多肽合成中的杂质是怎么产生的?
多肽的制备方法有生物组织提取法、基因重组表达法和化学合成法,目前已上市的多肽药物有90%以上可通过化学合成法制备。多肽药物主要由氨基酸或者氨基酸衍生物组成,可以通过氨基酸逐步连接或者多个肽链片段缩合,再经过较复杂的纯化工艺得到。目前化学合成多肽主要包括液相法、固相法、液相固相结合法。
要研究多肽合成中杂质的产生,其实最容易想到的就是工艺缺失杂质,因为固相合成的话,不可每一步都是百分之百的缩合,难免会有某些氨基酸的缺失,而且多肽链本身有可能会发生断裂,有些结构可能被修饰。
还有一类是降解杂质,比如说有的氨基酸容易发生水解,或被氧化,甚至形成聚合。ICHQ3还要求对溶剂残留与元素杂质、基因毒进行研究和控制。目前申报多肽产品的话,除了前两类杂质以外,后面的溶剂残留,元素杂质,基因毒杂质都要考虑。
起始物料的控制中,最先想的就是氨基酸,因为氨基酸里边的杂质有可能会传递到多肽的产品里边去,那怎么来控制?
多肽合成用到的氨基酸种类比较多,这里举一个例子,比如经常用的双保护赖氨酸。L型的赖氨酸,它有可能包含D型的杂质。另外,这个双保护氨基酸的制备过程当中,它可能会缺失一个保护基,还有形成一个二聚体,还有也可能引入贝塔丙氨酸,甚至这两个保护剂的位置互换,或者两个保护基都掉了。这些杂质都有可能会带入到产品里去,所以在起始物料控制的时候,需要分析这几类杂质。
刚才只是以一个氨基酸为例,但是多肽合成里面,往往会用到几种甚至十多种的保护氨基酸,那么起始物料的控制对于分析部门来说,QC就要做大量工作。
多肽合成除了从物料的源头氨基酸去控制杂质以外,还有更重要的是在合成过程中的控制。如何确保在多肽合成过程当中每一个氨基酸的缩合都完全?用的最多的是茚三酮检测法,这个反应非常灵敏的,作为一个定性的中控方法,目前是大家普遍采用的。还有其它的方法,比如TNBS法,四氯苯醌法。如果要控制更好的话,国外有用LC-MS法的,每一步的缩合反应,包括脱保护基(Fmoc)都可以得到更精确的控制。但是考虑到这个生产周期等方面的原因,国内的中控方法还是比较弱的,一般就用茚三酮检测法,或者是在关键控制点,也用LC-MS来跟踪反应是否缩合完全。正是由于在中控的地方不是那么完善,所以导致后期的纯化及在产品质量上往往面临不小的挑战。
参考资料:药融圈