从“抓得住”到“分得开”:下一代 Protein A 在复杂抗体纯化中的角色重塑

在抗体药物发展的早期阶段,Protein A亲和层析的核心任务非常清晰:高效捕获,追求极致的回收率。
然而,随着双特异性抗体(bsAbs)、Fc融合蛋白等复杂形式分子的爆发,下游纯化的逻辑正在发生深刻改变。对于越来越脆弱的复杂分子,Protein A不应仅仅是一个“把蛋白抓下来”的步骤,它必须开始回答新的问题:
• 能否提供更温和的洗脱环境,避免低pH诱发的聚集与降解?
• 能否在捕获阶段就拉开单体与聚集体的差距?
• 能否提前分担下游精纯(Polishing)步骤的巨大压力?
针对这些行业痛点,Bestchrom(博格隆)联合Altruist Biologics(夏尔巴生物)共同发布了最新技术白皮书《Beyond Conventional Protein A: Mild Elution and Aggregate Control for Complex Antibody Purification》。
我们将以一款工业级双特异性抗体为模型,带您解锁下一代Protein A如何实现从“产品捕获”到“质量塑造”的角色跃迁。
挑战升级:复杂分子面临的不止是“载量焦虑”
Protein A是Fc类分子的经典捕获平台。但在处理双抗等复杂分子时,传统填料往往显得“力不从心”。
复杂分子不仅更易受到低pH环境的破坏,产生构象变化和聚集倾向;且在传统洗脱条件下,单体、聚集体和片段往往呈现“一锅烩”的共洗脱状态。高达近10%的聚集体杂质被直接放行至洗脱组分,给后续的离子交换或疏水层析带来了沉重的负担。
因此,对复杂抗体而言,评价一款Protein A的标准正从单一的“抓得住”,进化为:“不仅要抓得住,还要洗得温和,更要分得开”。
破局之道:更高洗脱pH与“聚体去除”
在联合技术评估中,我们对比了传统填料(AT Protein A Diamond Plus)与两款新一代工程化填料(Novo-A Diamond 和Extrem A Diamond)。数据展现了新型工程化配基带来的代际优势:
◉ 优势一:突破低pH限制的温和洗脱
传统填料的洗脱峰顶pH仅为4.29,而工程化填料将这一数值拉升至4.87–5.00。对于低pH敏感的复杂抗体,这一数字的提升不仅意味着更少的降解风险,更赋予了工艺开发极大的操作区间。

Figure 1. Elution pH, defined as the pH of UV peak maximum of bsAb on protein A resins.
◉ 优势二:聚集体降低率高达66.93%
在同等双抗模型下,下一代填料交出了截然不同的答卷:
Table 1. 博格隆下一代亲和填料在聚集体降低率上的表现

其中Novo-A Diamond的聚集体移除能力是AT Protein A Diamond Plus的7倍,单体纯度提升了5个百分点以上。虽然单体收率较传统填料略有降低(约85–87%),但换来了纯度的大幅提升及聚集体的高效移除,能显著减轻后续精纯步骤的负担——从整体工艺角度看,利远大于弊。

Figure 2. SEC-HPLC purity, Aggregate reduction percentage and monomer yield of main peak.
底层逻辑揭秘:“差异化解离动力学”
为什么新型工程化填料能把聚体“分得开”?答案在于配基设计带来的差异化解离动力学(Differential Dissociation Kinetics)。
在洗脱曲线中,Novo-A Diamond形成了一个极具工艺价值的“聚集体富集拖尾区域(肩峰)”。简单来说:目标单体更容易解离,率先洗脱进入主峰;而聚集体因具有多价Fc结合,解离更慢,被滞留在尾峰。
借此,工艺人员获得了极大的收集策略(Pool-cut)自由度:
• 想要极致纯度?直接截取主峰前段;
• 想要平衡收率?适当放宽收集窗口。
◉ 进阶技巧:盐添加剂如何放大分离优势?
有了分离基础,还能不能再进一步?答案是:可以,只需一点点“盐”。
白皮书进一步探索了洗脱过程中的“助推器”——在流动相中添加50 mM NaCl 或50 mM CaCl₂:
• 效果立竹见影:以Extrem A Diamond为例,不加盐时单体纯度为92.61%;加入50 mM NaCl后,单体纯度跃升至95.79%,同时收率保持稳定。对于Novo-A Diamond CaCl₂的效果比NaCl更显著,能更锐利地切开主峰与聚集体峰。
• 原理很简单:盐离子通过静电屏蔽和疏水调节,放大了单体与聚集体之间的解离速度差异,让“该走的走得更快,该留的留得更久”。
工艺价值:更清晰的峰间拐点,意味着您在收集目标产物时拥有更宽的“操作窗口”——既可以放心地切掉富含聚集体的尾峰提高纯度,也可以适度放宽收集范围以平衡收率,为工业放大提供了极大的灵活性。

Figure 3. Protein A affinity chromatograms for (A) Extrem A Diamond without salt, (B) Extrem A Diamond with 50 mM NaCl, (C) Novo-A Diamond without salt, (D) Novo-A Diamond with 50 mM NaCl, and (E) Novo-A Diamond with 50 mM CaCl₂. (F) Overlay of the chromatograms from (C) to (E).All runs were conducted using a linear pH gradient (pH 5.5–3.0, 20CV) with the specified additives in the mobile phase.
工业化基因:经得起150次CIP严苛考验
脱离了耐用性的层析填料只是实验室玩具。下一代Protein A必须在温和洗脱的基础上,经受住商业化生产的考验。
在经历150 cycle、0.5 M NaOH CIP 15 min/cycle的严苛CIP后,Extrem A Diamond和Novo-A Diamond的DBC₁₀% 分别保持在初始值的89%和79%。
这证明了该平台不仅“洗得好”,而且完全具备承接大规模、多循环工业制造的卓越稳定性。

Figure 4. Alkaline stability of Extrem A Diamond, Novo-A Diamond and AT Protein A Diamond Plus
结语:重新定义下游工艺的第一步
Bestchrom与Altruist Biologics的联合研究表明,Protein A正在经历一场深刻的定位转变。它不再是单纯的“Capture resin”,而是一个深具工艺参与度的 “Product-quality shaping platform(产品质量塑造平台)”。
• 温和洗脱,保护分子完整性
Novo-A Diamond与Extrem A Diamond通过工程化配基修饰,将某双抗的洗脱峰顶pH提升至4.87–5.00,有效降低了低pH敏感分子的降解与聚集风险。
• 差异化解离动力学,实现捕获阶段的聚集体控制
Novo-A Diamond的聚集体降低率达66.93%,单体纯度达95.53%, Extrem A Diamond优化后单体纯度可达到95.79%,独特的“聚集体富集集峰”为收集策略提供了主动调控空间。
• 重新定义捕获范式
通过在捕获阶段实质性移除聚集体,后续精纯步骤(离子交换、疏水层析等)的杂质负担显著减轻,为更简洁、更稳健的下游工艺设计创造了可能。
如果您正在开发双抗、Fc融合蛋白或其他低pH敏感的复杂分子,下一代Protein A将为您提供兼顾分子完整性、高纯度与工业稳定性的破局之选。
【联合研究说明】
本文核心数据与观点基于Bestchrom与Altruist Biologics联合发布的英文白皮书整理。该研究结合了Bestchrom在工程化Protein A亲和层析技术平台上的创新,与Altruist Biologics在工业级复杂抗体下游工艺开发中的深厚经验,系统评估了下一代Protein A在温和洗脱、聚集体控制和工艺窗口拓展中的实战价值。
