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单克隆抗体是一类结构复杂的生物大分子,很多原因会导致分子表面电荷数量发生变化而形成电荷异构体。贝伐单抗是抗VEGF受体的重组人源化单克隆抗体,临床用于结直肠癌的治疗,而且对非小细胞肺癌、肾癌和其它多种实体瘤治疗前景乐观。本文主要研究贝伐单抗生物类似物电荷异构体的理化修饰是否对体外活性及体内药代动力学产生影响。论文内容包含三个部分: 1.贝伐单抗类似物电荷异构体的制备 使用AKTA AVANT150自动层析仪,分别采用SP-HP及MonoS强阳离子交换层析柱用于制备高纯度的酸性变体、碱性变体及主体蛋白。酸性变体分离方法经过优化,分离条件为强阳离子交换柱SP-HP,洗脱缓冲液为25 mmol/L MES,75 mmol/L NaCl,pH5.9;主体蛋白和碱性变体的分离方法经过优化,分离条件为强阳离子交换柱MonoS,洗脱缓冲液A(25mmol/LMES,50mmol/LNaCl,pH5.9),洗脱缓冲液B(25mmol/LMES,500mmol/LNaCl,pH5.9),线性梯度洗脱(B:10%-30%,20 CV),流速为4 mL/min,检测波长为280 nm,分离得到的蛋白使用弱阳离子交换色谱进行纯度的检测,结果显示酸性变体的纯度最高达到97.6%,主体蛋白纯度达到94.6%,碱性变体纯度达到88.7%。 2.表征及体外活性 使用CEX-HPLC、CZE、SEC-HPLC、iCIEF及Biacore-X100等分析方法分别对贝伐单抗类似物电荷异构体、贝伐单抗类似物及原研药的纯度、等电点、单体含量及亲和力常数等理化特性进行表征。弱阳离子交换色谱测定酸性变体、碱性变体及主体蛋白的纯度分别为97.6%、88.7%及94.6%,贝伐单抗类似物和原研药中酸性变体含量分别14.8%、15.0%,碱性变体含量分别为10.2%、11.0%,主体蛋白含量分别为75.0%、74.0%;酸性变体、碱性变体、主体蛋白、贝伐单抗类似物及原研药的SEC-HPLC单体检测结果分别为99.4%、98.6%、99.0%、98.5%及97.4%;iCIEF测定贝伐单抗类似物的等电点与原研药完全一致为8.10~8.40,酸性变体、主体蛋白及碱性变体等电点分别为7.60~8.20、8.20~8.30、8.30~8.70;酸性变体、碱性变体、主体蛋白、贝伐单抗类似物和原研药的亲和力常数分别为(2.90±0.12)×10-10 M、(2.64±0.13)×10-10 M、(2.08±0.16)×10-10 M、(3.18±0.22)×10-10 M、(3.21±0.24)×10-10 M。使用人脐静脉内皮细胞(HUVEC)对电荷异构体、贝伐单抗类似物及原研药进行体外活性的比较研究,与原研药相比,酸性变体、碱性变体、主体蛋白及贝伐单抗类似物的相对活力分别为94%、100%、114%和100%。 3.大鼠体内药代动力学研究 实验使用SD(Sprague dawley)雄性大鼠,共分5组,分别为酸性变体、碱性变体、主体蛋白、贝伐单抗类似物及原研药组;给药剂量为10 mg/kg,静脉注射,眼内眦取血200μL,取血时间点为0min、5min、15min、30min;1h、4h、8h、24h;2d、3d、7d、10d、14d、17d、21d、24d、28d、31d、35d、42d;冰水浴中全血静置30 min,离心取上清,血清-70℃保存。使用受体结合的直接Elisa方法测定血清样品中抗VEGF的抗体的浓度。运用非室模型模拟及WinNonlin6.3软件计算药代动力学参数最大血药浓度,半衰期及药时曲线下面积。酸性变体、碱性变体、主体蛋白、贝伐单抗类似物和原研药的最大血药浓度(Cmax)分别为216.45±59.07μg/mL、212.63±52.30μg/mL、202.31±57.06μg/mL、207.00±41.95μg/mL、211.97±44.54μg/mL;半衰期(t1/2)分别为8.67±2.46 d、6.85±2.18 d、8.47±2.38 d、7.68±1.75 d、8.84±1.86 d;药时曲线面积(AUC0-42d)分别为1060.08±256.4μg·day/mL、932.24±108.2μg·day/mL、1130.75±240.3μg·day/mL、1023.29±321.0μg·day/mL、1310.11±394.9μg·day/mL。药代动力学参数使用统计学软件SPSS的单因素方差分析(One-Way Anova)比较,结果表明电荷异构体、贝伐单抗类似物及原研药的体内药代动力学参数无统计学差异。