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2025版《中国药典》新方法:AUC如何成为生物药大分子的“质量雷达”

2025-08-12     来源:贝克曼库尔特     点击次数:322

生物药涵盖激素、生长因子、细胞因子、抗体、蛋白酶、核酸、腺相关病毒及蛋白疫苗等,相关生物制品已成为治疗恶性肿瘤、自身免疫病、遗传性疾病、糖尿病及感染性疾病等的有力武器。随着生物药的进一步发展,其结构复杂性亦同步升级,给表征与质控带来前所未有的挑战。


0标记、0染色、0外标,原液直测,1 nm–6 µm颗粒无处遁形;

纯度、分子量、聚集、空壳、构象、相互作用——多维数据一次给齐。

分析超速离心技术(AUC),作为诺奖级的经典方法,以第一性原理为基石,这一技术已成为2025版《中国药典》、CDE、FDA及USP相关通则系列技术指导原则共同推荐的分析方法,并持续为其他分析方法的开发提供指导。

AUC的构造

AUC技术:

提供了一种强大而通用且无标记的方法,广泛用于检测和表征各种生物大分子的关键物理属性。它能够直接、高分辨率地评估重组蛋白、抗体(包括裸抗、ADC)、AAV载体、肠道病毒、VLP疫苗、mRNA疫苗、多肽及小核酸药物在溶液中的真实状态,精确测定其粒径分布、聚集水平和空壳率等。尤其是在接近天然环境下提供样品的均一性、稳定性及构象信息方面,AUC展现出不可替代的优势,成为生物制药研发、生产和质量控制环节中不可或缺的关键分析工具。


一、AUC作为金标准用于抗体或重组蛋白表征及质控

AUC——抗体与重组蛋白SEC方法开发的金标准

为确保SEC方法真正适配目标生物大分子,必须在开发阶段系统评估潜在误差:蛋白-填料相互作用、不可逆吸附、稀释解聚或重聚集等。AUC作为行业公认的金标准,可在接近天然条件下对原始溶液直接离心检测,全程无固相基质干扰,完美弥补SEC在原理上的不足。样品通过AUC检测后即可知道“标准答案”,根据“标准答案”进一步指导其他方法的开发。

AUC的优势在于

在样品原配方中完成原位分析,无需稀释、无填料吸附,能够一次性准确量化单体、二聚体及更高阶聚集体的真实比例,避免SEC等填料相互作用。

其次,对于大尺寸聚集体,SEC填料可能产生显著吸附,回收率随进样次数递增,需多次“柱调节”才能稳定,而AUC可为SEC方法优化提供可靠基准。

此外,当SEC分辨率不足、单体与聚集体共洗脱时,AUC可将二聚体、三聚体、四聚体、五聚体、六聚体及更大聚集体逐一拆分,基线清晰,避免含量被高估或漏报,从而弥补SEC方法分辨率不足。

最终,通过AUC的峰面积分布,可快速判断聚集体增长是由二聚体累积还是高阶聚集体激增主导,为工艺优化和稳定性研究提供精准依据。

简言之,AUC不仅为SEC方法建立“基准刻度”,更是抗体分子大小变异体分辨率与定量的核心工具。关于AUC检测抗体方法学可参考《单抗药物分子大小变异体分析超速离心法的建立》文章。

AUC检测单抗结果

AUC作为“金标准”用于ADC药物开发

与裸单抗相比,ADC因偶联疏水小分子毒素,结构更趋复杂,疏水性显著增强;药物-抗体比(DAR)越高,聚集倾向越大,且静电相互作用进一步加剧聚集风险。因此,在整个生命周期内精准监控ADC聚集体含量至关重要。传统SEC易受填料吸附、浓度稀释影响——研究发现,随着样品浓度升高,SEC检出聚体水平同步上升,表明定量失真。相比之下,AUC在原始配方缓冲液中原位检测,无需固相基质,聚体含量与理论值吻合,且不随浓度变化,有效规避SEC偏差。国家药监局药品审评中心2023年《抗体偶联药物药学研究与评价技术指导原则》已将AUC列为ADC聚集体检测的正交金标准。

SEC检测ADC药物

AUC检测ADC药物


二、病毒空壳率检测的金标准

腺相关病毒(AAV)作为体内基因治疗首选载体,其制剂中Empty、Partial、Full及Aggregates等各类颗粒并存,杂质与目标颗粒粒径差异微小,但直接影响药效与潜在免疫原性。AUC凭借沉降系数的高分辨率,可高精度区分上述四种颗粒,并通过沉降系数值反推包装完整性,实现对AAV异质性的全景监控。诺华全球首个获批的AAV基因疗法Zolgensma即采用AUC数据作为放行依据。

AUC检测结果示意

Guidance Draft


三、用于溶瘤病毒产品杂质检测

溶瘤病毒杂质检测:空壳、聚集体与完整病毒等在粒径、分子量和电荷上仅有细微差别,常规方法分辨率低、定量偏差大。AUC以沉降系数为“指纹”,可精准区分各类颗粒疱疹病毒700 S→900 S→1200 S,肠道病毒80 S→120 S→150 S,一次上机即可给出定量百分比。AUC可为溶瘤病毒空壳率、聚集体杂质控制提供高分辨率、高可信度的解决方法。

HSV AUC检测结果举例

肠道病毒空壳率检测


四、AUC用于疫苗检测

1 VLP疫苗: 

AUC通过沉降系数差异,可实时、定量监测HPV疫苗颗粒的组装效率与完整性,为工艺优化和放行提供高分辨率质控工具。

AUC检测HPV VLP疫苗颗粒

mRNA疫苗:

AUC能够在一次运行中精准区分片段、单体RNA与各类聚集体,并对LNP颗粒大小分布进行高分辨率解析,从而同步识别LNP聚集体及定量测定包封率。

 AUC对mRNA原液进行检测

AUC对包封率进行检测

AUC-FV检测LNP分布

其他疫苗:

亚单位疫苗、类毒素疫苗等其他疫苗同样可借助AUC对颗粒大小、聚集程度和构象一致性进行高灵敏度、原位检测,为质量放行与稳定性研究提供可靠数据支撑。


五、AUC用于多肽检测

分析超速离心法(AUC)凭借其卓越的高分辨率检测能力,已成为多肽药物聚集体检测领域的重要技术。国家药监局药品审评中心发布的《化学合成多肽药物药学研究技术指导原则》正式将AUC列为推荐检测方法,也是美国药典通则<1503>的推荐方法,成为合成肽原料药质量属性中聚集体检测的重要手段。

GLP-1 AUC检测结果举例


六、AUC用于小核酸药物检测

借助AUC技术,小核酸片段的检测变得精准而高效,能够清晰地区分出片段、目标产物以及聚集体。目前,包括Patisiran Sodium、Nusinersen Sodium、Givosiran Sodium和Inclisiran Sodium在内的小核酸药物的指导草案,均已将AUC列为推荐的理化性质分析方法。

AUC对小核酸原液检测结果举例


 

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