基于51种上市抗体药物的序列变异分析

摘要
该研究对51种已上市重组抗体药物的序列变异(SVs)进行分析,序列变异指DNA复制、转录或翻译过程中错误导致的非预期氨基酸取代。文章强调序列变异是抗体药物关键质量属性之一,直接影响产品的安全性和有效性,引发生物制药开发者和监管机构关注。
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该分析帮助药企理解序列变异作为关键质量属性的监管认知现状,对生物类似药开发、质量对比研究及申报资料撰写有参考价值。建议企业在新分子开发阶段建立SVs监测策略,并与监管机构提前沟通。
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正文

引言
重组抗体药物一致的质量对于确保其安全性和有效性至关重要。在众多质量属性中,序列变异(SVs)——即DNA复制、转录或翻译过程中错误导致的非预期氨基酸取代——已引起生物制药开发者和监管机构的高度关注 。SVs可能改变蛋白质结构、功能、稳定性或免疫原性,构成潜在风险 。因此,在整个开发和制造过程中建立科学合理的SV控制策略已成为行业要务。
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一、全局分布特征
综合所有51种产品(生物类似药和创新药)的数据,共鉴定和定量了3006次SV发生 。综合分布显示,绝大多数(92.5%,2780/3006次SV发生)的所有SV在每个特定位点水平≤0.1%。一小部分(7.5%,226次SV发生)超过0.1%。仅2.4%(72次SV发生)超过0.2%,极少量0.4%(12次SV发生)超过0.5% 。这一广泛数据集为当代商业化抗体制造中典型SV负荷提供了稳健的经验基准,表明当前行业范围内的工艺普遍保持出色控制,SV水平主要低于每位点0.2% 。

值得注意的是,此研究中观察到的超过0.1%的SV比例略高于一些先前发表的研究结果。这一差异可能主要归因于面板中纳入的产品多样性更广泛,更好地代表了当前商业化格局的异质性 。
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二、真核表达生物类似药的SV特征
为评估主要治疗类别中的SV控制情况,研究者分析了贝伐珠单抗(IgG1,CHO表达)的原研药和9种中国生物类似药,每种产品三个批次 。
每种产品鉴定到的独特SV位点数各不相同。原研药(Avastin)和一种生物类似药(SBP6)表现出最少的位点数。对于大多数产品,绝大多数个体SV水平低于0.2% 。批次间一致性极为优异,代表性产品三个批次的SV鉴定重叠度高,且9种生物类似药的大多数位点的批次间变异极小(≤0.05%) 。

在10种贝伐珠单抗产品中总共鉴定到42种不同的氨基酸取代类型。原研药中的所有SV均低于0.1%。在9种生物类似药中,8种将所有个体SV控制在≤0.2%。在这8种生物类似药(不包括SBP8)鉴定到的992次SV发生中,仅11次(1.11%)超过0.1%阈值 。这些数据表明,这些中国开发的生物类似药中的SV控制和工艺一致性与原研药标准相当。

一种生物类似药(SBP8)表现出不同的特征,有41次SV发生表现出酪氨酸(Tyr)→苯丙氨酸(Phe)取代超过0.1%。这种多位点、共定位的取代模式是细胞培养中酪氨酸耗竭的特征,提示特定、可补救的工艺条件 。
对奥马珠单抗和利妥昔单抗原研药及中国生物类似药的分析进一步支持了这些发现。生物类似药中的SV水平均≤0.1%,与其各自原研药相当或更低 。
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三、原核表达产品的SV特征
为评估具有本质上不同翻译保真度的系统,研究者分析了雷珠单抗(大肠杆菌表达)的原研药和两种中国生物类似药,每种产品三个批次 。

生物类似药显示的独特SV位点数略少于原研药,批次间一致性极佳。对三种产品中237次SV发生的分析揭示了23种取代类型。值得注意的是,3次SV发生(1.3%)的相对丰度超过0.2%。相比之下,在10种CHO生产的贝伐珠单抗产品(不包括SBP8)的1197次SV发生中,仅1次(0.08%)超过0.2% 。这符合原核系统中预期更高的基线错误掺入率。生物类似药中>0.1%的SV发生数(1个和6个位点)少于原研药(12个位点),证明中国制造商在该原核系统中的SV控制能力与原研药相当。

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四、中国创新抗体的SV特征
研究者分析了来自中国公司的15种创新抗体药物,涵盖mAbs、BsAbs、ADCs以及IgG1/IgG4亚类(每种三批)。所有产品在其SV特征方面均表现出极佳的批次间一致性。每种产品的独特SV位点数通常较低(大多<20个位点),与抗体亚类或格式无明显相关性 。个体SV水平控制良好,除一种产品外,所有产品均将水平保持在0.2%以下。与早期的生物类似药相比,这些近期开发的创新产品总体上显示出更少的SV位点,反映了行业在细胞系和工艺开发过程中对SV理解和主动控制的不断进步。

为进行全面审视并检验固有偏倚,研究者分析了来自跨国公司的另外18种创新抗体,并将其与15种中国创新药进行比较。这一33种产品的合并数据集覆盖了CHO、NS0和E. coli表达系统;IgG1、IgG2和IgG4亚类;以及mAb、BsAb和ADC格式 。
SV位点数量在表达系统(CHO vs. NS0)、抗体亚类(IgG1、IgG2、IgG4)或格式(mAb、BsAb、ADC)方面均无明显差异。两种大肠杆菌表达产品较低的位点数量可能归因于其较短的蛋白序列(Fab和scFv)。关键在于,中国开发的创新药的SV特征与跨国公司的相当,在SV水平或分布方面无系统性差异。
SV水平的分析显示,33种产品中的27种(82%)将所有个体SV保持在0.2%以下。6种产品的SV超过0.2%。其中4种表现多位点取代模式(如Val→Xle、Thr→Ser、Pro→Ala),提示与工艺相关的氨基酸错误掺入。另两种含约1%的单位点SV(Arg→Lys、Lys→Asn)。最常观察到的取代类型(Asn→Ser、Pro→Ala、Thr→Ser、Val→Xle)主要来源于单核苷酸转换,且通常涉及理化性质相似的氨基酸。
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结语
此研究结果提供了当代商业化制造中典型SV负荷的稳健定量基准。几乎所有产品都将SV水平保持在0.2%以下的事实表明,这一较高的阈值可能代表商业化产品的务实且保守的"风险警示"水平,超过该水平可能需要更仔细的调查和工艺审查。
中国生物制药公司产品中的SV控制与国际标准持平。对于生物类似药和创新药,中国开发的产品表现出的SV水平、取代模式和批次间一致性与原研药或跨国公司开发的产品相当——在许多情况下甚至无法区分。这一发现意义重大,考虑到中国生物制药行业的快速增长和全球影响力,表明领先的中国制造商已成功实施了针对SVs等关键质量属性的先进工艺理解和控制策略。
此研究是横断和观察性的;它确立了"是什么",但未确立每种变异的"为什么"。特定SV的临床影响,特别是那些超过0.2%的SV,未被评估,仍然是一个复杂的产品特异性问题。未来将此类景观数据与计算机模拟免疫原性预测、结构建模和强制降解研究相结合的工作可进一步完善风险评估框架。
A landscape of sequence variants in 51 commercial antibody therapeutics.Antib Ther . 2026 Sep 8;9(4):595-605.

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