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安捷倫多平臺解決方案為吐溫降解與抗體制劑中可見異物/不溶性微粒形成機制研究提供新思路
可見異物/不溶性微粒是注射劑藥物的一項重要質控指標，各國藥典對其均有要求。近年來，由于吐溫（聚山梨酯，polysorbate，PS）降解導致抗體制劑中不溶性微粒數量增加或可見異物產生的問題得到了工業界和監管機構的廣泛關注。
2021 年 EFPIA（歐洲制藥工業聯盟）在 CMC Strategy 論壇期間組織了問卷調研，其中包括了吐溫降解的問題。針對抗體藥物液體制劑中吐溫降解最早出現現象的反饋，最多反饋的現象有吐溫含量下降、游離脂肪酸含量上升和不溶性微粒形成等。2022 年國家藥品監督管理局藥品審評中心賈東晨等在中國新藥雜志“新藥注冊與技術審評”專欄發表文章，分析了抗體制劑配方中吐溫 20/ 吐溫 80 降解引起可見異物/不溶性微粒的原因，以及對藥學研究的思考。
可能的原因分析及控制策略
吐溫是高度異質的混合物，容易通過多種途徑發生降解，如化學水解、氧化水解和酶水解等。不同降解通路會產生不同的吐溫降解產物，反之藥物制劑中吐溫降解產物的種類可提示降解通路，從而為吐溫降解機制的研究提供思路和依據。酶水解在目前被認為是在抗體藥物中吐溫降解的主要原因之一，抗體藥物中通常會有殘留的 CHO 宿主細胞蛋白，其中的一些脂肪酶和酯酶能夠水解吐溫結構中的酯鍵部位，生成游離脂肪酸和聚山梨醇。吐溫氧化的降解產物包括過氧化物、醛、酮、脂肪酸酯等，也會形成少量的游離脂肪酸。游離脂肪酸在制劑條件下溶解度可能會降低，在低溫時形成不溶性微粒。
圖 1. 吐溫降解問題決策樹及控制策略
基于吐溫降解以及可見異物/不溶性微粒形成對抗體制劑穩定性的重大影響，安捷倫開發了基于多技術平臺的解決方案，包括吐溫定量、吐溫精細表征、游離脂肪酸含量分析以及宿主細胞蛋白（HCP）殘留定量分析等，為吐溫的降解途徑研究以及可見異物/不溶性微粒的形成機制研究提供了新思路。
安捷倫對于吐溫降解和可見異物/不溶性微粒形成機制研究的技術方案
方
案
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抗體制劑中吐溫定量分析
圖 2. 1290 – ELSD 方法對抗體制劑中吐溫進行定量分析
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案
2
吐溫精細表征與降解通路研究
安捷倫開發了基于 1290 Infinity II 超高效液相色譜和 6500 系列 QTof 高分辨串聯四極桿飛行時間質譜液質聯用儀，配合 PolymerStudio 軟件和吐溫數據庫，支持吐溫精細表征和降解通路研究。
圖 3. 1290-6500 系列 QTof MS 對吐溫 20 進行精細表征
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案
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游離脂肪酸含量分析
安捷倫開發了基于 1290 超高效液相色譜和 MSD iQ 智能化單四極桿質譜檢測器液質聯用的游離脂肪酸分析方案，能夠對吐溫原料中的游離脂肪酸和抗體制劑中吐溫降解產生的游離脂肪酸分別進行定量檢測。
圖 4. 1290-MSD iQ 對三種游離脂肪酸（月桂酸、肉豆蔻酸和油酸）分別進行定量分析，在 0.01 ug/mL-2.5 ug/mL 范圍內線性良好
方
案
4
宿主細胞蛋白（HCP）殘留定量分析
宿主細胞殘留蛋白（HCP）通常使用 ELISA 方法進行定量分析，近年來隨著質譜技術的發展，液質聯用分析 HCP 的方法也得到了廣泛的應用。質譜法分析 HCP 一般采用自下而上（bottom-up）的方式，將樣品酶切成肽段，再通過分析特征性肽段的方式對 HCP 進行定量。
圖 5. 1290 -6495 三重四極桿液質聯用儀定量分析 HCP
吐溫降解和可見異物/不溶性微粒形成研究的分析任務和安捷倫技術平臺概覽
參考資料：
1. 賈東晨，何伍。抗體藥物制劑處方中的可見異物/ 不溶性微粒，《中國新藥雜志》2022 年第31 卷第10 期
2. European Federation of Pharmaceutical Industries and Associations. Polysorbate degradation and mitigation / control strategy considerations. Presentation from CMC strategy forum Europe 2021.
3. WIVEDI M，BLECH M，PＲESSEＲ I，et al． Polysorbate degradation in biotherapeutic formulations: identification and discussion of current root causes［J］． Int J Pharm，2018，552( 1 － 2) : 422 － 436