隨著對IgM抗體治療應用的不斷挖掘，對IgM可擴大生產(chǎn)工藝的需求也不斷增加。IgM大且復雜，導致它們難以表達，且表達量低，因此IgM相關(guān)治療性商品的成本很高。近年來，細胞系、生產(chǎn)培養(yǎng)基和過程監(jiān)控的優(yōu)化使得生產(chǎn)高質(zhì)量的IgM成為可能。

IgM 抗體復雜性?

IgM的表達

一般而言，生物治療蛋白，包括免疫球蛋白，可以在多種表達宿主細胞中表達。哺乳動物細胞通常用作IgM表達的宿主細胞，以保持最適合生物活性或藥代動力學特性的糖基化模式。在哺乳動物細胞宿主中，中國倉鼠卵巢（CHO）細胞最常用于產(chǎn)生抗體，因為這些細胞能夠在大型生物反應器中以高密度在無血清培養(yǎng)基中生長。在過去的30年中，CHO細胞生產(chǎn)IgG抗體顯示出穩(wěn)定的改善，并且可以達到50~60 pg/cell/d的生產(chǎn)速率和10~15 g/L的產(chǎn)量。 然而，使用CHO細胞中生產(chǎn)IgM抗體仍然是一個挑戰(zhàn)。IgM抗體特異性生產(chǎn)速率只能達到10 pg/cell/d。為了提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)量，有研究嘗試轉(zhuǎn)染PER.C6原代人胚胎視網(wǎng)膜母細胞系用于制備IgM抗體，能夠?qū)崿F(xiàn)20 pg/cell/d的生產(chǎn)率。用于生產(chǎn)IgM的另一個宿主是煙草植物。通過工程化改造唾液酸轉(zhuǎn)移酶和半乳糖轉(zhuǎn)移酶的表達，在煙草植物中可以產(chǎn)生具有類人糖型的全功能IgM。 用于早期臨床試驗的IgM通常是使用來自融合大鼠或小鼠骨髓瘤細胞的雜交瘤或融合人淋巴細胞和小鼠骨髓瘤細胞的異種雜交瘤。使用這些方法，在分批培養(yǎng)工藝中實現(xiàn)了200 mg/L的產(chǎn)量，在補料分批培養(yǎng)工藝中實現(xiàn)了700 mg/L的產(chǎn)量。使用PER.C6細胞表達，補料分批培養(yǎng)工藝滴度達到800~900 mg/L。

IgM的純化

由于IgM不與Protein A結(jié)合，IgM的純化無法利用已有符合GMP規(guī)范要求的親和樹脂，如Protein A。同時，與IgG相比，IgM的可溶性條件范圍較窄，這使得純化困難進一步增加。 早期的IgM純化方法包括等電沉淀和凝膠色譜法。研究表明，純度為99%的產(chǎn)品回收率可以達到40%。對于雜交瘤培養(yǎng)物，有研究通過優(yōu)化了聚乙二醇（PEG）沉淀，并與陰離子交換色譜法結(jié)合純化了幾株抗體，基本可實現(xiàn)抗體純度大于95%，回收率從28%到84%不等。通過廣譜核酸酶消化基因組DNA，抗體純度可以得到進一步的改善。 IgM抗體的三步純化策略：使用CHT羥基磷灰石填料色譜法進行初級捕獲，純度可達90%，回收率可達80%；隨后使用陰離子交換（AEX）和陽離子交換色譜法，實現(xiàn)99%的純度，回收率達50%至80%。 與多孔顆粒陰離子交換樹脂相比，使用單片陰離子交換劑，IgM動態(tài)結(jié)合能力提高了兩倍以上。這是由于單片陰離子交換劑電荷密度高出15倍，可以更好地去除DNA。這些結(jié)果表明，單片基體的對流性質(zhì)，而不是在多孔樹脂中的擴散，可能更適合IgM純化。該工藝已經(jīng)被用于PAT-SM6的生產(chǎn)，PAT-SM6使用PER. C6細胞表達，表達體積為250 L。在其生產(chǎn)下游過程中，首先使用CHT層析柱進行初級捕獲，利用Triton X-100在柱上洗滌進行病毒滅活。然后，用Sartobind Q膜降低DNA水平后，依次進行陰離子和陽離子交換單片色譜。據(jù)報道，整體工藝產(chǎn)量可達55%。 使用各種傳統(tǒng)色譜柱使大規(guī)模GMP生產(chǎn)IgM產(chǎn)品成為可能，新的混合模式樹脂也有所突破。如GE的層狀磁珠CaptoCore 700的推出，其內(nèi)芯被功能化，外核是惰性和多孔的，以及最近的CaptoCore 400，其惰性殼層以尺寸排阻模式起作用，陰離子內(nèi)核是大IgM分子的理想選擇。諸如此類的純化基質(zhì)以及親和樹脂，不斷達到符合規(guī)?；枨?、符合法規(guī)的狀態(tài)，使臨床IgM抗體的純化更易于處理，產(chǎn)量不斷提高且保持良好的純度。 德泰生物提供基于SingleB?快速單抗開發(fā)平臺的高抗原親合力IgM抗體開發(fā)服務（包括原生IgM抗體開發(fā)和基于IgG的抗體IgM化改造）http://www.detaibio.com/Mouse-SingleB.html以及IgM抗體表達與純化服務http://www.detaibio.com/BGE-antibody-expression.html。