限于篇幅,本文只探討3個議題,對其它相關問題感興趣的讀者請閱文末的參考文獻。
將ELISA方法轉(zhuǎn)移到其它分析平臺
在開發(fā)臨床前LBA分析方法時,ELISA可能是首選的方法,因其簡單性,低成本,并且不需要專門的儀器設備。但是,如果ELISA方法不能滿足靈敏度和穩(wěn)健性要求時,特別是對GLP毒理/毒代研究而言,需要在一個CRO實施該研究時,往往需要將一個ELISA方法轉(zhuǎn)移到MSD或者GYROS平臺至上實施。
MSD
從ELISA轉(zhuǎn)移到MSD平臺相對簡單;當使用特定抗體對的ELISA方法無法到達所需要的靈敏度時,會經(jīng)常實施這樣的轉(zhuǎn)移來減少基質(zhì)效應,提高靈敏度或增加定量動態(tài)范圍。然而,就像其它方法轉(zhuǎn)移一樣,試劑的差異和不同的修飾(modifications),如ruthenium或生物素標記,可能會影響方法的效能。因此,雖然可以在MSD上重新使用已有的抗體對和測試格式,但將需要調(diào)整校準品(Cs)和QCs的濃度,并充分驗證新的方法。
Gyrolab
在理想的情況下,需要小體積樣本或半自動化的分析方法應當直接在Gyrolab平臺上開發(fā)。如果一對抗體(antibody pair)可用于相同的捕獲-檢測組合,則將ELISA方法直接成功地轉(zhuǎn)移到Gyrolab上的可能性更大; 盡管可能需要重新優(yōu)化,以提高靈敏度和/或擴展動態(tài)范圍。 重新優(yōu)化包括測試抗體對的組合;調(diào)整抗體濃度,以最大化靈敏度和動態(tài)范圍;測試選擇性,以盡量減少MRD;以及重建動態(tài)范圍和QC水平。在轉(zhuǎn)移方法到Gyrolab平臺的時候,修改試劑,如使用生物素(biotin)或熒光標記,也會影響測定性能。在任何情況下,都需要在此平臺實施完全的方法驗證。
BIAcore
BIAcore和ELISA之間的差異太大,不能直接轉(zhuǎn)移分析方法;因此,需要進行方法的再開發(fā),和全面的方法驗證。 由于BIAcore是一個基于流體的系統(tǒng),因此不宜直接與基于固相(例如,微孔板)的免疫測試方法進行比較。需要進一步開發(fā)BIAcore方法,例如芯片的固定(immobilization)和再生條件,用于固定和再生緩沖液的試劑,試劑的穩(wěn)定性,確定標準品和質(zhì)量控制樣品,以及配體結合測試(LBA)方法的其他方面。
Luminex
如果以Luminex格式定量單個待測物,則從ELISA格式的方法轉(zhuǎn)移在測試方法的布局方面非常簡單,盡管需要制備,評估和驗證新的試劑(例如,dye-coated beads,熒光標記的檢測抗體)。有時,在洗滌步驟中需要額外的微孔板(真空或磁珠板)。如果需要將多個ELISA方法組合并轉(zhuǎn)移到一個Luminex方法(由于其multiplexing功能),則需要進行額外的研究;并且,優(yōu)化方法參數(shù)可能需要更多的方法開發(fā)時間。總體而言,必須全面驗證單通路和multiplex格式的Luminex方法;ELISA方法中使用的條件有助于確定開發(fā)Luminex方法的格式和抗體對。
分析大數(shù)量樣本和儀器故障
MSD
對于在MSD上的樣本分析,校準品(Cs)和QCs的位置通常與ELISA的位置相同。另一方面,值得注意的是:對微孔板一次只讀取四個孔的數(shù)據(jù),而且在施加電壓后只能讀取一次。因此,如果發(fā)生儀器故障,可能無法測定整個校準曲線;或者取決于微孔板設置(plate set-up),可能缺少一組QC的一部分,這通常發(fā)生在水平設置(horizontal set-up)中。對于垂直設置(vertical set-up),更有可能獲得校準品和第1組QC,而不是第二組QC。在這兩種情況下,將需要重新讀取整個微孔板。如果儀器發(fā)生故障,而且讀數(shù)緩沖液已添加到微孔板中,則可能需要重新分析(re-assay)樣品,因為檢測信號會隨時間顯著地減少。
Gyrolab
通常,一個分析運行被定義為一個CD,在每個CD上都放置有校準品和 QCs。如果放置在不同CDs上的QCs的精密度和偏差符合接受標準,則在無人值守的運行中處理的最多五張CDs的系列可以定義為一個單次運行。 這需要測試和評估一個給定的格式是否滿足上述接受標準,因為這取決于能否快速捕獲待測物的和試劑的穩(wěn)定性。
需要將接受標準應用于每個CD,這意味著具有失敗的QCs和/或失敗校準曲線的CDs會被拒絕,而來自同一個多個CD運行中的其它CDs可以通過。如果含多個CD的運行僅有一條標準曲線,并且此曲線不符合接受條件,則此多個CD的運行的所有數(shù)據(jù)將被拒絕。由于多個CD運行的風險,故應在方法驗證時,需要對樣品分析時的校準曲線和QCs設置進行評估。在任何情況下,每個CD都必須含有QCs。
如果在運行過程中懷疑針頭故障,例如,觀察到結構之間(inter-structure)高的CVs,則需要使用供應商提供的儀器日常維護測試方法,測試液體處理裝置的性能。故可以識別不符合接受標準的樣本,校準品或QCs所使用的針頭,并可以在未來的運行中重新分析。液體處理裝置有10個針頭,分析數(shù)據(jù)指明了用于轉(zhuǎn)移某一樣本的針頭。
一些較新的LBA分析平臺,包括Gyrolab,提供比ELISA更寬泛的動態(tài)范圍。盡管如此,仍建議使用相同數(shù)量的校準品和 QCs(在每個CD/微孔板的每個QC級別重復兩次)進行驗證(LLOQ,LQC,MQC,HQC,ULOQ)和樣品分析(LQC,MQC,HQC),如同對ELISA方法建議的那樣。
Luminex
常見的做法是設置板中(in-plate)校準品,并重復(duplicate)分析校準品和樣本。校準品的范圍通常比 ELISA的范圍更寬,以適應各種待測物濃度,并確定每個待測物的校準曲線和QCs響應。值得指出,對于另一種待測物,校準曲線上的錨定點可能不一樣。
如果儀器在運行中失敗(即,產(chǎn)生一個部分運行partial run),只要相關校準品和QCs成功完成且可以接受,則仍然可以使用已分析樣本的數(shù)據(jù)。與某些順序測定平臺(sequential platforms)相比,這不太令人擔心;而在那些順序平臺上,只有有限的QCs位于相對較大量的樣本之間;這樣的話,就可能沒有足夠的QCs來判斷許多樣本分析的結果是否有效。
BIAcore
該平臺與RIA一樣,系列式地(in series)分析樣品,并使用微孔板加載樣本。因此,有兩種方法可以運行 BIAcore 樣本分析。與 ELISA一樣,按96孔,設置校準品和QCs;或者將兩個板(或更多)可以作為一個整體來運行:在開始時,分析校準品,并且在整個樣本分析中穿插幾組QCs。產(chǎn)生部分運行結果的原因,可能是由于儀器故障;也可能是由于未知原因?qū)е翾C失敗。應根據(jù)發(fā)生的情況和時間處理儀器故障。在由于未知原因?qū)е翾C失敗的情況下,當兩組已接受的QCs之間的所有樣本都需要重新分析時,可以使用bracket approach,如表3所示。
表3. Biacore樣本分析設置
總體而言,如果40%或更多個QC失敗,則必須重新分析,在可接受的最后一組QC之后的,所有樣本。只有在運行開始時的一組QC都通過了的情況下,才能接受第一組樣本的分析結果。如果QC的成功和失敗是零星的(sporadic),則整個樣本分析運行失敗,必須進行原因調(diào)查。RIA使用類似的方法,系列式地分析一組試管。
實施樣本分析的最佳實踐
1.在方法開發(fā)的過程中,最好消除殘留(carry-over),而不是在樣本分析中加以計算校正。
2.對于每個平臺,應使用短期穩(wěn)定性數(shù)據(jù)來確定每次運行的持續(xù)時間,以確保樣本穩(wěn)定性。
3.一個分析運行不限于96個數(shù)據(jù)點(校準品加樣本);例如,對于基于不同硬件支持,如CD和/或系列運行[run in series],如RIA,BIAcore,Erenna®,和 Gyrolab的平臺。
4.在分析運行開始時,首先分析標(校)準曲線;之后,以合理的頻率在運行中間隔地分析QCs,以驗證該分析平臺上的結果。取決于如何定義一個分析運行,可以在每個固體支持(solid support)上設置校準品,也可以設置在一個微孔板/CD上;之后是QCs間隔的一系列樣本。無論一個分析運行是如何定義的,應當有規(guī)律地多次分析QCs,以確認運行內(nèi)的精密度。
5.只要在方法驗證期間確定的%CV在可接受的范圍內(nèi),例如,小于或等于目前能夠接受的15%(對小分子而言),則可以進行單個樣品分析,并采用最嚴格的接受標準。如果運行超過多個固體支持,則%CV標準指的是重復(duplicate)運行的QCs,和包括多個固體支持的運行內(nèi)精密度。
6.對于方法轉(zhuǎn)移,在更改分析方法的平臺或格式時,大多數(shù)平臺需要重新驗證;即便是部分驗證也可能錯過對一些關鍵參數(shù)的評估。因此,建議對樣本分析方法進行完整的重新驗證。
7.Multiplexing:建議盡可能在待測物的混合物中,驗證每一個待測物。在樣本分析期間,如果一個待測物的分析失敗,則應重新分析所有樣本,并屏蔽先前合格待測物的分析結果。
總結與前瞻
總之,大多數(shù)藥物發(fā)現(xiàn)階段的PK/PD免疫分析可以在MSD或Gyrolab平臺上進行。Gyrolab還具有運行時間短,樣本體積小和自動化,等附加優(yōu)勢,因此對臨床前生物分析極具吸引力。無論分析平臺如何,本文強烈建議,在最終所需分析方法的同一平臺上,篩選試劑和評估方法的性能。在另一方面,超高靈敏度和multiplexing平臺是特殊的應用平臺,通常不能對試劑進行高通量篩選。因此,可以首先在ELISA,MSD,Gyrolab或BIAcore(SPR技術)平臺上對試劑進行篩選,然后在相關特殊平臺上優(yōu)化并最終建立相關方法。Simoa™平臺因其超高靈敏度(可以使用微量樣本體積)和自動化操作,在相當?shù)某潭壬峡梢蕴娲鶪yrolab平臺,用于臨床前PK樣本分析。
針對可溶性靶標的新藥項目,需要在方法開發(fā)的開始,就利用BIAcore平臺使用的SPR技術來克服耐受性(tolerance)問題。選擇分析平臺時,應當牢記最終目標。雖然獲得完美的方法參數(shù)是最理想的,但就檢測方法的局限性和項目需求而言,需要切合實際;因此,需要有愿意在使用的樣本體積或分析運行的時間,等參數(shù)上,做出妥協(xié),以滿足整體需求。與項目團隊良好的溝通有助于確定相關工作的優(yōu)先級別,滿足對分析方法的需求并滿足相關時間表。當項目的目標預期發(fā)生變化時,需要對分析方法的格式保持足夠的靈活性,以便在不同的分析平臺之間,輕松地轉(zhuǎn)移分析方法。
每個平臺在檢測試劑,如Sulfo-tag、horseradish peroxidase(HRP或其他酶)方面,差異最大。因此,試劑的生物素化(biotinylation),當與各自對應的鏈球菌蛋白標記的試劑(streptavidin-tagged reagents)一起使用時,可以實現(xiàn)分析方法在這些平臺之間的無縫轉(zhuǎn)移。在需要將捕獲試劑生物素化的平臺(Gyrolab)上,這些生物素化的試劑可以作為捕獲(capture)使用。無論是分析針對可溶性靶標的藥物的游離的,還是結合的百分比,或是分析復雜分子的分子完整性,都應當利用免疫測試方法的多功能性(versatility),并相應地考慮合適的分析平臺。雖然免疫分析領域正在迅速發(fā)展,但LC-MS等正交性生物分析平臺也在平行地發(fā)展,有時可以作為免疫分析方法的補充。因此,充分了解正交分析平臺,并及時向這些平臺的團隊提示研究方向,將有助于項目的成功。后續(xù)文章將介紹相關進展,敬請關注。
特別聲明
本文如有疏漏和誤讀相關指南和數(shù)據(jù)的地方,請讀者評論和指正。所有引用的原始信息和資料均來自已經(jīng)發(fā)表學術期刊、官方網(wǎng)絡報道等公開渠道, 不涉及任何保密信息。 參考文獻的選擇考慮到多樣化但也不可能完備。歡迎讀者提供有價值的文獻及其評估。
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