低聚集Protein A填料:双抗、多抗的聚集体问题有解了?
发布于 2026年8月2日

在单克隆抗体、双特异性抗体及Fc融合蛋白等生物药的下游纯化工艺中,Protein A亲和层析是行业公认的捕获“黄金标准”。然而,这项经典工艺有一个被长期忽视的短板——抗体聚集体问题,而低聚集Protein A填料/减少抗体聚集Protein A填料/保护抗体活性Protein A填料的技术突破,正从“抑制聚集”与“维持活性”两个维度协同发力,针对性破解这一行业痛点,重构抗体纯化捕获工艺体系。
聚集体是抗体药物生产过程中最常见的产品相关杂质之一。它们不仅降低产品纯度与收率,还可能引发免疫原性风险,是药品质量安全的核心隐患。传统观点认为,聚集体清除是精纯步骤的任务,Protein A捕获环节“只管抓、不管分”。但这一认知正在被重新审视——低聚集Protein A填料/减少抗体聚集Protein A填料的问世,成功将聚集体控制防线前移至抗体捕获核心环节。而保护抗体活性Protein A填料则进一步将关注点从“去除坏分子”延伸到“保护好分子”——通过规避强酸性洗脱环境,最大限度维持抗体分子的天然构象与生物学功能。
一、抗体聚集:低pH洗脱的“次生灾害”
抗体聚集体的产生原因复杂,但在Protein A亲和层析环节,低pH洗脱是最直接的诱因。
典型的Protein A抗体亲和层析洗脱通常在pH 3.0–3.5的酸性环境下进行。对于结构稳定的传统单抗,短时酸性暴露尚可耐受。但对于双特异性抗体、多特异性抗体及抗体片段等复杂分子,低pH条件会打破蛋白天然构象平衡,诱导内部疏水区域暴露,相互缠绕形成可溶性或不可溶性聚集体。
更值得关注的是,pH跳跃效应会进一步加剧聚集。从低pH洗脱到中和的过程中,pH的剧烈变化本身就是一个独立的聚集诱导因素,其副作用甚至大于单纯的酸暴露。这意味着,即便抗体能够耐受低pH,洗脱后的中和步骤仍可能触发聚集,进一步放大工艺损耗与质量风险。
传统Protein A填料对聚集体几乎没有分离能力。聚集体的清除主要依赖后续的精纯步骤,但这种“事后补救”的模式存在明显局限:聚集体一旦形成,后续分离的效率和收率都会受到严重影响。正是这一行业长期存在的工艺困境,催生了低聚集Protein A填料与减少抗体聚集Protein A填料的核心技术创新。
二、低聚集Protein A填料的两条技术路径

Two Paths to the Same Goal
当前,减少抗体聚集Protein A填料的研发迭代主要沿着两条核心路径推进,分别为工程化配基设计与新型配基特异性改造,两大技术路线相辅相成,也让低聚集Protein A填料形成了适配不同抗体分子的完整产品体系。
2.1路径一:工程化配基设计——从源头“温和释放”
传统Protein A填料导致抗体聚集的根本原因,在于洗脱pH过低。因此,最直接的策略是提高洗脱pH,通过温和洗脱从源头抑制聚集生成。
通过对Protein A配基关键氨基酸残基进行定点突变,工程化配基可在保持上样条件下结合能力的同时,使抗体在更高pH下解离。某款经配基工程化改造的填料是这一路径的代表产品,其配基可在pH 4.6及以上的温和条件下实现抗体/Fc融合蛋白的洗脱。温和的洗脱环境使得抗体在纯化过程中全程处于低损伤条件,这正是保护抗体活性Protein A填料的核心价值所在。
研究表明,与传统Protein A填料普遍缺乏聚集体分离能力不同,该款低聚集Protein A填料可在保持良好单体回收率的同时,去除进料中高达70%的聚集体(数据来源:相关学术研究)。2025年发表于《Protein Expression and Purification》的一项系统性研究,以四个案例对比了高pH洗脱填料与传统填料的性能差异,证实这类减少抗体聚集Protein A填料在聚集体和HCP清除方面均显著优于传统填料。
2.2路径二:新型配基特异性——选择性“分离”聚集体
如果说路径一是通过温和洗脱“避免聚集体产生”,那么路径二则选择了另一条创新路线,不改变洗脱pH,而是通过改变配基的结合特异性,让填料本身具备区分目标抗体与聚集体的能力。
某款仅对VH3结构域具有亲和力的填料是这一路径的代表产品。其配基经过工程化改造,仅对VH3结构域具有亲和力,而非传统Protein A的Fc+VH3双重结合模式。对于不含VH3结构域的副产物(如半抗体、同源二聚体等),该填料不结合,从而实现目标产物与副产物的同步分离。研究表明该VH3特异性低聚集Protein A填料在聚集体分离能力方面显著优于传统Protein A填料。
三、工艺优化:低成本改造的辅助路径
除了直接更换高性能填料,工艺层面的优化可有效放大低聚集Protein A填料的应用效果。
洗脱液添加剂是最直接的优化手段。在Protein A层析洗脱液中添加PEG和氯化钙/氯化钠组合,可以显著提升聚集体去除效果,同时保持抗体高回收率。此外,在洗脱液中添加200–500 mM的精氨酸或1 M尿素等蛋白增溶剂,可有效防止高密度聚集体引起的沉淀。
辛酸钠清洗可有效去除导致抗体片段化的HCP蛋白酶(如组织蛋白酶D)及其他共纯化HCP,从源头减少片段化及相关的次级聚集风险。
这些工艺优化方法无法替代填料本身的核心作用,但可作为高效辅助手段,与高性能低聚集Protein A填料/减少抗体聚集Protein A填料协同增效,全方位降低抗体聚集隐患。
四、产业格局与选型建议
当前,低聚集Protein A填料与减少抗体聚集Protein A填料已成为生物制药层析耗材领域的核心创新方向。而保护抗体活性Protein A填料作为这一技术方向的价值表达,正推动行业从“追求收率”向“保护分子活性”的理念升级。
在上游核心配基领域,天鹜科技已将AI蛋白质设计技术延伸至填料耗材研发。其自主研发的MatwingsVenus™(晓鹜™)平台,依托百亿级蛋白质序列数据集(包含数十亿功能标签,覆盖深海、火山等极端环境中采集的耐高温、耐强压、耐强酸/碱的蛋白质序列),可针对配基蛋白的结合载量、耐碱性、特异性、洗脱条件等多项目标进行联合优化。天鹜科技已明确将“耐碱Protein A填料”作为核心产品方向之一,并构建了以MatwingsVenus™为引擎的“干湿闭环”研发模式,将传统研发周期从数年压缩至数月。
在配基产品层面,赛鹜健飞(GenAlwings)的重组Protein A产品为国产填料提供坚实上游支撑,其完整的Protein A产品线,助力国产减少抗体聚集Protein A填料、低聚集Protein A填料实现工业化量产与普及应用。
针对计划引入低聚集Protein A填料或减少抗体聚集Protein A填料的生物制药企业,建议从以下维度建立评估框架:
产品类型与分子适配性:根据目标抗体分子的结构特征选择适配填料。对于含VH3结构域的抗体,VH3特异性低聚集Protein A填料可在捕获的同时实现副产物与聚集体的同步分离;对于pH敏感型抗体,高pH洗脱型减少抗体聚集Protein A填料可从源头避免聚集产生。
聚集体清除效率:不同减少抗体聚集Protein A填料的聚集体去除能力存在显著差异,需在统一进料条件下开展平行对比试验,重点关注填料是否具备“去除进料中70%聚集体”级别的核心性能。
动态结合载量与工艺效率:在保证聚集体清除的前提下,动态结合载量(DBC)是决定生产成本的核心指标。主流高pH洗脱低聚集Protein A填料在6分钟保留时间下DBC可达60 mg/mL以上。
法规与供应链保障:确认供应商是否提供DMF备案等法规支持文件,以及工业化量产能力与批次稳定性。
五、结语

The New Frontline
抗体聚集是生物药生产中绕不开的质量挑战。传统纯化思路将聚集体清除完全依托后端精纯步骤,工艺滞后性强、损耗高、成本高。而低聚集Protein A填料/减少抗体聚集Protein A填料的出现,改变了这一局面,将聚集体防控防线前移至核心捕获环节。
从工程化配基实现温和洗脱、从源头避免聚集产生,到新型配基特异性实现目标产物与副产物的同步分离,两条技术路径殊途同归,让Protein A捕获环节不仅“抓住”抗体,更能“提纯优质抗体单体”。而保护抗体活性Protein A填料的理念,则将关注点从“去除坏分子”进一步提升至“保护好分子”——通过温和洗脱环境,在捕获环节即开始保护抗体分子的天然构象与生物学功能。
多项权威学术研究已经证实,新一代减少抗体聚集Protein A填料/低聚集Protein A填料在聚集体清除、产品收率、杂质控制方面的综合性能,显著优于传统Protein A填料。随着双特异性抗体、多特异性抗体等复杂分子成为研发主流,适配复杂工艺的低聚集Protein A填料/减少抗体聚集Protein A填料,将从小众专属方案升级为行业通用标配,成为抗体捕获工艺迭代的新一代核心技术底座。