药代动力学检测
药物代谢动力学 (Pharmacokinetic, PK) 是定量研究药物在生物体内吸收、分布、代谢和排泄规律,并运用数学原理和方法阐述血药浓度随时间变化的规律的学科,血药浓度随时间变化的规律尤为重要。药物浓度检测方法建立中,针对药物的独特型抗体可特异性识别基质中的药物,是PK研究不可或缺的检测试剂,而由于抗药抗体特异性识别位点的不同,PK中检测的药物类型也就有了一定差别。
小剧场:
在蛋白类药物的药代动力学检测的过程中,药物检测有不同的类型,主要有两种:一种是检测游离的药物浓度,另一种是检测总的药物浓度,即包含游离的药物以及和靶点结合的药物浓度。PK检测方式可根据临床需求,药物机制与检测目的来决定。
检测游离的药物,通常采用竞争性的抗药物抗体,即该抗体结合药物的位点和药物识别靶点的位点一致或是存在空间位阻。
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检测总的药物浓度,通常采用非竞争性抗体,药物与靶点的结合并不能干扰抗体对药物的捕获能力。
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所以在PK方法开发的阶段,首先要做的就是根据临床的目的来筛选合适的抗体。
对于检测总的药物浓度的PK项目而言,非竞争性抗体的性能决定了方法的灵敏度。一旦抗体的非竞争性效果不好,那结合了靶点的药物就不能被捕获或者是检测。
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众所周知,抗体的制备有很大的偶然性,筛选到一对恰到好处的抗药抗体是一件足够幸运的事情。如果项目急,时间紧,想要测试总的药物浓度,筛选的抗体非竞争性效果并不十分出色,那么就束手无策了吗?并不是,实验证明,PK药物浓度检测中的靶点干扰是可以被解决的。
pH对抗原抗体结合的影响
靶点干扰是基质效应中的一种类型,意味着基质中游离的靶点会对PK检测结果产生影响,尤其是当基质环境中存在高浓度靶点时(如ug/ml级别),通常会影响样品检测结果的准确性。我们常用的解决基质效应的办法是增大MRD(最小稀释倍数),但有时加大MRD并不会起效。下面示例一个Total PK的检测方法,其靶点浓度高达10ug/ml, 结果显示简单的MRD处理并不能解决靶点带来的干扰。
对于这种PK检测,我们应该怎么办呢?
在大分子检测领域,药代动力学(PK)和免疫原性(ADA)的检测因为都是配体结合实验,所以具有很大的相通性。而在免疫原性的检测中,靶点干扰是分析方法发展领域公认的主要挑战之一,现已提出多种前处理方式来缓解这一问题,如酸或碱解离,亲和捕获洗脱(ACE),酸解离固相萃取等等。既然相似,为何不借用一下它山之石呢?所以对于上述的有严重靶点干扰的PK检测,我们果断尝试酸解离以及酸解离固相萃取的尝试。
解决靶点干扰的两种尝试
酸化处理——打开药物与靶点的预结合
这种方式首先要考虑检测的药物是否耐酸,要用什么酸,酸化pH为多少合适;其次考虑药物与抗体的反应体系pH,即酸化后的样品采用什么碱液,酸碱比例多少合适,中和后的反应体系后pH多少合适(中性,弱酸或弱碱),在这个方法中选择了乙酸和Tris-HCL 缓冲液作为酸化和中和的Buffer,比较了不同pH反应体系下干扰的结果(如下表,黄色为中性反应体系,绿色为酸性反应体系):
同时进行了选择性测试,在中性反应体系中,选择性通过率较低不能满足指导原则要求,而在弱酸性条件下选择性结果通过,满足指导原则要求。
这表明,酸化处理并在弱酸性体系下反应条件下靶点干扰的问题完美解决。
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酸化
SPEAD 固相萃取
酸化打开药物与靶点的预结合,提取检测目标,再酸化使其在Buffer环境中解离,去除基质对检测的影响。
这种方式与第一种方式相比,操作稍显复杂,对实验员的技能要求更高些,且完成一次检测所需时间更长,但其最突出的优点就是可以尽可能的去除基质效应。这种方式除了要考虑酸化处理需要考虑的问题之外,还需考虑提取体系的pH。比较不同提取体系效果的结果如下:
靶点干扰结果
从结果可知,SPEAD 固相萃取法也可很好的解决靶点干扰的问题。相比较单纯酸处理而言,它有更好的窗口和灵敏度,但同时也增加了时间成本以及操作难度。实践中,需考虑临床对于方法参数的需求,成本,试剂可及性,方法稳健性等各方便的要求,选择更适合的方法。
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前情提要:样品经过酸化后,药物与靶点的结合已打开,药物与抗体重新结合······
固相萃取
结语
当然,以上处理的小技能并不是万能的,并非一切有关基质效应的问题都可以用它来解决,而且虽然在ADA的检测中酸化处理样品已经是一个很成熟的办法,但是将其用于PK检测时也遇到很多的问题。与ADA相比,PK检测更加的严苛,是定量的检测,酸化的方法并没有常规方法稳健等种种问题,上面只是提供一种思考方式,当我们在分析工作中遇到问题时,可打开思维,寻找新的出路。
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熙宁生物|精翰生物免疫分析团队具有20多年的PK检测分析经验,药物类型覆盖单克隆抗体、双/多特异性抗体、ADC、融合蛋白/重组蛋白,其中单克隆抗体>50种,双/多特异性抗体>30个药物,40+临床试验,ADC类药物>15种,20+临床试验,在实战种积累了大量的经验,可为申办方提供一站式的检测分析服务,欢迎前来交流沟通。