性研究|使用HR-MAM方法对原研药与其生物类似药进行可比性研究

可比性研究|使用HR-MAM方法对原研药与其生物类似药进行可比性研究

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可比性研究

生物类似药通常指与参考分子（原研药）高度类似的治疗性生物产品1。世界各地的监管机构，如美国食品药品监督管理局(United States Food and Drug Administration, USFDA), 欧洲药品管理局（European Medicines Agency, EMA）和中国市场监督管理总局（National Medical Products Administration, NMPA）均发布了指导规则，要求证实生物类似药与原研药之间在药品安全性/功效性等方面的相似度1。

随着高分辨质谱（HRAM MS）逐步成为创新药和生物类似药表征*的分析工具，在氨基酸序列确认和化学/翻译后修饰等鉴定中，均起到*的作用2。2015年，Rogers 等2在公开发表的文献中提及可将基于肽图分析的Multi-Attribute Method (MAM) 工作流程用于多重PQA的监控与定量，与此同时还可进行新组分检测（new peak detection）2，进而提供更多产品质量相关信息，并提高生产率。由此，MAM在质量控制（QC）实验室中替代传统分析手段的潜力，引起越来越多生物制药行业和监管机构越来越多的关注2 3。2019年，US FDA的Rogstad等在发表的文献中提及可以考虑使用MAM替代一些常规的QC分析方法4。

图1 赛默飞HR-MAM工作流程

（点击查看大图）

本期我们介绍赛默飞HR-MAM (图 1)工作流程的新进展：对未经处理/不同强制降解条件下的生物类似药与利妥昔原研药进行可比性研究，对多个选定PQA进行有效的鉴定、相对定量和监控，以减少分析实验所花费的时间，并提高生产率。

多PQA选定

助力原研药与生物类似药结构相似性确证：

PQA通常在药物安全性与有效性方面起到重要作用，基于肽图分析表征可以选择适合的PQA，如：糖基化（glycosylation），脱酰胺化（deamidation），琥珀酰亚胺化（succinimide formation），异构化（isomerization），氧化（oxidation），重链C-末端赖氨酸截断（C-terminal lysine truncation），N-末端焦谷氨酸环化（N-terminal pyroglutamate）。

所有被选中的PQA可在BioPharma Finder软件中创建为一个包含该PQA肽段保留时间/质荷比/价态/所有电荷态等信息的工作簿，随后此工作簿被导入至变色龙软件中，用于后续的MAM数据分析。使用HR-MAM工作流程，即使是含量约0.1%的组分，也可通过高分辨质谱平台提供的数据获得高重现性的定性与定量结果。在本文的研究中，选定了下列PQA来证实HR-MAM工作流程用于目标肽段定量的能力，

进而评估利妥昔原研药与生物类似药之间的结构相似性：

重链 N55 脱酰胺化和琥珀酰亚胺化;

重链 N388和N393 脱酰胺化;

重链 N388和N394 琥珀酰亚胺化;

重链 M256 氧化;

重链 D284 异构化;

重链N-糖基化;

重链C-末端赖氨酸截断和轻/重链N-末端焦谷氨酸环化。

PQA相对定量

兼具稳健性与重现性，MAM展现*潜力：

由于C-末端赖氨酸截断与N-末端焦谷氨酸环化等末端修饰会影响单克隆抗体产品的电荷异质性5，所以在结构可比性研究中需要对其进行评估。以本文中涉及的PQA为例，利妥昔原研药和两个不同批次的生物类似药，其重链C-末端赖氨酸截断与轻/重链N-末端焦谷氨酸环化的比率均在可比范围内（图2）。值得注意的是，所有定量结果三针技术重复的变异系数（coefficients of variation, CVs）均小于2%，显示了优异的重现性。

图2. 利妥昔原研药/生物类似药在未经强制降解/强制降解条件下常见末端修饰相对定量结果。图中每个条柱均代表三针技术重复的平均值，误差线代表三针技术重复的标准偏差（下同）。（点击查看大图）

N-糖基化可能会影响单克隆抗体产品的免疫原性、药效、抗体依赖的细胞介导细胞毒性（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC）、补体依赖的细胞毒性（complement-dependent cytotoxicity, CDC）、血清清除率和药代动力学5。在生物类似药的开发和生产过程中，为了确保产品的安全性和有效性，N-糖基化必须被密切监控并严格控制。对于生物类似药开发厂商而言，生物类似药的糖基化异质性分布必须与其原研药具有可比性，以避免扩大临床试验的规模。

在本方案涉及的实验所用的原研药和生物类似药样品中，总共鉴定到15种不同糖型，这些糖型的相对含量在不同样品之间并没有明显区别（图3）。与传统N-糖链定量方法相比，未发生糖基化修饰的肽段相对含量也可在HR-MAM工作流程中同时被监控，这是传统方法无法做到的，展现了其独到价值。对所有糖型的相对定量结果同样显示了优异的重现性和灵敏度。例如，对于相对含量约0.3%的糖型A2S1G0F ，其技术重复之间的CV<5.5%。

图3. 利妥昔原研药/生物类似药在未经强制降解条件下重链EEQYNSTYR 15种糖型相对定量结果（三针平行技术重复）。（点击查看大图）

对于其他选定PQA，借助于赛默飞高分辨质谱平台的高灵敏度和高选择性，结合Vanquish UHPLC系统和Accucore Vanquish C18 +色谱柱提供的高重现性分离，均可实现兼具稳健性与重现性兼具的相对定量。

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参考文献：

[1] US Food and Drug Administration, Center for Drug Evaluation and Research (CDER), Center for Biologics Evaluation and Research (CBER). Scientific Considerations in Demonstrating Biosimilarity to a Reference Product. Guidance for Industry. April 2015. 

[2] Liu, H., et al. A high-resolution accurate mass multi-attribute method for critical quality attribute monitoring and new peak detection. APPLICATION NOTE 72916. 

[3] Rogstad, S., et al. Multi-Attribute Method for Quality Control of Therapeutic Proteins. Anal. Chem. 2019, 91, 14170−14177.

[4] US Food and Drug Administration, Center for Drug Evaluation and Research (CDER), Center for Biologics Evaluation and Research (CBER). Scientific Considerations in Demonstrating Biosimilarity to a Reference Product. Guidance for Industry. April 2015. 

[5] Beck, A., et.al. Characterization of Therapeutic Antibodies and Related Products. Anal. Chem. 2013, 85, 715−736.

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