安捷伦多平台解决方案为吐温降解与抗体制剂中可见异物/不溶性微粒形成机制研究提供新思路
可见异物/不溶性微粒是注射剂药物的一项重要质控指标，各国药典对其均有要求。近年来，由于吐温（聚山梨酯，polysorbate，ps）降解导致抗体制剂中不溶性微粒数量增加或可见异物产生的问题得到了工业界和监管机构的广泛关注。
2021 年 efpia（欧洲制药工业联盟）在 cmc strategy 论坛期间组织了问卷调研，其中包括了吐温降解的问题。针对抗体药物液体制剂中吐温降解最早出现现象的反馈，最多反馈的现象有吐温含量下降、游离脂肪酸含量上升和不溶性微粒形成等。2022 年国家药品监督管理局药品审评中心贾东晨等在中国新药杂志“新药注册与技术审评”专栏发表文章，分析了抗体制剂配方中吐温 20/ 吐温 80 降解引起可见异物/不溶性微粒的原因，以及对药学研究的思考。
可能的原因分析及控制策略
吐温是高度异质的混合物，容易通过多种途径发生降解，如化学水解、氧化水解和酶水解等。不同降解通路会产生不同的吐温降解产物，反之药物制剂中吐温降解产物的种类可提示降解通路，从而为吐温降解机制的研究提供思路和依据。酶水解在目前被认为是在抗体药物中吐温降解的主要原因之一，抗体药物中通常会有残留的 cho 宿主细胞蛋白，其中的一些脂肪酶和酯酶能够水解吐温结构中的酯键部位，生成游离脂肪酸和聚山梨醇。吐温氧化的降解产物包括过氧化物、醛、酮、脂肪酸酯等，也会形成少量的游离脂肪酸。游离脂肪酸在制剂条件下溶解度可能会降低，在低温时形成不溶性微粒。
图 1. 吐温降解问题决策树及控制策略
基于吐温降解以及可见异物/不溶性微粒形成对抗体制剂稳定性的重大影响，安捷伦开发了基于多技术平台的解决方案，包括吐温定量、吐温精细表征、游离脂肪酸含量分析以及宿主细胞蛋白（hcp）残留定量分析等，为吐温的降解途径研究以及可见异物/不溶性微粒的形成机制研究提供了新思路。
安捷伦对于吐温降解和可见异物/不溶性微粒形成机制研究的技术方案
方
案
1
抗体制剂中吐温定量分析
图 2. 1290 – elsd 方法对抗体制剂中吐温进行定量分析
方
案
2
吐温精细表征与降解通路研究
安捷伦开发了基于 1290 infinity ii 超高效液相色谱和 6500 系列 qtof 高分辨串联四极杆飞行时间质谱液质联用仪，配合 polymerstudio 软件和吐温数据库，支持吐温精细表征和降解通路研究。
图 3. 1290-6500 系列 qtof ms 对吐温 20 进行精细表征
方
案
3
游离脂肪酸含量分析
安捷伦开发了基于 1290 超高效液相色谱和 msd iq 智能化单四极杆质谱检测器液质联用的游离脂肪酸分析方案，能够对吐温原料中的游离脂肪酸和抗体制剂中吐温降解产生的游离脂肪酸分别进行定量检测。
图 4. 1290-msd iq 对三种游离脂肪酸（月桂酸、肉豆蔻酸和油酸）分别进行定量分析，在 0.01 ug/ml-2.5 ug/ml 范围内线性良好
方
案
4
宿主细胞蛋白（hcp）残留定量分析
宿主细胞残留蛋白（hcp）通常使用 elisa 方法进行定量分析，近年来随着质谱技术的发展，液质联用分析 hcp 的方法也得到了广泛的应用。质谱法分析 hcp 一般采用自下而上（bottom-up）的方式，将样品酶切成肽段，再通过分析特征性肽段的方式对 hcp 进行定量。
图 5. 1290 -6495 三重四极杆液质联用仪定量分析 hcp
吐温降解和可见异物/不溶性微粒形成研究的分析任务和安捷伦技术平台概览
参考资料：
1. 贾东晨，何伍。抗体药物制剂处方中的可见异物/ 不溶性微粒，《中国新药杂志》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
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可能的原因分析及控制策略
吐温是高度异质的混合物，容易通过多种途径发生降解，如化学水解、氧化水解和酶水解等。不同降解通路会产生不同的吐温降解产物，反之药物制剂中吐温降解产物的种类可提示降解通路，从而为吐温降解机制的研究提供思路和依据。酶水解在目前被认为是在抗体药物中吐温降解的主要原因之一，抗体药物中通常会有残留的 cho 宿主细胞蛋白，其中的一些脂肪酶和酯酶能够水解吐温结构中的酯键部位，生成游离脂肪酸和聚山梨醇。吐温氧化的降解产物包括过氧化物、醛、酮、脂肪酸酯等，也会形成少量的游离脂肪酸。游离脂肪酸在制剂条件下溶解度可能会降低，在低温时形成不溶性微粒。
图 1. 吐温降解问题决策树及控制策略
基于吐温降解以及可见异物/不溶性微粒形成对抗体制剂稳定性的重大影响，安捷伦开发了基于多技术平台的解决方案，包括吐温定量、吐温精细表征、游离脂肪酸含量分析以及宿主细胞蛋白（hcp）残留定量分析等，为吐温的降解途径研究以及可见异物/不溶性微粒的形成机制研究提供了新思路。
安捷伦对于吐温降解和可见异物/不溶性微粒形成机制研究的技术方案
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抗体制剂中吐温定量分析
图 2. 1290 – elsd 方法对抗体制剂中吐温进行定量分析
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吐温精细表征与降解通路研究
安捷伦开发了基于 1290 infinity ii 超高效液相色谱和 6500 系列 qtof 高分辨串联四极杆飞行时间质谱液质联用仪，配合 polymerstudio 软件和吐温数据库，支持吐温精细表征和降解通路研究。
图 3. 1290-6500 系列 qtof ms 对吐温 20 进行精细表征
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游离脂肪酸含量分析
安捷伦开发了基于 1290 超高效液相色谱和 msd iq 智能化单四极杆质谱检测器液质联用的游离脂肪酸分析方案，能够对吐温原料中的游离脂肪酸和抗体制剂中吐温降解产生的游离脂肪酸分别进行定量检测。
图 4. 1290-msd iq 对三种游离脂肪酸（月桂酸、肉豆蔻酸和油酸）分别进行定量分析，在 0.01 ug/ml-2.5 ug/ml 范围内线性良好
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宿主细胞蛋白（hcp）残留定量分析
宿主细胞残留蛋白（hcp）通常使用 elisa 方法进行定量分析，近年来随着质谱技术的发展，液质联用分析 hcp 的方法也得到了广泛的应用。质谱法分析 hcp 一般采用自下而上（bottom-up）的方式，将样品酶切成肽段，再通过分析特征性肽段的方式对 hcp 进行定量。
图 5. 1290 -6495 三重四极杆液质联用仪定量分析 hcp
吐温降解和可见异物/不溶性微粒形成研究的分析任务和安捷伦技术平台概览
参考资料：
1. 贾东晨，何伍。抗体药物制剂处方中的可见异物/ 不溶性微粒，《中国新药杂志》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
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