静脉输注管线过滤器蛋白吸附机制解析及精准防控策略研究

针对静脉输注治疗性蛋白药物时因管线过滤器吸附导致的剂量损失问题，上海药明生物团队系统研究了4种不同等电点(pI)和疏水性蛋白在5%葡萄糖(D5W)和生理盐水中的吸附行为。研究发现静电作用和疏水相互作用是主要吸附机制，提出通过调节pH、更换带正电过滤器或添加电解质/表面活性剂等靶向策略，将剂量回收率提升至近100%，并构建决策树指导临床方案优化。该研究为低浓度蛋白药物的精准给药提供了重要理论支撑。

　　

在生物制药领域，静脉输注治疗性蛋白药物时常常面临一个棘手问题——药物分子会神秘"消失"。尤其是低浓度给药时，实际进入患者体内的药量往往低于预期，这可能直接影响治疗效果甚至导致临床试验失败。近年来，科学家们逐渐将目光聚焦到输液系统中一个看似不起眼的组件：管线过滤器。这些用于去除病原体和杂质的过滤器，因其多孔结构和复杂表面特性，竟成为截留蛋白药物的"黑洞"。

上海药明生物的研究团队在《Journal of Pharmaceutical Sciences》发表的最新研究，首次系统揭示了过滤器吸附蛋白的分子机制，并开发出一套精准防控"组合拳"。研究选取牛血清白蛋白(BSA)、Fc融合蛋白、单克隆抗体(mAb)和双特异性抗体(BsAb)四种特性各异的蛋白，模拟临床低浓度(5 μg/mL)条件，在5%葡萄糖(D5W)和生理盐水两种常用输注液中展开实验。通过毛细管等电聚焦(icIEF)和疏水作用色谱(HIC)等技术，团队精确量化了不同条件下蛋白与聚醚砜(PES)过滤器的相互作用。

关键技术方法包括：1) 使用icIEF测定蛋白等电点；2) HIC评估蛋白疏水性；3) 比较PES、尼龙和纤维素酯三种过滤器吸附差异；4) 设计pH调节、电荷反转和添加剂等干预方案；5) 建立剂量回收率评价体系。所有蛋白样品均来自上海药明生物自主生产。

【蛋白在D5W与生理盐水中的吸附差异】实验显示，使用D5W时带正电蛋白与负电PES过滤器间静电吸引是主要吸附机制。例如pI为8.4的蛋白2在D5W中损失高达40%，而调节pH至9.0使其带负电后，回收率立即提升至95%以上。相反，生理盐水中高疏水蛋白的吸附主要由疏水相互作用驱动，添加0.005%聚山梨酯80可完全抑制该现象。

【讨论】研究者创新性提出"三重防控"策略：对D5W体系，通过pH调节使蛋白与过滤器同带负电，或直接使用带正电尼龙过滤器；对盐水体系，则推荐添加表面活性剂。特别值得注意的是，电解质溶液既能屏蔽电荷又可减弱疏水作用，成为"双效"解决方案。团队据此绘制的决策树，为临床方案选择提供了清晰路径。

这项研究的意义不仅在于解决了过滤器吸附这一具体技术难题，更建立了"结构-机制-防控"的研究范式。对于正在开展的低剂量临床试验，尤其是肿瘤靶向治疗等需要精确给药的领域，该成果可直接指导输液系统的优化设计。随着生物类似药和新型蛋白药物不断涌现，这套基于分子特性的精准防控策略，将为保障临床用药安全有效提供重要技术支撑。