การพัฒนาวิธีโครมาโทกราฟีแบบแลกเปลี่ยนประจุที่มีประสิทธิภาพสำหรับการวิเคราะห์ประจุยาของโมโนโคลนอลแอนติบอดีที่มีค่าไอโซอิเลคทริก 7.3–9.4
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ความสำคัญ: โมโนโคลนอลแอนติบอดี (monoclonal Antibodies: mAbs) เป็นยากลุ่มชีวเภสัชภัณฑ์ใช้รักษาแบบมุ่งเป้า (targeted therapy) ในโรคที่เกี่ยวกับระบบภูมิคุ้มกันและโรคมะเร็ง โครงสร้างเป็นโปรตีนขนาดใหญ่ ผลิตด้วยเทคโนโลยีชีวภาพซึ่งมีความซับซ้อนและควบคุมการผลิตอย่างเข้มงวด ความไม่สม่ำเสมอในกระบวนการผลิตหรือการเก็บรักษาสามารถก่อให้เกิดความหลากหลายของโมเลกุลโปรตีนและประจุ (charge variants) ซึ่งส่งผลกระทบต่อคุณลักษณะสำคัญของผลิตภัณฑ์ ได้แก่ ความคงตัว การออกฤทธิ์ทางชีวภาพ และความสามารถในการกระตุ้นภูมิคุ้มกันของร่างกาย ดังนั้น การวิเคราะห์ charge variants จึงเป็นสิ่งสำคัญในการประกันคุณภาพ ปัจจุบันใช้วิธี Ion-Exchange Chromatography (IEC) ใช้หลักการแยกประจุโปรตีนตามค่า pH (pH-gradient) หรือความเข้มข้นของสารละลายเกลือในสารละลายเฟสเคลื่อนที่ ซึ่งถูกนำมาใช้ทั่วไป แต่ไม่มีการกำหนดเป็นวิธีมาตรฐานในตำรายาสากลและมีข้อมูลสนับสนุนอย่างจำกัด จึงมีความจำเป็นต้องพัฒนาวิธีและตรวจสอบความถูกต้องเพื่อนำไปใช้ควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์ mAbs และนำมาประยุกต์ใช้กับ mAbs หลายชนิดที่มีค่าไอโซอิเลกทริก (isoelectric point: pI) ที่แตกต่างกันอย่างมีประสิทธิภาพ
วัตถุประสงค์: เพื่อพัฒนาวิธีวิเคราะห์ charge variants โดยเทคนิคโครมาโทกราฟีแบบแลกเปลี่ยนประจุ ในโมโนโคลนอลแอนติบอดีที่มีค่า pI ช่วง 7.3-9.4 และตรวจสอบความถูกต้องของวิธีเพื่อนำวิธีที่ได้ไปใช้ในห้องปฏิบัติการเพื่อควบคุมคุณภาพโมโนโคลนอลแอนติบอดีที่จำหน่ายในประเทศ
วิธีการวิจัย: เป็นการศึกษาเชิงทดลองระหว่างเดือนตุลาคม 2567 ถึงกรกฎาคม 2568 โดยศึกษาหาสภาวะที่เหมาะสมในการวิเคราะห์ประจุยา (charge variants) ใน mAbs 7 ชนิด ได้แก่ ยาโอมาลิซูแมบ ยาอินฟลิซิแมบ ยาอะทีโซลิซูแมบ ยาอะดาลิมูแมบ ยาเพอร์ทูซูแมบ ยาทราสทูซูแมบ และยาริทูซิแมบ ที่มีค่า pI (isoelectric point) ในช่วง 7.3-9.4 พัฒนาวิธีและตรวจสอบความถูกต้องของวิธีวิเคราะห์ในพารามิเตอร์ต่าง ๆ ได้แก่ ความจำเพาะ ความเที่ยง ความแม่น ความเป็นเส้นตรง ขีดจำกัดเชิงปริมาณและขีดกำจัดในการตรวจพบ และความคงทนของวิธี
ผลการศึกษา: พบว่าวิธีสามารถวิเคราะห์ charge variants ของ mAbs ที่มีค่า pI แตกต่างกันในช่วง 7.3-9.4 มีความจำเพาะและความเที่ยงที่ดี มี % RSD ของการทำซ้ำในวันเดียวกันและต่างวันไม่เกิน 5 และไม่มีความต่างอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปลี่ยนเครื่องมือและนักวิเคราะห์ มีความเป็นเส้นตรงในช่วง 0.50 ถึง 8.00 mg/ml มีค่าความแม่นอยู่ในช่วง 90-110 % และมีขีดจำกัดของการวัดเชิงปริมาณได้ 1.00 mg/ml และมีขีดจำกัดของการตรวจพบ 0.30 mg/ml วิธีมีความคงทนเมื่อเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของคอลัมน์และระยะเวลาในการเก็บรักษาสารละลายเฟสเคลื่อนที่เก็บได้นาน 7 วัน
สรุป: วิธีวิเคราะห์โครมาโทกราฟีแบบแลกเปลี่ยนประจุ มีความจำเพาะ ความแม่นและความเที่ยงตรง เป็นเส้นตรงตลอดช่วงการวิเคราะห์ และมีความคงทน สามารถนำมาใช้ในการวิเคราะห์ charge variants ของ mAbs ได้หลากหลายชนิดที่มีค่า pI ในช่วง 7.3-9.4 เหมาะสมสำหรับใช้เป็นวิธีมาตรฐานในการควบคุมคุณภาพและประกอบการขึ้นทะเบียนจำหน่าย mAbs ในประเทศ
Article Details
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เอกสารอ้างอิง
1. Trappe A, Füssl F, Carillo S, Zaborowska I, Meleady P, Bones J. Rapid charge variant analysis of monoclonal antibodies to support lead candidate biopharmaceutical development. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci [Internet]. 2018 [cited 2025 Jul 1]; 15(1095):166-76. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30077097/ doi: 10.1016/j.jchromb.2018.07.037. Epub 2018 Jul 29. PMID: 30077097.
2. Rea JC, Wang YJ, Moreno TG, Parikh R, Lou Y, Farnan D. Monoclonal antibody development and physicochemical characterization by high performance ion exchange chromatography. In: Agbo EC, editor. Innovations in Biotechnology. Rijeka: InTech [Internet]; 2012 [cited 2025 Sep 12]. Available from: http://dx.doi.org/10.5772/30056.
3. Yu J, Song Y, Tian W. How to select IgG subclasses in developing anti-tumor therapeutic antibodies. J Hematol Oncol [Internet]. 2020 [cited 2025 Jul 1];13(1):45. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32370812/ doi: 10.1186/s13045-020-00876-4. PMID: 32370812; PMCID: PMC7201658
4. United States Pharmacopeial Convention. General chapter <129> analytical procedures for recombinant therapeutic monoclonal antibodies [Internet]. USP-NF. 2025 [cited 2025 Jul 5]. Available from: DOI:10.31003/USPNF_M6297_03_01.
5. Çildağ S, Şentürk T. The effect of omalizumab treatment on IgE and other immunoglobulin levels in patients with chronic spontaneous urticaria and its association with treatment response. Postepy Dermatol Alergol [Internet]. 2018 [cited 2025 Jul 7]; 35(5):516-9. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30429712/ doi: 10.5114/ada.2017.71422. Epub 2018 Jul 19. PMID: 30429712; PMCID: PMC6232555
6. Goyon A, Zhang T, Francois YN, Guillarme D, Fekete S. Determination of isoelectric points and relative charge variants of 23 therapeutic monoclonal antibodies. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci [Internet]. 2017 [cited 2025 Jul 12]; 1065-1066:119-28. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28961486/ doi: 10.1016/j.jchromb.2017.09.033. Epub 2017 Sep 22. PMID: 28961486
7. Kaur R, Borgayari D, Rathore A. Impact of media components on CQAs of monoclonal antibodies. BioPharm Int [Internet]. 2017 [cited 2025 Aug 3]; 30(9):40-6. Available from: https://www.biopharminternational.com/view/impact-media-components-cqas-monoclonal-antibodies
8. European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare. Monoclonal Antibodies for Human Use. In: European pharmacopoeia supplement 11.2th ed. Strasbourg: EDQM Council of Europe;2025. P.4843-4845.
9. European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare. Capillary Isoelectric Focusing for Recombinant Therapeutic Monoclonal Antibodies. In: European pharmacopoeia supplement 11.8th ed. Strasbourg: EDQM Council of Europe;2025. P.6767-6770.
10. Wang Y, He Y, Zhang J, Li J, Liu H, Wu C, et al. Characterization and pre-clinical assessment of a proposed biosimilar to its originator omalizumab. Eur J Pharm Sci [Internet]. 2022 [cited 2025 Aug 10]; 178:106292. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36089232/ doi: 10.1016/j.ejps.2022.106292. Epub 2022 Sep 8. PMID: 36089232
11. Farrell A, Jakes C, Bones J. Evaluation and application of salt- and pH-based ion-exchange chromatography gradients for analysis of therapeutic monoclonal antibodies [Internet]. Waltham (MA): Thermo Fisher Scientific; 2018 [cited 2025 Sep 12]. Available from: https://appslab.thermofisher.com/App/4159/phbased-gradients-for-charged-variant-analysis.
12. เกวลิน รักษาสารณ์, สุดทิพย์ สุนสิน, สายวรุฬ จตุรกิตตินันท์. การตรวจสอบความถูกต้องของวิธีวิเคราะห์ charge variants ในยาอะดาลิมูแมบ โดยวิธีโครมาโทกราฟีแบบแลกเปลี่ยนประจุ. วารสารอาหารและยา [อินเทอร์เน็ต]. 2566 [เข้าถึงเมื่อ 10 ส.ค 2568]; 30(2):35-46. เข้าถึงได้จาก: https://he01.tci-thaijo.org/index.php/fdajournal/article/view/265175/178633
13. Wagner-Rousset E, Fekete S, Morel-Chevillet L, Colas O, Corvaïa N, Cianférani S, et al. Development of a fast workflow to screen the charge variants of therapeutic antibodies. J Chromatogr A [Internet]. 2017 [cited 2025 Aug 15]; 1498:147-54. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28400066/ doi: 10.1016/j.chroma.2017.02.065. Epub 2017 Feb 27. PMID: 28400066
14. International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use. ICH harmonised tripartite guideline Q2(R2): validation of analytical procedures [Internet]. London: European Medicines Agency; 2024.
15. United States Pharmacopeial Convention. General Chapter <621> Chromatography. USP-NF. 2025. DOI:10.31003/USPNF_M99380_09_01.
16. Center for Drug Evaluation and Research. Reviewer guidance, validation of chromatographic methods [Internet]. U.S. Food and Drug Administration. [cited 2025 Sep 10]. Available from: https://www.fda.gov/media/ 75643/download
17. Du M. Effect of pH on desorption of CO2 from alkanolamine-rich solvents [Internet]. AIP Conf Proc. 2017 [cited 2025 Sep 10]; 1864:020091. Available from: https://doi.org/10.1063/1.4992908.
18. Klinger C, Trinkaus V, Wallocha T. Novel Carbon Dioxide-Based Method for Accurate Determination of pH and pCO2 in Mammalian Cell Culture Processes. Processes [Internet]. 2020 [cited 2025 Aug 15]; 8(5):520. Available from: https://www.researchgate.net/publication/341025917_Novel_Carbon_Dioxide-Based_Method_for_Accurate_Determination_of_pH_and_pCO2_in_Mammalian_Cell_Culture_Processes
19. Duffer PF. How to prevent glass corrosion [Internet]. Harmar Township (PA): Vitro; 2016 [cited 2025 Sep 12]. Available from: https://vitro.com/technical-documents/TD-105.
20. Mihelic I, Podgornik A, Koloini T. Temperature influence on the dynamic binding capacity of a monolithic ion-exchange column. J Chromatogr A [Internet]. 2003 [cited 2025 Aug 15]; 987(1):159-68. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12613808/ doi: 10.1016/s0021-9673(02)01811-3. PMID: 12613808
21. Rea JC, Moreno GT, Lou Y, Farnan D. Validation of a pH gradient-based ion-exchange chromatography method for high-resolution monoclonal antibody charge variant separations. J of Pharm Biomed Anal [Internet]. 2011 [cited 2025 Aug 16]; 54(2):317–23. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20884149/ doi: 10.1016/j.jpba.2010.08.030. Epub 2010 Sep 29. PMID: 20884149