评估蛋白质药物的生物相似性 新研究显示方法的精确度

有关四种治疗性蛋白质药物版本的首次实验室间研究 - 均来自活细胞 - 据报道，一种类似于磁共振成像的既定分析工具可靠地评估了生物相似产品的原子结构，产生了相当于指纹的指纹每。

今天在“ 自然生物技术”杂志上发表的研究结果表明，在评估这些生物仿制药时，这种方法被称为二维核磁共振光谱或二维核磁共振 - “可以成为公司和监管机构的强大而强大的补充技术”，罗伯特说Brinson，美国国家标准与技术研究院(NIST)的研究化学家。这种类型的评估是确定后续生物制品是否与现有产品高度相似所需的一组比较的一部分，因此两者之间没有“临床意义”差异。

“其他分析方法提供了有用的信息，但2D-NMR是能够在原子级分辨率下在整个分子中完全分配三维结构的少数几种方法之一，”Brinson解释说。“我们的研究表明，二维核磁共振数据可以在生物产品中产生精确而独特的结构信息'指纹'，”他说。

报告了四种独立制造的非格司亭的测量结果，非格司亭是一种用于帮助抵御癌症患者感染和贫血的生物药物。在四个实验室，研究人员使用二维核磁共振来绘制在美国获得许可的原始或参考 - 非格司亭产品的原子结构和三种未经批准的生物仿制药版本。

根据美国食品和药物管理局(FDA)的说法，生物仿制药是一种生物产品，被证明“与FDA批准的生物产品非常相似，在安全性和有效性方面没有临床意义上的差异。” 在生物仿制药产品中只允许临床上不活跃的组分的微小差异。

在其专利寿命结束时批准的生物药物的生物仿制药版本预计成本较低，但对于许可的临床用途而言同样安全有效。迄今为止，FDA批准了一种生物仿制药(filgrastim版本)，而欧盟在过去10年中批准了约20种生物仿制药。

与化学合成的药物 - 阿司匹林不同，生物药物通常由大而复杂的蛋白质分子组成，并由生命系统产生。这使得无法生成精确的重复，即使在同一生物制造过程中批次之间也是如此。对于特定的健康状况和症状，必须显示几乎完全相同的副本，以达到与已获许可的生物制品相同的临床效果。

四种非格司亭产品的样品由两家制造商生产的六种核磁共振仪器测量，分布在NIST，FDA药物评估和研究中心，瑞典医疗产品局和加拿大卫生部生物制品评估中心的实验室。

在每个参与的实验室中独立测量每个filgrastim样品 - 一个称为氨基酸的175个蛋白质构件的链 - 。呈现为对应于样品中来自氢和氮的信号的峰的复杂模式，将数据收集在每个仪器上，然后一起分析。统计分析确定了当叠加所有六种仪器的数据时信号聚集的紧密程度。

在所有六种仪器的所有样品上，测量几乎没有变化。研究人员写道，实验室确定的实验室间比对精度极限为十亿分之八，“远低于”阈值，超过该阈值，由于突变，三维形状变化或其他原因导致的结构差异可能会变得模糊不清。所有四种非格司亭形式的原子结构在NMR数据的严格精确限度内被确定为相同。

另外，NIST研究人员在实验室间比较后一年对所有四个样本重复测量，以评估其稳定性。使用相同的2D-NMR方法，他们没有发现四种生物制剂中任何一种的显着结构变化。NIST的Brinson强调了适当的仪器校准和实验室条件控制的重要性，以确保结果可靠。在实验室间研究的早期，研究小组发现了用两种仪器收集的数据的偏差。随后确定温度的变化作为差异的原因，并且重新校准的测量在很大程度上消除了偏差。

除了报告2D-NMR用于高精度测量生物仿制药详细原子结构的效用之外，新论文还描述了用于评估生物相似性的统计方法。它们包括用于快速分析许多数据集的数据集，例如，在生产期间监控批次之间的变化时，可以生成这些数据集。

Brinson说，在下一阶段工作中，NIST和合作者将比较能够与特定靶标(如癌细胞)结合的单克隆抗体分子的二维核磁共振测量结果 - 这是NIST正在开发的参考材料。

单克隆抗体是世界上最大类别的经批准的蛋白质治疗剂，并且将2D-NMR方法扩展到这类治疗剂的能力将代表其分析表征中的重要标志。五大洲的三十个实验室将参与即将开展的项目。除了确定大型实验室网络的二维核磁共振精度之外，预计这项工作还将产生最佳实践目录，以确保结果的可靠性和可重复性。