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生物技术药物分析检测技术研究

2019/09/05 阅读:

摘要:生物医药行业已进入蓬勃发展时期,通过临床试验投入市场的生物技术药物数量、种类将会不断提高,现代生物分析检测技术也应随之更新完善,满足市场所需。本文结合当前科技发展趋势,对生物技术药物进行分析和检测的方法进行阐述,期待为生物技术药物分析检测技术的长远发展作出一定贡献。

关键词:生物技术药物;分析检测技术;蛋白质

随着医药行业的飞速发展,生物技术药物的研究也进入了更高一级平台。生物技术药物是指通过DNA重组技术或其他创新生科技型生物技术生产的治疗药物,主要包括细胞因子、纤溶酶原激活剂、重组血浆因子、生长因子、抗体、疫苗和寡核苷酸药物等,临床应用于治疗恶性肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病、类风湿性关节炎等重症疾病。生物技术药物的治疗效果显著、副作用较小,逐渐成为新药研制的重点。根据IMSHealth预测,至2020年,我国生物技术药物市场将成为全球第二大生物医药市场,成为国民经济的重要组成内容。生物技术药物不同于传统的化学合成药物,若生产、储存、运输过程操作不当,极易引起药物蛋白的异构或异变,病患用药时可能会发生难以预计的不良反应,因此,对生物技术药物质量分析检测显得尤为重要。随着《中华人民共和国药典》(2015年版)颁布实施,生物药物分析与检测技术也不断更新完善,生物技术药物的质量控制将会大幅提高,分析检测标准逐步与国际接轨,药品质量将达到国际水平[1]。本文结合当前科技发展趋势,对生物技术药物进行分析和检测的方法进行阐述,期待为生物技术药物分析检测技术的长远发展作出一定贡献。

1生物技术药物概述

生物技术药物融合了生物学、医学、制药等多领域的先进技术,是以生物信息技术和基因工程为基础建立起的生物产业。生物技术研制出的蛋白质、蛋白质修饰物、生物激酶、抗体及细胞因子、核酶等药物,在精准医疗的带动下,在新药研发、临床治疗和传统药物改进中得到广泛的应用[2]。

2生物技术药物分析检测

生物技术药物分析是一门集研究、检测和控制于一体的综合性学科,主要是分析鉴定各类生物技术药物的化学组分、构型、形貌特征,检测药物质量、不同药物中各组分含量、药代降解产物的含量。生物技术药物,特别是蛋白质药物,由于自身稳定性较低,极易发生部分肽链断裂或折叠,而导致蛋白质团聚失效,在原料药生产,生物制剂储存、运输至临床应用的各个环节均应进行产品质量分析检测[3],全面监控生物技术药物质量品质,保障病患治疗用药的安全、合理和有效[4]。生物技术药物分析检测主要工作包括药物分析与检验、杂质与安全检验、氨基酸类药物的分析与检验、多肽及蛋白质类药物的分析与检验、酶类药物的分析与检验、脂类药物的分析与检验、核酸类药物的分析与检验、糖类药物的分析与检验、基因工程药物的质量控制。分析检测方法主要有化学法、仪器分析法及生物检定法[5-6]。分析检测常规步骤如下:审查→取样→鉴别→检查→含量检测→记录→出具检测报告。

2.1化学法

化学法分析检测生物技术药物组分含量,主要包括重量法和滴定法。重量法是通过精准称取定量待测物,根据相关单质和化合物的质量,计算待测物中目标物质的含量的定量法。滴定法是化学实验室使用的常规方法,测定数据准确但操作繁琐,氨基酸类药物多用滴定法对其含量测定。

2.2仪器分析法

仪器分析的灵敏度较高,用于微量和痕量分析检测,包括光学法、电化学法、色谱法、电泳法、酶法分析法和免疫分析法等。随着现代精密分析仪器不断研究问世,生物技术药物的分析检测手段也愈发精准完备[7]。

2.2.1凝胶电泳法十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)是在蛋白质类生物技术药物常用的分离和检测方法,其迁移速率取决于分子量大小。SDS-PAGE适用于分离和检测分子量为5~500kDa的寡聚蛋白质,该类蛋白质共价键在聚丙烯酰胺环境下较为稳定,通过调节梯度凝胶或特定缓冲体系可以进扩大分子量的检测范围,SDS-PAGE的局限性在于检测范围较窄,由于加热过程可能会导致蛋白质类药物在K12中非正常降解,其定量的准确性欠佳。

2.2.2超速离心法超速离心法(AUC)是根据不同生物药物沉降特质(分子形貌、构型、分子量大小有关),通过超速离心机对待测样进行离心分离,检测系统动态监控药物分子的沉降情况,分析检测待测样品的理化性质。沉降平衡法与沉降速率法属于超速离心法范畴。通过沉降平衡法可得到生物药物分子的相关化学计量信息;沉降速率法可得到分子的分子体积和构型等流体力学性质,是寡聚蛋白质检测常用分析方式。Philo[8]使用沉降速率法完成了单克隆抗体聚合(单聚体到七聚体)过程的定量检测。

2.2.3光学浊度法研究表明,散射光的散射角和强度与悬浊液中物质粒径、形貌等参数相关。将生物技术药物配制成悬浮液,测定透过溶液的光的散射程度分析检测药物相关理化参数。浊度法是利用溶液中颗粒悬浮物的Rayleigh散射特性测定溶液浑浊度的方法。生物技术药物的蛋白质类制剂,可通过浊度法快速测定蛋白质的浓度、悬浮粒径的大小,广泛应用于蛋白质液体制剂聚合程度的分析检测。

2.2.4色谱法色谱法的优势在于灵敏度高、可精准定量并能够同时检测混合组分中待测物含量,其在分析检测研究中的地位难以取代。高效液相色谱法(HPLC)采用了高效固定相、高压输送流动相和在线检测技术,对生物技术药物进行有效成分分析、鉴定、检测且不影响其分子构型和生化活性。我国在新药临床实验前的审批流程中明文规定:新药的药物代谢动力学实验应首选HPLC检测。Gaillard等[9]利用HPLC建立了胰岛素生物测定简化方法,可对胰岛素进行快速分析检测。BungerH等[10]在药物代谢动力学研究中,通过尺寸排阻高效液相色谱法将绵羊肺表面活性剂所包含的SP-B和SP-C从脂质中有效分离。

2.3生物检定法

2.3.1免疫分析法生物技术药物具有免疫原性,这为免疫分析法应用提供相应平台。酶联免疫吸附法(ELISA)精准灵敏、稳定性好、设备自动化程度高、可批量检测、无放射危害是生物技术药物免疫分析中常用的分析方法。Aoki等[11]采用ELISA研究了滤过性毒菌白介素-6(vIL-6)的与受体的结合特性;曾衍霖等通过ELISA法建立了重组新型人白细胞介素-2(125Ala)的大鼠药代动力学模型。

2.3.2生物分析法生物分析法是通过不同给药剂量(浓度)效应曲线,测定不同的组织或细胞对待测药物的特异性反应,对待测药物进行定量分析。汤仲明等[12]对重组人肿瘤坏死因子α(rhTNFα)的代谢分析检测中,利用TNFα敏感细胞株L929测定给药后血清中rhTNFα浓度随用药时间的变化曲线,成功证明了rhTNFα因子对肿瘤的治疗作用。免疫分析法和生物分析法都会受到活性代谢产物、生物基质、血清中抑制因子等因素干扰或特质性限制,无法全面分析检测生物技术药物在生物体内降解过程的完整信息。

3生物技术药物分析检测技术展望

随着科学不断进步,生物医药行业也进入蓬勃发展时期,通过临床试验投入市场的生物技术药物数量、种类将会不断提高,现代生物分析检测技术也应随之更新完善,满足市场所需。因此,在生物技术药物的生产、储存、运输及临床治疗等过程中,应用先进精准的方法,加强对原料药和成品制剂的分析检验,环节当中控制和研究该产品的质量,以全面控制生物药物的质量,保障病患治疗用药的安全性、合理性及有效性。目前,生物分析检测技术逐步发展成熟,已被正式运用到不同的生物学检测领域当中。在新科技的推动下,生物制药分析和检测技术将迎来新的发展机遇。

参考文献

[1]李恒,何雁南,马吉胜,等.生物技术药物脱酰胺化检测方法概述[J].医药导报,2019,38(2):147-152.

[2]王丽霞.浅谈生物药物分析与检测技术的发展[J].求医问药(下半月),2012,10(10):17.

[3]高恺旻,颜晓梅.生物制药领域蛋白质团聚检测技术的研究进展[J].分析化学,2018,46(10):1507-1517.

[4]王军志.生物技术药物的发展与质量控制[J].齐鲁药事,2004(10):16-20.

[5]李亚萍.浅议生物药物分析方法的进展[J].黑龙江医药,2006(1):49-50.

[6]何文.生物技术药物检测方法进展[J].生物技术世界,2014(9):101.

[7]谢静,王甜甜,熊静,等.分子印迹聚合物的制备及其在临床药物分析中的应用进展[J].中国医院药学杂志,2019,39(4):407-411.

[12]刘秀文,汤仲明,朱宝珍,等.重组人肿瘤坏死因子α突变体11a的I期临床药代动力学[J].中国新药杂志,2001(10):753-755.

作者:王贤淼 单位:江苏恒瑞医药股份有限公司

生物技术药物分析检测技术研究

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