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영어

Monoclonal antibody (mAb) drugs are widely applied to the treatment of infectious diseases and immune diseases as well as cancer because of their specificity and high efficacy and are rapidly occupying the global biotherapeutics market. The quality and biological activity of mAb drugs can be sensitively affected by charge heterogeneity which is caused by unexpected protein modification including glycosylation, oxidation, and deamidation. In particular, an increase in charge variants of mAb drugs that can occur depending on the manufacturing process, pH, and temperature changes during storage and distribution, can affect the efficacy and stability of drugs. To investigate the effect of stress-test conditions on the charge variants of mAb drugs, we performed a quantitative evaluation of decomposition patterns and physicochemical changes of mAb under harsh temperature or pH conditions. Samples artificially stressed by harsh temperature and pH were measured using CEX-HPLC, which is infliximab concentrated solution–charge variants analysis method in European Pharmacopoeia. As a result, a significant change was not observed in the ratio of the main peak and each charge variants peak according to the temperature change (4~40oC). On the other hand, under severe conditions with both temperature and pH change, the significant decrease of the main % peak area of mAb was accelerated as the stress-test time elapsed, especially at 40°C. In addition, the low pH condition (2-4) significantly affected the change in the ratio of the charge variants compared to the high pH (8-9). Therefore, it is proposed to evaluate charge variants according to pH changes during the manufacturing process of mAb drugs and to monitor changes in charge variants for potentially harsh conditions during storage and transportation. In this study, we demonstrated that charge heterogeneity is highly sensitive to pH-stressed conditions, suggesting that quantitative evaluation of charge variants of mAb during the manufacturing process and storage can provide one of the good indicators for stability. These results also contribute to the efficient quality control during the life-cycle of mAb drugs as reference data.

한국어

단클론항체의약품은 그 특이성과 높은 효능성으로 인하여 난치성 암 뿐만 아니라, 감염성질환, 면역질환 치료 에 폭넓게 응용되고 있으며 가파르게 세계 바이오시장을 점유하고 있다. 항체의약품은 다양한 원인에 의해 당사슬패 턴의 변화, 산화, 탈아미드화 같은 단백질 변형으로 품질 및 생물학적 활성에 민감한 영향을 받을 수 있기 때문에, 안정성 확보 및 엄격한 품질 관리가 필수적이다. 특히 제조과정이나 보관·유통 중의 온도, pH 등에 따라 생길 수 있는 항체의약품의 전하변이체는 의약품의 효능 및 안정성 평가를 위한 품질 항목으로써 전주기적으로 관리되어야 한다. 본 연구에서는 가혹조건이 단클론항체의약품의 전하변이체 생성에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 기존에 설정된 보 관조건과 다른 온도나 pH 가혹조건에서의 단클론항체의 분해양상 및 물리화학적 변화를 정량적으로 평가하였다. 온 도와 pH를 변화시켜 인위적으로 품질을 저하시킨 검체를 유럽약전에 수재되어 있는 인플릭시맙(Infliximab) 농축액의 전하변이체 분석법인 양이온교환 크로마토그래피(CEX-HPLC)를 사용하여 노출시간의 경과에 따른 전하변이체의 량 을 측정하였다. 그 결과, 온도변화(4~40oC)에 따른 단클론항체의 주피크 및 각 전하변이체(acidic and basic) 피크의 비 율에는 큰 변화가 관찰되지 않았으나, 온도 및 pH를 모두 변화시킨 가혹조건에서는 단클론항체의 주피크의 % peak area 가 가혹처리 시간이 증가함에 따라 현저히 감소하는 경향을 보였으며, 특히, 40oC에서는 4oC 및 25oC에 비하여 전하변 이체 변화가 큰 것으로 확인되었다. 또한 낮은 pH 조건(2-4)이 높은 pH(8-9)에 비해 전하변이체의 비율 변화에 크게 영 향을 미치는 것을 확인하였다. 따라서, 단클론항체의약품의 제조공정 중 pH의 변화에 따른 전하변이체의 평가 및 보관 ·운송 중의 잠재적인 가혹조건 노출에 대한 전하변이체의 변화를 유의하여 모니터링할 것을 제안한다. 이상과 같이 온 도 및 pH 가혹처리에 따른 단클론항체의 전하변이체 변화를 정량적으로 평가함으로써 단클론항체의약품의 안정성 평 가시 고려사항을 제공하였으며, 향후, 단클론항체의약품의 효율적인 품질관리에 참고자료로 활용하기를 기대한다.