限于篇幅,本文只探讨3个议题,对其它相关问题感兴趣的读者请阅文末的参考文献。
将ELISA要领转移到其它剖析平台
在开发临床前LBA剖析要领时,ELISA可能是首选的要领,因其简单性,低本钱,并且不需要专门的仪器设备。可是,如果ELISA要领不可满足灵敏度和稳健性要求时,特别是对GLP毒理/毒代研究而言,需要在一个CRO实施该研究时,往往需要将一个ELISA要领转移到MSD或者GYROS平台至上实施。
MSD
从ELISA转移到MSD平台相对简单;当使用特定抗体对的ELISA要领无法抵达所需要的灵敏度时,会经常实施这样的转移来减少基质效应,提高灵敏度或增加定量动态规模。然而,就像其它要领转移一样,试剂的差别和差别的修饰(modifications),如ruthenium或生物素标记,可能会影响要领的效能。因此,虽然可以在MSD上重新使用已有的抗体对和测试花样,但将需要调解校准品(Cs)和QCs的浓度,并充分验证新的要领。
Gyrolab
在理想的情况下,需要小体积样本或半自动化的剖析要领应当直接在Gyrolab平台上开发。如果一对抗体(antibody pair)可用于相同的捕获-检测组合,则将ELISA要领直接乐成地转移到Gyrolab上的可能性更大; 尽管可能需要重新优化,以提高灵敏度和/或扩展动态规模。 重新优化包括测试抗体对的组合;调解抗体浓度,以最大化灵敏度和动态规模;测试选择性,以尽量减少MRD;以及重建动态规模和QC水平。在转移要领到Gyrolab平台的时候,修改试剂,如使用生物素(biotin)或荧光标记,也会影响测定性能。在任何情况下,都需要在此平台实施完全的要领验证。
BIAcore
BIAcore和ELISA之间的差别太大,不可直接转移剖析要领;因此,需要进行要领的再开发,和全面的要领验证。 由于BIAcore是一个基于流体的系统,因此不宜直接与基于固相(例如,微孔板)的免疫测试要领进行比较。需要进一步开发BIAcore要领,例如芯片的牢固(immobilization)和再生条件,用于牢固和再生缓冲液的试剂,试剂的稳定性,确定标准品和质量控制样品,以及配体结合测试(LBA)要领的其他方面。
Luminex
如果以Luminex花样定量单个待测物,则从ELISA花样的要领转移在测试要领的结构方面很是简单,尽管需要制备,评估和验证新的试剂(例如,dye-coated beads,荧光标记的检测抗体)。有时,在洗涤办法中需要特另外微孔板(真空或磁珠板)。如果需要将多个ELISA要领组合并转移到一个Luminex要领(由于其multiplexing功效),则需要进行特另外研究;并且,优化要领参数可能需要更多的要领开发时间。总体而言,必须全面验证单通路和multiplex花样的Luminex要领;ELISA要领中使用的条件有助于确定开发Luminex要领的花样和抗体对。
剖析大数量样本和仪器故障
MSD
关于在MSD上的样天职析,校准品(Cs)和QCs的位置通常与ELISA的位置相同。另一方面,值得注意的是:对微孔板一次只读取四个孔的数据,并且在施加电压后只能读取一次。因此,如果爆发仪器故障,可能无法测定整个校准曲线;或者取决于微孔板设置(plate set-up),可能缺少一组QC的一部分,这通常爆发在水平设置(horizontal set-up)中。关于笔直设置(vertical set-up),更有可能获得校准品和第1组QC,而不是第二组QC。在这两种情况下,将需要重新读取整个微孔板。如果仪器爆发故障,并且读数缓冲液已添加到微孔板中,则可能需要重新剖析(re-assay)样品,因为检测信号会随时间显著地减少。
Gyrolab
通常,一个剖析运行被界说为一个CD,在每个CD上都安排有校准品和 QCs。如果安排在差别CDs上的QCs的精密度和偏差切合接受标准,则在无人值守的运行中处理的最多五张CDs的系列可以界说为一个单次运行。 这需要测试和评估一个给定的花样是否满足上述接受标准,因为这取决于能否快速捕获待测物的和试剂的稳定性。
需要将接受标准应用于每个CD,这意味着具有失败的QCs和/或失败校准曲线的CDs会被拒绝,而来自同一个多个CD运行中的其它CDs可以通过。如果含多个CD的运行仅有一条标准曲线,并且此曲线不切合接受条件,则此多个CD的运行的所有数据将被拒绝。由于多个CD运行的危害,故应在要领验证时,需要对样品剖析时的校准曲线和QCs设置进行评估。在任何情况下,每个CD都必须含有QCs。
如果在运行历程中怀疑针头故障,例如,视察到结构之间(inter-structure)高的CVs,则需要使用供应商提供的仪器日常维护测试要领,测试液体处理装置的性能。故可以识别不切合接受标准的样本,校准品或QCs所使用的针头,并可以在未来的运行中重新剖析。液体处理装置有10个针头,剖析数据指明了用于转移某一样本的针头。
一些较新的LBA剖析平台,包括Gyrolab,提供比ELISA更宽泛的动态规模。尽管如此,仍建议使用相同数量的校准品和 QCs(在每个CD/微孔板的每个QC级别重复两次)进行验证(LLOQ,LQC,MQC,HQC,ULOQ)和样品剖析(LQC,MQC,HQC),如同对ELISA要领建议的那样。
Luminex
常见的做法是设置板中(in-plate)校准品,并重复(duplicate)剖析校准品和样本。校准品的规模通常比 ELISA的规模更宽,以适应种种待测物浓度,并确定每个待测物的校准曲线和QCs响应。值得指出,关于另一种待测物,校准曲线上的锚定点可能纷歧样。
如果仪器在运行中失败(即,爆发一个部分运行partial run),只要相关校准品和QCs乐成完成且可以接受,则仍然可以使用已剖析样本的数据。与某些顺序测定平台(sequential platforms)相比,这不太令人担心;而在那些顺序平台上,只有有限的QCs位于相对较大宗的样本之间;这样的话,就可能没有足够的QCs来判断许多样天职析的结果是否有效。
BIAcore
该平台与RIA一样,系列式地(in series)剖析样品,并使用微孔板加载样本。因此,有两种要领可以运行 BIAcore 样天职析。与 ELISA一样,按96孔,设置校准品和QCs;或者将两个板(或更多)可以作为一个整体来运行:在开始时,剖析校准品,并且在整个样天职析中穿插几组QCs。爆发部分运行结果的原因,可能是由于仪器故障;也可能是由于未知原因导致QC失败。应凭据爆发的情况和时间处理仪器故障。在由于未知原因导致QC失败的情况下,当两组已接受的QCs之间的所有样本都需要重新剖析时,可以使用bracket approach,如表3所示。
表3. Biacore样天职析设置

总体而言,如果40%或更多个QC失败,则必须重新剖析,在可接受的最后一组QC之后的,所有样本。只有在运行开始时的一组QC都通过了的情况下,才华接受第一组样本的剖析结果。如果QC的乐成和失败是零星的(sporadic),则整个样天职析运行失败,必须进行原因视察。RIA使用类似的要领,系列式地剖析一组试管。
实施样天职析的最佳实践
1.在要领开发的历程中,最好消除残留(carry-over),而不是在样天职析中加以盘算校正。
2.关于每个平台,应使用短期稳定性数据来确定每次运行的连续时间,以确保样本稳定性。
3.一个剖析运行不限于96个数据点(校准品加样本);例如,关于基于差别硬件支持,如CD和/或系列运行[run in series],如RIA,BIAcore,Erenna®,和 Gyrolab的平台。
4.在剖析运行开始时,首先剖析标(校)准曲线;之后,以合理的频率在运行中间隔地剖析QCs,以验证该剖析平台上的结果。取决于如何界说一个剖析运行,可以在每个固体支持(solid support)上设置校准品,也可以设置在一个微孔板/CD上;之后是QCs间隔的一系列样本。无论一个剖析运行是如何界说的,应当有纪律地多次剖析QCs,以确认运行内的精密度。
5.只要在要领验证期间确定的%CV在可接受的规模内,例如,小于或即是目前能够接受的15%(对小分子而言),则可以进行单个样品剖析,并接纳最严格的接受标准。如果运行凌驾多个固体支持,则%CV标准指的是重复(duplicate)运行的QCs,和包括多个固体支持的运行内精密度。
6.关于要领转移,在更改剖析要领的平台或花样时,大大都平台需要重新验证;即即是部分验证也可能错过对一些要害参数的评估。因此,建议对样天职析要领进行完整的重新验证。
7.Multiplexing:建议尽可能在待测物的混淆物中,验证每一个待测物。在样天职析期间,如果一个待测物的剖析失败,则应重新剖析所有样本,并屏蔽先前及格待测物的剖析结果。
总结与前瞻
总之,大大都药物发明阶段的PK/PD免疫剖析可以在MSD或Gyrolab平台上进行。Gyrolab还具有运行时间短,样本体积小和自动化,等附加优势,因此对临床前生物剖析极具吸引力。无论剖析平台如何,本文强烈建议,在最终所需剖析要领的同一平台上,筛选试剂和评估要领的性能。在另一方面,超高灵敏度和multiplexing平台是特殊的应用平台,通常不可对试剂进行高通量筛选。因此,可以首先在ELISA,MSD,Gyrolab或BIAcore(SPR技术)平台上对试剂进行筛选,然后在相关特殊平台上优化并最终建立相关要领。Simoa™平台因其超高灵敏度(可以使用微量样本体积)和自动化操作,在相当的水平上可以替代Gyrolab平台,用于临床前PK样天职析。
针对可溶性靶标的新药项目,需要在要领开发的开始,就利用BIAcore平台使用的SPR技术来克服耐受性(tolerance)问题。选择剖析平台时,应当牢记最终目标。虽然获得完美的要领参数是最理想的,但就检测要领的局限性和项目需求而言,需要切合实际;因此,需要有愿意在使用的样本体积或剖析运行的时间,等参数上,做出妥协,以满足整体需求。与项目团队良好的相同有助于确定相关事情的优先级别,满足对剖析要领的需求并满足相关时间表。当项目的目标预期爆发变革时,需要对剖析要领的花样坚持足够的灵活性,以便在差别的剖析平台之间,轻松地转移剖析要领。
每个平台在检测试剂,如Sulfo-tag、horseradish peroxidase(HRP或其他酶)方面,差别最大。因此,试剂的生物素化(biotinylation),当与各自对应的链球菌卵白标记的试剂(streptavidin-tagged reagents)一起使用时,可以实现剖析要领在这些平台之间的无缝转移。在需要将捕获试剂生物素化的平台(Gyrolab)上,这些生物素化的试剂可以作为捕获(capture)使用。无论是剖析针对可溶性靶标的药物的游离的,照旧结合的百分比,或是剖析庞大分子的分子完整性,都应当利用免疫测试要领的多功效性(versatility),并相应地考虑合适的剖析平台。虽然免疫剖析领域正在迅速生长,但LC-MS等正交性生物剖析平台也在平行地生长,有时可以作为免疫剖析要领的增补。因此,充分了解正交剖析平台,并实时向这些平台的团队提示研究偏向,将有助于项目的乐成。后续文章将介绍相关进展,敬请关注。
特别声明
本文如有疏漏和误读相关指南和数据的地方,请读者评论和指正。所有引用的原始信息和资料均来自已经宣布学术期刊、官方网络报道等果真渠道, 不涉及任何保密信息。 参考文献的选择考虑到多样化但也不可能完备�=哟琳咛峁┯屑壑档奈南准捌淦拦�。
参 考 文 献
1. Eangoor, P. (2020). "A guided approach to preclinical bioanalysis of proteins using immunoassays for pharmacokinetic and pharmacodynamic assessments." Bioanalysis 12(16): 1105-1110.
2. Fischer SK, et al. Emerging technologies to increase ligand binding assay sensitivity. AAPS J. 17(1), 93–101 (2015).
3. Dudal S, et al. Assay formats: recommendation for best practices and harmonization from the Global Bioanalysis Consortium Harmonization Team. AAPS J. 16, 194–205 (2014).
4. Patel SR, et al. Microsampling for quantitative bioanalysis, an industry update: output from an AAPS/EBF survey. Bioanalysis 11(7), 619–628 (2019).
5. Roman J, et al. Application of miniaturized immunoassays to discovery pharmacokinetic bioanalysis. J. Pharmacol. Toxicol. Methods 63(3), 227–235 (2011).
6. Leary BA, et al. Bioanalytical platform comparison using a generic human IgG PK assay format. J. Immunol. Methods 397(1–2), 28–36 (2013).
7. Duo J, et al. Surface plasmon resonance as a tool for ligand-binding assay reagent characterization in bioanalysis of biotherapeutics. Bioanalysis 10(8), 559–576 (2018).
8. Spengler M, et al. Highly sensitive ligand-binding assays in pre-clinical and clinical applications: immuno-PCR and other emerging techniques. Analyst 140(18), 6175–6194 (2015).
9. Lind K, Kubista M. Development and evaluation of three real-time immuno-PCR assemblages for quantification of PSA. J. Immunol. Methods 304(1–2), 107–116 (2005).
10. Attallah C, et al. Design and validation of an immuno-PCR assay for IFN-α2b quantification in human plasma. Bioanalysis 11(23), 2175–2188 (2019).
11. Woodbury N, et al. Application of multiplexed pharmacokinetic immunoassay to quantify in vivo drug forms and coadministered biologics. Bioanalysis 11(24), 2251–2268 (2019).
12. Stevenson LF, Purushothama S. Parallelism: considerations for the development, validation and implementation of PK and biomarker ligand-binding assays. Bioanalysis 6(2), 185–198 (2014).
13. Lee JW, et al. Fit-for-purpose method development and validation for successful biomarker measurement. Pharm. Res. 23(2), 312–328 (2006).
14. Stevenson L, et al. Large molecule specific assay operation: recommendation for best practices and harmonization from the Global Bioanalysis Consortium Harmonization Team. AAPS J. 16(1), 83–88 (2014).
15. Desilva B, et al. Recommendations for the bioanalytical method validation of ligand-binding assays to support pharmacokinetic assessments of macromolecules. Pharm. Res. 20(11), 1885–1900 (2003).
16. Lee JW, et al. Bioanalytical approaches to quantify ‘total’ and ‘free’ therapeutic antibodies and their targets: technical challenges and PK/PD applications over the course of drug development. AAPS J. 13(1), 99–110 (2011).
17. Pearson JT, Rock DA. Bioanalytical approaches to assess the proteolytic stability of therapeutic fusion proteins. Bioanalysis 7(23), 3035–3051 (2015).
18. Vasicek LA, et al. Direct quantitation of therapeutic antibodies for pharmacokinetic studies using immuno-purification and intact mass analysis. Bioanalysis 11(3), 203–213 (2019).