生物技術(shù)藥物分析檢測技術(shù)的相關(guān)研究

王賢淼

（江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司，江蘇連云港 222000）

隨著醫(yī)藥行業(yè)的飛速發(fā)展，生物技術(shù)藥物的研究也進(jìn)入了更高一級(jí)平臺(tái)。生物技術(shù)藥物是指通過DNA重組技術(shù)或其他創(chuàng)新生科技型生物技術(shù)生產(chǎn)的治療藥物，主要包括細(xì)胞因子、纖溶酶原激活劑、重組血漿因子、生長因子、抗體、疫苗和寡核苷酸藥物等，臨床應(yīng)用于治療惡性腫瘤、心腦血管疾病、糖尿病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等重癥疾病。生物技術(shù)藥物的治療效果顯著、副作用較小，逐漸成為新藥研制的重點(diǎn)。根據(jù)IMS Health預(yù)測，至2020年，我國生物技術(shù)藥物市場將成為全球第二大生物醫(yī)藥市場，成為國民經(jīng)濟(jì)的重要組成內(nèi)容。

生物技術(shù)藥物不同于傳統(tǒng)的化學(xué)合成藥物，若生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程操作不當(dāng)，極易引起藥物蛋白的異構(gòu)或異變，病患用藥時(shí)可能會(huì)發(fā)生難以預(yù)計(jì)的不良反應(yīng)，因此，對(duì)生物技術(shù)藥物質(zhì)量分析檢測顯得尤為重要。隨著《中華人民共和國藥典》（2015年版）頒布實(shí)施，生物藥物分析與檢測技術(shù)也不斷更新完善，生物技術(shù)藥物的質(zhì)量控制將會(huì)大幅提高，分析檢測標(biāo)準(zhǔn)逐步與國際接軌，藥品質(zhì)量將達(dá)到國際水平[1]。本文結(jié)合當(dāng)前科技發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)生物技術(shù)藥物進(jìn)行分析和檢測的方法進(jìn)行闡述，期待為生物技術(shù)藥物分析檢測技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展作出一定貢獻(xiàn)。

1 生物技術(shù)藥物概述

生物技術(shù)藥物融合了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、制藥等多領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，是以生物信息技術(shù)和基因工程為基礎(chǔ)建立起的生物產(chǎn)業(yè)。生物技術(shù)研制出的蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)修飾物、生物激酶、抗體及細(xì)胞因子、核酶等藥物，在精準(zhǔn)醫(yī)療的帶動(dòng)下，在新藥研發(fā)、臨床治療和傳統(tǒng)藥物改進(jìn)中得到廣泛的應(yīng)用[2]。

2 生物技術(shù)藥物分析檢測

生物技術(shù)藥物分析是一門集研究、檢測和控制于一體的綜合性學(xué)科，主要是分析鑒定各類生物技術(shù)藥物的化學(xué)組分、構(gòu)型、形貌特征，檢測藥物質(zhì)量、不同藥物中各組分含量、藥代降解產(chǎn)物的含量。生物技術(shù)藥物，特別是蛋白質(zhì)藥物，由于自身穩(wěn)定性較低，極易發(fā)生部分肽鏈斷裂或折疊，而導(dǎo)致蛋白質(zhì)團(tuán)聚失效，在原料藥生產(chǎn)，生物制劑儲(chǔ)存、運(yùn)輸至臨床應(yīng)用的各個(gè)環(huán)節(jié)均應(yīng)進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量分析檢測[3]，全面監(jiān)控生物技術(shù)藥物質(zhì)量品質(zhì)，保障病患治療用藥的安全、合理和有效[4]。

生物技術(shù)藥物分析檢測主要工作包括藥物分析與檢驗(yàn)、雜質(zhì)與安全檢驗(yàn)、氨基酸類藥物的分析與檢驗(yàn)、多肽及蛋白質(zhì)類藥物的分析與檢驗(yàn)、酶類藥物的分析與檢驗(yàn)、脂類藥物的分析與檢驗(yàn)、核酸類藥物的分析與檢驗(yàn)、糖類藥物的分析與檢驗(yàn)、基因工程藥物的質(zhì)量控制。分析檢測方法主要有化學(xué)法、儀器分析法及生物檢定法[5-6]。分析檢測常規(guī)步驟如下：審查→取樣→鑒別→檢查→含量檢測→記錄→出具檢測報(bào)告。

2.1 化學(xué)法

化學(xué)法分析檢測生物技術(shù)藥物組分含量，主要包括重量法和滴定法。重量法是通過精準(zhǔn)稱取定量待測物，根據(jù)相關(guān)單質(zhì)和化合物的質(zhì)量，計(jì)算待測物中目標(biāo)物質(zhì)的含量的定量法。滴定法是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室使用的常規(guī)方法，測定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確但操作繁瑣，氨基酸類藥物多用滴定法對(duì)其含量測定。

2.2 儀器分析法

儀器分析的靈敏度較高，用于微量和痕量分析檢測，包括光學(xué)法、電化學(xué)法、色譜法、電泳法、酶法分析法和免疫分析法等。隨著現(xiàn)代精密分析儀器不斷研究問世，生物技術(shù)藥物的分析檢測手段也愈發(fā)精準(zhǔn)完備[7]。

2.2.1 凝膠電泳法

十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳法（SDS-PAGE）是在蛋白質(zhì)類生物技術(shù)藥物常用的分離和檢測方法，其遷移速率取決于分子量大小。SDS-PAGE適用于分離和檢測分子量為5～500 kDa的寡聚蛋白質(zhì)，該類蛋白質(zhì)共價(jià)鍵在聚丙烯酰胺環(huán)境下較為穩(wěn)定，通過調(diào)節(jié)梯度凝膠或特定緩沖體系可以進(jìn)擴(kuò)大分子量的檢測范圍，SDS-PAGE的局限性在于檢測范圍較窄，由于加熱過程可能會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)類藥物在K12中非正常降解，其定量的準(zhǔn)確性欠佳。

2.2.2 超速離心法

超速離心法（AUC）是根據(jù)不同生物藥物沉降特質(zhì)（分子形貌、構(gòu)型、分子量大小有關(guān)），通過超速離心機(jī)對(duì)待測樣進(jìn)行離心分離，檢測系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控藥物分子的沉降情況，分析檢測待測樣品的理化性質(zhì)。沉降平衡法與沉降速率法屬于超速離心法范疇。通過沉降平衡法可得到生物藥物分子的相關(guān)化學(xué)計(jì)量信息；沉降速率法可得到分子的分子體積和構(gòu)型等流體力學(xué)性質(zhì)，是寡聚蛋白質(zhì)檢測常用分析方式。Philo[8]使用沉降速率法完成了單克隆抗體聚合（單聚體到七聚體）過程的定量檢測。

2.2.3 光學(xué)濁度法

研究表明，散射光的散射角和強(qiáng)度與懸濁液中物質(zhì)粒徑、形貌等參數(shù)相關(guān)。將生物技術(shù)藥物配制成懸浮液，測定透過溶液的光的散射程度分析檢測藥物相關(guān)理化參數(shù)。濁度法是利用溶液中顆粒懸浮物的Rayleigh散射特性測定溶液渾濁度的方法。生物技術(shù)藥物的蛋白質(zhì)類制劑，可通過濁度法快速測定蛋白質(zhì)的濃度、懸浮粒徑的大小，廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)液體制劑聚合程度的分析檢測。

2.2.4 色譜法

色譜法的優(yōu)勢(shì)在于靈敏度高、可精準(zhǔn)定量并能夠同時(shí)檢測混合組分中待測物含量，其在分析檢測研究中的地位難以取代。高效液相色譜法（HPLC）采用了高效固定相、高壓輸送流動(dòng)相和在線檢測技術(shù)，對(duì)生物技術(shù)藥物進(jìn)行有效成分分析、鑒定、檢測且不影響其分子構(gòu)型和生化活性。我國在新藥臨床實(shí)驗(yàn)前的審批流程中明文規(guī)定：新藥的藥物代謝動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)首選HPLC檢測。

Gaillard等[9]利用HPLC建立了胰島素生物測定簡化方法，可對(duì)胰島素進(jìn)行快速分析檢測。Bunger H等[10]在藥物代謝動(dòng)力學(xué)研究中，通過尺寸排阻高效液相色譜法將綿羊肺表面活性劑所包含的SP-B和SP-C從脂質(zhì)中有效分離。

2.3 生物檢定法

2.3.1 免疫分析法

生物技術(shù)藥物具有免疫原性，這為免疫分析法應(yīng)用提供相應(yīng)平臺(tái)。酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）精準(zhǔn)靈敏、穩(wěn)定性好、設(shè)備自動(dòng)化程度高、可批量檢測、無放射危害是生物技術(shù)藥物免疫分析中常用的分析方法。Aoki等[11]采用ELISA研究了濾過性毒菌白介素-6（vIL-6）的與受體的結(jié)合特性；曾衍霖等通過ELISA法建立了重組新型人白細(xì)胞介素-2（125Ala）的大鼠藥代動(dòng)力學(xué)模型。

2.3.2 生物分析法

生物分析法是通過不同給藥劑量（濃度）效應(yīng)曲線，測定不同的組織或細(xì)胞對(duì)待測藥物的特異性反應(yīng)，對(duì)待測藥物進(jìn)行定量分析。湯仲明等[12]對(duì)重組人腫瘤壞死因子α（rhTNFα）的代謝分析檢測中，利用TNFα敏感細(xì)胞株L929測定給藥后血清中rhTNFα濃度隨用藥時(shí)間的變化曲線，成功證明了rhTNFα因子對(duì)腫瘤的治療作用。免疫分析法和生物分析法都會(huì)受到活性代謝產(chǎn)物、生物基質(zhì)、血清中抑制因子等因素干擾或特質(zhì)性限制，無法全面分析檢測生物技術(shù)藥物在生物體內(nèi)降解過程的完整信息。

3 生物技術(shù)藥物分析檢測技術(shù)展望

隨著科學(xué)不斷進(jìn)步，生物醫(yī)藥行業(yè)也進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期，通過臨床試驗(yàn)投入市場的生物技術(shù)藥物數(shù)量、種類將會(huì)不斷提高，現(xiàn)代生物分析檢測技術(shù)也應(yīng)隨之更新完善，滿足市場所需。因此，在生物技術(shù)藥物的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸及臨床治療等過程中，應(yīng)用先進(jìn)精準(zhǔn)的方法，加強(qiáng)對(duì)原料藥和成品制劑的分析檢驗(yàn)，環(huán)節(jié)當(dāng)中控制和研究該產(chǎn)品的質(zhì)量，以全面控制生物藥物的質(zhì)量，保障病患治療用藥的安全性、合理性及有效性。目前，生物分析檢測技術(shù)逐步發(fā)展成熟，已被正式運(yùn)用到不同的生物學(xué)檢測領(lǐng)域當(dāng)中。在新科技的推動(dòng)下，生物制藥分析和檢測技術(shù)將迎來新的發(fā)展機(jī)遇。