偶联设备及生成偶联物的方法技术

一种偶联设备，包括：至少一个流动反应器，其具有进口和出口，流动反应器完全填充介质，例如包括1)色谱珠、纤维或薄膜，和2)生物催化剂的基质，生物催化剂即为连接酶，其固定到介质上；流体输送单元，其与流动反应器的进口流体连通，并且被配置为根据偶联过程的不同阶段，向流动反应器连续提供至少一种反应流体，例如抗体和连接子

【技术实现步骤摘要】
偶联设备及生成偶联物的方法


[0001]本公开内容总体上涉及生物技术和药物生产领域，更具体地，本公开内容涉及一种偶联设备及使用该偶联设备生成偶联物的方法。

技术介绍

[0002]偶联是采用特定的连接子(Linker)通过生物或化学方法将一个分子与另一个分子连接到一起。例如出于生物科学研究、诊断或治疗目的，对高质量的偶联物，尤其是生物偶联物(Bioconjugate)的需求在迅速增加。生物偶联物是靶向分子及负载物通过连接子连接而成的，例如包括抗体
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药物偶联物(ADC)、抗体
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免疫激动剂偶联物、抗体
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细胞因子偶联物、抗体
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核素偶联物等。
[0003]以ADC为例，ADC的主要成分包括抗体、连接子和小分子化合物。抗体主要用于将小分子化合物投递到特定靶点，小分子化合物(包括但不限于细胞毒素)对靶点产生效应。目前FDA批准上市的九种ADC药物均采用化学偶联方式形成，即随机地将细胞毒素偶联到抗体骨架的赖氨酸或半胱氨酸残基。
[0004]在化学偶联方式中，在偶联工序之前，需要先通过上游和下游工艺利用抗体原料完成单抗原液的生产。随后，在偶联工序中执行以下步骤。对抗体进行预处理(如化学还原)，接下来偶联连接子，通过UF/DF和/或色谱分析去除游离的连接子。然后，偶联小分子化合物，接着再通过阳离子和/或阴离子和/或疏水层析去除聚体。最后，通过UF/DF和/或层析去除游离的小分子化合物。

技术实现思路

[0005]化学偶联存在诸多问题，例如，偶联位点随机、产物异质性、中控复杂且产量扩大存在限制。
[0006]首先，化学偶联的产物通常是结构和成分不均一的混合物。连接子与抗体发生偶联反应具有高度随机性，导致偶联到抗体的小分子化合物的数目和抗体的偶联位点差异较大，因此导致ADC药物之类的生物偶联物具有不同的药物/抗体比(DAR)值。因此，生物偶联物呈现高度异质性，导致批间差异性大，治疗窗窄，因而给药物的生产和质量控制带来很大的挑战。
[0007]其次，如上面所描述的，化学偶联的生产工艺步骤烦冗，包括多个上游和下游纯化步骤，费时且需要大量人工。
[0008]再次，在一些情形中，在化学偶联期间，需要生产人员定时取样，并随后计算样本的DAR值，直至计算结果符合内部质量标准，才进行下一步操作。因此，在这些情形中，DAR的计算过程不但费时，成本相对较高，而且还增加了人为操作错误的风险。
[0009]另外，化学偶联通常采用传统反应釜，其体积限制了扩大生产规模的可能。此外，在偶联过程中还需要添加有机相，因此偶联过程难以精确控制。
[0010]针对上述技术问题，本公开内容的第一方面提出了一种偶联设备。该偶联设备包
括：至少一个流动反应器，其具有进口和出口，流动反应器中完全填充有介质(例如包括色谱珠、纤维或薄膜之类的基质)，并且生物催化剂(即连接酶)固定到介质上；流体输送单元，其与流动反应器的进口流体连通，并且被配置为根据偶联过程的不同阶段，向流动反应器连续提供至少一种反应流体(抗体、连接子
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毒素、混合的抗体和连接子
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毒素等)，该至少一种反应流体包含待生成的偶联物的第一反应成分和第二反应成分；以及流体收集单元，其与流动反应器的出口流体连通，并且被配置为根据偶联过程的不同阶段，控制对流出流动反应器的出口的流体的收集。在至少一种反应流体连续地流过流动反应器期间，第一反应成分和第二反应成分在连接酶的催化作用下发生偶联反应而生成偶联物。
[0011]在依据本公开内容的第一方面所提供的偶联设备中，将连接酶定向固定到介质，并填装在流动反应器中，使得当反应流体流经流动反应器时，反应流体中包含的待生成偶联物的两个反应成分连续稳定地偶联。与化学偶联相比，该偶联设备极大地减少了工艺步骤，显著降低了复杂性，并非常适于节约昂贵的制造成本。而且，通过使用流动反应器，能实现偶联工艺的线性放大，以满足对更高产量的工业需求，缩短单位偶联时间并减小制造区域中的占据空间。通过该偶联设备生产生物偶联物，能实现负载物
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连接子与靶向分子之间的定点特异性偶联，改善了同质性，因此拓宽了治疗窗。此外，偶联工艺能与诸如单抗之类的生物分子的生产工艺流程进行集成。例如，在单抗中间体和单抗原液的生产阶段都可以完成偶联。因此，该工艺灵活性高，连贯性好。
[0012]在一些实施例中，至少一种反应流体包括第一反应流体和第二反应流体，并且，第一反应流体包含第一反应成分，第二反应流体包含第二反应成分。
[0013]在一些实施例中，偶联过程依次包括以下阶段：反应前平衡、偶联反应、反应后回收和回收后冲洗，并且，流体输送单元被进一步配置为：在反应前平衡、反应后回收和回收后冲洗期间，向流动反应器连续提供缓冲液；以及在偶联反应期间，向流动反应器连续并同时提供第一反应流体和第二反应流体。
[0014]在一些实施例中，缓冲液、第一反应流体和第二反应流体分别被储存在第一容器、第二容器和第三容器中。流体输送单元包括第一输送泵和第二输送泵。第一容器和第二容器分别经由第一容器出口管路和第二容器出口管路连接至第一输送泵，第三容器经由第三容器出口管路连接至第二输送泵，第一输送泵和第二输送泵分别经由第一进口支管和第二进口支管连接至进口主管，进口主管连接至流动反应器的进口。并且，在反应前平衡、反应后回收和回收后冲洗期间，第一输送泵将第一容器中的缓冲液泵送到进口主管中，在偶联反应期间，第一输送泵将第二容器中的第一反应流体泵送到进口主管中，第二输送泵将第三容器中的第二反应流体泵送到进口主管中。
[0015]在一些实施例中，流体输送单元进一步包括第一阀、第二阀、第三阀和第四阀。第一阀、第二阀和第三阀分别设置在第一容器出口管路、第二容器出口管路和第三容器出口管路上，分别用于控制第一容器出口管路、第二容器出口管路和第三容器出口管路中的流体流动，并且，第四阀设置在第一进口支管上，用于控制第一进口支管中的流体流动。
[0016]在一些实施例中，在反应前平衡、反应后回收和回收后冲洗期间，第一阀和第四阀开启，第二阀和第三阀关闭，并且在偶联反应期间，第一阀关闭，第二阀、第三阀和第四阀开启。
[0017]在一些实施例中，第一容器出口管路、第二容器出口管路、第三容器出口管路、第
一进口支管、第二进口支管和进口主管为一次性的或非一次性的，并分别由不锈钢、钛和硅胶中的一个制成。第一容器、第二容器和第三容器分别选自以下各项中的一项：一次性储液袋、一次性储液瓶、不锈钢容器、以及一次性和非一次性玻璃或塑料容器。
[0018]在一些实施例中，流体收集单元被进一步配置为：在反应前平衡和回收后冲洗期间，使从流动反应器的出口流出的流体被收集到第四容器中；以及在偶联反应和反应后回收期间，使从流动反应器的出口流出的流体被收集到第五容器中。
[0019]在一些实施例中，第四容器和第五容器分别经由第四容器进口管路和第五容器进口管路连接至出口主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偶联设备，包括：至少一个流动反应器，其具有进口和出口，所述流动反应器填充有介质，所述介质上固定有连接酶；流体输送单元，其与所述流动反应器的所述进口流体连通，并且被配置为根据偶联过程的不同阶段，向所述流动反应器连续提供至少一种反应流体，所述至少一种反应流体中包含待生成的偶联物的第一反应成分和第二反应成分；以及流体收集单元，其与所述流动反应器的所述出口流体连通，并且被配置为根据所述偶联过程的不同阶段，控制对流出所述流动反应器的所述出口的流体的收集，其中，在所述至少一种反应流体连续地流过所述流动反应器期间，所述第一反应成分和所述第二反应成分在所述连接酶的催化作用下发生偶联反应而生成所述偶联物。2.根据权利要求1所述的偶联设备，其中，所述至少一种反应流体包括第一反应流体和第二反应流体，并且，所述第一反应流体中包含所述第一反应成分，所述第二反应流体中包含所述第二反应成分。3.根据权利要求2所述的偶联设备，其中，所述偶联过程依次包括以下阶段：反应前平衡、偶联反应、反应后回收和回收后冲洗，并且，所述流体输送单元被进一步配置为：在所述反应前平衡、所述反应后回收和所述回收后冲洗期间，向所述流动反应器连续提供缓冲液；以及在所述偶联反应期间，向所述流动反应器连续并同时提供所述第一反应流体和所述第二反应流体。4.根据权利要求3所述的偶联设备，其中，所述缓冲液、所述第一反应流体和所述第二反应流体分别被储存在第一容器、第二容器和第三容器中，所述流体输送单元包括第一输送泵和第二输送泵，所述第一容器和所述第二容器分别经由第一容器出口管路和第二容器出口管路连接至所述第一输送泵，所述第三容器经由第三容器出口管路连接至所述第二输送泵，所述第一输送泵和所述第二输送泵分别经由第一进口支管和第二进口支管连接至进口主管，所述进口主管连接至所述流动反应器的所述进口，在所述反应前平衡、所述反应后回收和所述回收后冲洗期间，所述第一输送泵将所述第一容器中的所述缓冲液泵送到所述进口主管中，并且在所述偶联反应期间，所述第一输送泵将所述第二容器中的所述第一反应流体泵送到所述进口主管中，所述第二输送泵将所述第三容器中的所述第二反应流体泵送到所述进口主管中。5.根据权利要求4所述的偶联设备，其中，所述流体输送单元进一步包括第一阀、第二阀、第三阀和第四阀，所述第一阀、所述第二阀和所述第三阀分别设置在所述第一容器出口管路、所述第二容器出口管路和所述第三容器出口管路上，分别用于控制流体在所述第一容器出口管路、所述第二容器出口管路和所述第三容器出口管路中的流动路径，并且，所述第四阀设置在所述第一进口支管上，用于控制流体在所述第一进口支管中的流动路径。6.根据权利要求5所述的偶联设备，其中，
在所述反应前平衡、所述反应后回收和所述回收后冲洗期间，所述第一阀和所述第四阀开启，所述第二阀和所述第三阀关闭，并且在所述偶联反应期间，所述第一阀关闭，所述第二阀、所述第三阀和所述第四阀开启。7.根据权利要求4所述的偶联设备，其中，所述第一容器出口管路、所述第二容器出口管路、所述第三容器出口管路、所述第一进口支管、所述第二进口支管和所述进口主管是一次性的或非一次性的，并分别由不锈钢、钛和硅胶中的一个制成，并且，所述第一容器、所述第二容器和所述第三容器分别选自以下各项中的一项：一次性储液袋、一次性储液瓶、不锈钢容器以及一次性和非一次性玻璃或塑料容器。8.根据权利要求3所述的偶联设备，其中，所述流体收集单元被进一步配置为：在所述反应前平衡和所述回收后冲洗期间，将从每个所述流动反应器的所述出口流出的流体收集到第四容器中；以及在所述偶联反应和所述反应后回收期间，将从每个所述流动反应器的所述出口流出的流体收集到第五容器中。9.根据权利要求8所述的偶联设备，其中，所述第四容器和所述第五容器分别经由第四容器进口管路和第五容器进口管路连接至出口主管，所述出口主管连接至所述流动反应器的所述出口，并且，所述流体收集单...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦刚，周胜，吕操，约阿希姆，
申请(专利权)人：利穗科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：