抗体医薬品の分析

タンパク質がある程度の高濃度になった場合、タンパク質の分子同士の相互作用によって構造変化や凝集などを引き起こし、医薬品としての効果も変化することから、抗体医薬品の製造・品質管理面でタンパク質構造の変化を確認することが重要となります。 そこでIgG 溶液を用い、疎水性のチロシン(Tyr）とトリプトファン（Trp）の構造変化をラマンスペクトルで捉えることで、タンパク質濃度と安定性の関係性を調査し、タンパク質が変性し得る濃度の閾値を特定しました。

Tyr に起因する856 cm^-1 と830 cm^-1 のピーク強度比（チロシンダブレット）はIgG 分子同士の相互作用により濃度の増加と共に増大し、80 mg/mL を超える濃度で過飽和状態となりました。

Trp に起因する1555cm^-1 のピークの半値幅が濃度の増加とともに増大することが確認されました。 これはタンパク質の濃度が高くなるとタンパク質分子同士の相互作用によってねじれ角が変化し、ねじれ角の分布の幅が大きくなることでピーク幅が広くなると推測しました。

加温前の抗体溶液の粒子径分布図ではほとんど凝集物が存在していませんが、装置に搭載されている温調機能を用いて試料を50ºC で120 分間加温すると、抗体の凝集物が形成し、数 100 nm の粒子（凝集物）の数が著しく増加する様子が測定され、内蔵CCD でも確認できました。

本測定に用いたサンプルは、津本研究室（東京大学大学院工学系研究科）よりご提供いただきました。

1. 疾患タイプ：抗腫瘍タイプの抗体医薬品Ａ、Ｃと免疫疾患タイプの抗体医薬品Ｂを比較すると、両者で結合親和性に差が見られた。
2. 市販薬とリコンビナント：抗体医薬品Ａ、Ｂとリコンビナント抗体の比較では、抗体医薬品Ａ、Ｂの方が FcRIIIa との親和性が高くなる傾向が見られた。
3. Fv 領域：抗体の Fc 領域は共通だが、Fv 領域が異なることで、親和性に違いが見られた。

タンパク質と蛍光プローブ（ANS）間で起こるFRET を観測することができました。 経時的な分子の状態変化、分子間相互作用、反応過程の追跡をモニタすることが期待されます。

独自開発したラマンプローブを反応槽へ取り付けることで、重合反応プロセスなどのリアルタイムモニタリングが可能になりました。 分析室に光源・分光器を設置し、ファイバー接続で反応槽に導入するため、集中管理室など遠隔でデータを管理できます。 反応槽への浸漬プローブや、分析窓越しの測定など測定対象に合わせたプローブ設計が可能です。 その他にも、高温・高圧状態や特殊環境で使用できるモニタリング装置を各種ラインアップしています。