生物大分子藥物目前主要包括治 療性蛋白藥物與核酸藥物等，隨著生物技術的迅速發展，生物大分子已被普遍用以治 療腫瘤、本身免疫系統疾病和遺傳代謝病等多種疾病。生物治 療藥物在臨床和商業上的成功引起了行業內對其開發的日益重視，需要高質量的生物分析來支持這些藥物的開發。

與常規藥物一樣，評估大分子藥物的安全性和有效性需要徹底了解其藥代動力學（PK）、藥效學（PD）、毒代動力學（TK）以及免疫原性等特征。在藥物與機體相互作用中，PK是研究機體對藥物的處置作用，而PD和TK是分別研究藥物對機體有益/有害的效應。PD/PK和PK/TK的相互關系是藥物藥理學評價的核心。FDA、NMPA等監管機構要求藥物進入臨床前必須證明其有效性和安全性，臨床前和臨床研究均需要研究藥物的PK，同時FDA建議對免疫原性風險檢測最 好在IND階段和臨床I期開展。因此，建立好的PD/PK/TK等生物分析方案對于大分子藥物的臨床前及臨床分析評價極為重要。

與小分子藥物相比，大分子藥物具有分子量大、結構復雜、細胞外基質不容易透過、使用量低、身體易溶解等特性，其生物分析充滿挑戰。

生物大分子藥物與傳統小分子藥物的藥代動力學

特征比較（藥學進展 ，2018年8期 ）

傳統的生物分析方法通常依賴于基于小分子檢測的液質聯用系統和基于生物制劑的配體結合分析（ligand-binding assay，LBA)），目前這兩種方法也用于抗體等生物藥的生物分析中。在現在的創新藥物中，還有mRNA、病毒載體、細胞治 療產品等，這些藥物本質上并非蛋白質藥物，因此qPCR、流式細胞術、成像技術等手段也越來越多地用于生物藥的生物分析中。

01、基于配體結合分析

生物分析中基于配體結合分析LBA是一種常用的分析工具，用于根據與其他生物分子的相互結合作用（binding interaction），定量測定生物分子（目標分析物，Analyte）在生物體液中的濃度，主要包括酶聯免疫(ELISA)等。

目前ELISA是生物制藥行業使用最廣泛的配體結合式（LBA）檢測平臺，它一直以來都是蛋白質定量分析最常用的技術，現在大多數生物標志物的商業檢測試劑盒都是基于ELISA的。這項技術對于某些臨床前生物分析的應用仍然很有吸引力，比如血清單克隆抗體的PK。但是ELISA操作復雜、測試運行時間長，采用自動化平臺可縮短分析人員操作的時間， 提高工作效率。

丹納赫生命科學旗下貝克曼庫爾特的Biomek i7自動化工作站結合美谷分子儀器的SpectraMax i3 多功能酶標儀，可以自動化地對樣本進行高通量的ELISA操作，大大避免實驗誤差及重復的人工勞動。

自動化工作站進行ELISA實驗流程

自動化工作站進行ELISA實驗的結果

02、液相色譜串聯質譜檢測系統LC-MS/MS

與LBA 相比，LC-MS/MS 在生物分析中的優勢在于可以提供快速的方法開發和驗證、高特異性和高重現性，還可以實現多種分析物同時定量。另外，LC-MS/MS 方法也更容易在不同的分析物類別和基質之間轉移。但是靈敏度、樣品制備、方法開發和定量準確度相關的難題也亟需解決。

丹納赫生命科學旗下SCIEX開發了一種通用的混合LBA和LC-MS/MS兩種技術的工作流程，該工作流程結合了這兩種技術的優勢，可用于蛋白質藥物的PK分析。該方法檢測阿達木單抗在小鼠血漿中的濃度，先用磁珠方法進行免疫親和性樣品的制備，然后將阿巴利單抗標準品進行消化后進入TripleTOF? MS系統進行肽圖譜分析，用以選擇蛋白質定量的特征性肽段。在QTRAP 6500+系統進行定量分析后，50 到 10000 ng/mL 的線性關系可達0.99763，定量限為50 ng/mL。

LC-MS/MS方法的前處理流程

阿達木單抗的提取離子色譜圖   

SCIEX QTRAP? 6500+ 系統

03、qPCR技術

qPCR法是常用的分析核酸藥物表達量的一種方法，其定量下限可以達到pg/mL甚至fg/mL，這可以極大增強藥物在體內暴露的檢測時間。此外，RT-qPCR使用的樣本量極少，只需要幾微升血漿樣本或1毫克組織即可滿足分析需求，減少了對珍貴樣本的使用，而且能夠使用384孔板實現對樣本的高通量分析。然而獲得信號特異、低背景的qPCR結果也非易事，丹納赫生命科學旗下IDT埃德特的雙淬滅熒光探針，在靠近報告基團9bp左右的位置增加一個中間淬滅基團，為FRET作用中提供了一個能量的“中轉站”，拉近了能量傳遞中每個基團間的距離，從而提高了熒光淬滅率降低了背景信號。

IDT 雙淬滅熒光探針示意圖

（藍色序列片段即為雙淬滅熒光探針）

在過去20年中，新型治 療方式的出現改變了生物分析領域的現狀，導致了一系列技術的發展和成熟。在發現階段以及藥物開發的臨床前和臨床階段，健全的生物分析方法非常重要，這將有助于開發更安全、更有效的藥物，同時減少開發的時間和成本。丹納赫生命科學一系列先進的生物分析工具和方法能夠有效幫助應對創新藥物復雜結構和不同作用機制對PK、PD和免疫原性評估提出的重大挑戰。