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熙宁小课-第109期 | GLP-1药物的临床生物分析
发布作者:熙宁生物发布时间:2023-07-12


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最近GLP-1领域捷报频传,诺和诺德司美格鲁肽注射液新适应症在国内申报上市,礼来的GCGR/GIPR/GLP-1R三重激动剂Retatrutide在48周治疗时间内帮助肥胖者体重减轻了24.2%。作为降糖与减肥领域的热门靶点,GLP-1一直保持着市场热度,引得国内外各大制药公司竞相布局。


GLP-1即胰高血糖素样肽,属于肠促胰岛素家族,以葡萄糖浓度依赖性方式促进胰岛β细胞分泌胰岛素,参与机体血糖稳态调节。人体分泌的GLP-1半衰期很短,仅为1~2分钟,分泌到血液循环后易被二肽基肽酶4(DPP-4)快速降解而失去促胰岛素分泌的活性。GLP-1可减缓胃排空,还可作用于中枢神经系统上的受体,从而降低食欲,最终起到降低血糖与体重的作用。此外,GLP-1药物在非酒精性脂肪肝、心血管疾病和神经系统疾病治疗方面也具有潜在的治疗价值。

图1 GLP-1作用示意图

为了充分发挥GLP-1的药效,药物研发人员在天然GLP-1的基础上进行相关改造,使其能够耐DPP-4酶降解,延长其肠促胰岛素活性,减少药物使用的频率。






GLP-1药物临床生物分析策略


在药物的临床试验过程中,PK、ADA、NAb是生物制品生物分析中的关注点,GLP-1药物也不例外,下面笔者将结合自身的项目经验,一一来阐述其中的关键点。


  PK


由于GLP-1的作用靶点是细胞膜上的GLP-1R,GLP-1R属于G蛋白偶联受体家族,它的典型特征是具有一个七次跨膜的结构域,这使得重组表达的GLP-1R很难保持和GLP-1的高亲和力,难以作为靶蛋白应用到GLP-1的检测实验中。GLP-1结构类似药物的PK通常选择双抗夹心的原理进行设计。

GLP-1融合蛋白作为激动剂药物,临床用药剂量相对较低,灵敏度要求通常在几ng/mL,可使用定制的抗体对或商品化抗体实现PK浓度的检测。


  ADA 


可采用桥联法来设计ADA检测模式,为了改善药物耐受,采用酸化解离样品后经固相包被药物的载体捕获ADA,然后将ADA酸洗脱下来的方式进行样品纯化后检测。纯化后的样品也可采取物理吸附的方式结合到分析板上,然后用标记的药物作为检测试剂进行检测。

图2 ADA检测原理示意图


GLP-1融合蛋白药物属于内源性GLP-1的类似物,在ADA检测中除了常规的筛选→确证→滴度三层级检测外,还需对在确证实验中检测为阳性的样品进行内源性GLP-1交叉反应实验,以了解抗药抗体是否有影响内源性GLP-1的风险。


  NAb 


基于药物的作用机理,GLP-1类药物的中和抗体分析应采用细胞法。

功能细胞株高表达GLP-1R,GLP-1的结合使细胞活化,胞内cAMP 浓度上升,通过下游信号通路,激活荧光素酶报告基因的转录,在加入底物后产生化学信号。当中和抗体存在时会阻碍药物和细胞上的GLP-1R结合,抑制细胞的活化,表现为信号降低。

图3 中和抗体检测原理示意图



熙宁生物|精翰生物有自主知识产权的GLP-1R,GCGR和GIPR报告基因功能学细胞株,具备>50倍以上的信噪比,人血清耐受性和特异性,具备稳定的方法学性能,可服务于临床中和抗体检测,临床前药物筛选和CMC放行,功能细胞株部分活性数据如下:


 GLP-1R报告基因细胞株数据:


Dulaglutide的剂量权限,结果显示GLP-1R报告基因稳转细胞株复孔间信号CV非常小,有明显的上下剂量曲线平台期,信号窗口S/N为118。

Dulaglutide中和抗体有明显的抑制Dulaglutide刺激GLP-1R报告基因稳转细胞株的作用,中和抑制曲线明显,中和抗体的灵敏度约为150ng/mL,方法学灵敏。


 GIPR报告基因细胞株数据:


标准品为Gastric Inhibitory Peptide (GIP)。结果显示,含20%混合人血清的反应体系,其基质效应明显高于含5%和10%混合人血清的反应体系。而含5%和10%混合血清的反应体系结果相差不大。


标准品为Gastric Inhibitory Peptide (GIP),对照品为Liraglutide, Human Glucagon(1-29)和Dulaglutide。结果显示,Liraglutide, Glucagon(1-29), Human和Dulaglutide没有非特异信号产生,特异性良好。


 GCGR报告基因细胞株数据:



标准品为Glucagon(1-29),Human。结果显示GLP-1R报告基因稳转细胞株复孔间信号CV非常小,有明显的剂量依赖信号响应,信号窗口S/N大于100倍。

Glucagon作为刺激剂, Hu1803-9D标准曲线梯度稀释加入体系中。结果显示,Hu1803-9D对Glucagon的抑制作用随Hu1803-9D浓度升高而增大,且在含有5%混合人血清的环境中与培养基组没有明显差异。

熙宁生物|精翰生物已为多种GLP-1类药物提供一站式生物分析服务,包括PK,ADA,Nab等,类型覆盖GLP-1,GIP和GCGR类似物及多功能蛋白,具备丰富的方法学开发和样本检测经验,欢迎后台留言咨询交流。

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