《International Journal of Pharmaceutics: X》：Frozen storage of mAbs at elevated temperatures: Balancing stability and sustainability
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蛋白质原料药（Drug Substance, DS）通常保存在-70至-80°C，以降低微生物生长、搅拌相关应力和降解等风险。本研究调查了四种IgG型单克隆抗体（monoclonal antibodies, mAbs）在-70和-40°C下，在未配制和完全配制
蛋白质原料药（Drug Substance, DS）通常保存在-70至-80°C，以降低微生物生长、搅拌相关应力和降解等风险。本研究调查了四种IgG型单克隆抗体（monoclonal antibodies, mAbs）在-70和-40°C下，在未配制和完全配制条件下的长期物理稳定性，以探究-40°C储存在不同抗体形式中的更广泛应用。对于一种代表性mAb，研究人员进一步筛选了最小配方，并评估了在-10°C下的稳定性。在所有mAbs中，-40°C与-70°C相比，保持了相当的物理稳定性。最小辅料配方即使在-10°C的Tg'以上也能实现可靠的保存。玻璃化转变温度（glass transition temperature, Tg'）是一个有用的指导原则，但储存温度与Tg'之间的差异并不能预测稳定性。研究人员的发现支持采用更高的冷冻储存温度，并有助于指导冷冻储存配方的优化。因此，该研究为可持续性奠定了基础，在保持DS质量的同时减少能源消耗。
单克隆抗体（monoclonal antibody, mAb）药物在全球治疗市场中占据重要地位，其蛋白质原料药（Drug Substance, DS）通常储存在-70至-80°C的超低温条件下，以抑制微生物生长、减少搅拌应力和降解风险。然而，这种储存方式能耗极高，增加了环境负担和运营成本，且冷链物流复杂。现有研究多聚焦于低于玻璃化转变温度（Tg
'）的超低温（如-80°C）或高于Tg
'的高温（如-20°C和-10°C），但缺乏对中间温度（如-40°C）长期储存的全面评估。-40°C是单压缩机冷冻机可达到的最低温度，相比-80°C能显著降低能耗，因此本研究旨在系统评估-40°C作为替代储存温度的可行性和广泛适用性，并探索优化配方以在更高温度下维持稳定性的策略。该研究由Ricarda Nagel等完成，发表于《International Journal of Pharmaceutics: X》。
研究人员使用了四种结构不同的IgG1型单克隆抗体，样本来源于Novartis AG（瑞士巴塞尔）。主要关键技术方法包括：尺寸排阻色谱（Size-Exclusion Chromatography, SEC）用于检测高分子量物种（high molecular weight species, HMWS）；流式成像显微镜（FlowCam 8100）用于计数亚可见颗粒（subvisible particles, SVPs）；浊度测量（根据Ph. Eur. 2.2.1，使用Hach TL2360 Turbidimeter）以评估整体颗粒水平。所有样品在MKF240空气冲击气候箱中冷冻，然后转移至-80°C、-40°C和-10°C冷冻机中储存12个月，分别在液体t0、冷冻t0（24小时平衡后）和12个月后取样分析。
研究结果部分：
3.1 高分子量物种（HMWS）：通过SEC分析，在-70°C和-40°C储存12个月后，四种mAbs的HMWS水平基本保持不变，仅个别未配制DS在-40°C出现轻微增加（如mAb 3从4.4%增至5.2%，mAb 4从1.3%增至1.9%），但总体变化微小。对于mAb 1模型，在-70和-40°C下，纯mAb和含蔗糖配方的HMWS水平稳定；在-10°C（高于Tg
'）下，纯mAb和低浓度蔗糖（3 mM）配方HMWS显著增加（从0.6%升至3.2%和2.6%），但随蔗糖浓度升高（≥13 mM）得到抑制。HPβCD配方也表现出浓度依赖性保护，0.34 mM HPβCD即可减少HMWS增加，3.42 mM达到平台。组氨酸（10 mM）单独添加时HMWS升至2.8%，但加入200 mM蔗糖后降至0.4%。
3.2 亚可见颗粒（SVPs）：流式成像显示，-70和-40°C下四种mAbs的SVP计数相似且接近t0水平，完全配制DS的计数低于未配制DS。对于mAb 1配方，蔗糖配方在冷冻t0时SVP计数升高，但12个月后回落至接近液体t0水平；-70°C的计数普遍高于-40和-10°C。HPβCD配方在所有储存温度（包括-10°C）下SVP计数始终很低，且无浓度依赖性差异。组氨酸配方在t0时SVP略有升高，但储存期间无进一步变化，加入HPβCD或PS80后计数显著降低。
3.3 浊度：浊度值在-70和-40°C下未呈现一致趋势，波动较小，且12个月储存后无显著变化。对于mAb 1配方，液体t0浊度较低（0.6-0.8 ftu），蔗糖配方在冷冻t0时浊度升高（对应SVP增加），但储存后回落。HPβCD配方浊度稳定。组氨酸配方液体t0浊度较高（2.7 ftu），但储存期间无进展，加入HPβCD后略降至2.0 ftu。
讨论部分总结：研究表明，-40°C与-70°C在长期储存中提供等效的物理稳定性，支持将此作为更可持续的替代方案。Tg
'虽为有用指导，但储存温度与Tg
'的差值并非稳定性预测指标。在-10°C（高于Tg
'）下，优化配方（如低浓度蔗糖或HPβCD）仍能维持稳定，且HPβCD在界面保护和颗粒形成抑制方面优于蔗糖，与PS80效果相当，且无聚山梨酯的降解风险。研究结论翻译如下：
本研究旨在扩展关于-40°C长期冷冻储存对mAbs物理稳定性影响的知识空间，并评估其与-70°C超低温储存相比的广泛适用性。通过测量HMWS、SVPs和浊度以及进行视觉评估，全面评估了物理稳定性。对于选定的mAb模型，探索了不同辅料组合，以确定可能实现-10°C（高于Tg
'）储存的最佳最小配方。研究结果表明，在-40°C和-70°C的长期冷冻储存中实现了等效的稳定化效果。这些发现广泛适用于四种不同测试的mAbs，无论是在无辅料还是完全配方条件下。此外，研究结果表明，优化的配方可以在-10°C（高于Tg
'）可靠地维持物理稳定性长达12个月。这可能为-10°C下的短期储存或运输提供基础，前提是仔细选择辅料类型和浓度。仅需要极少量的稳定剂，如蔗糖和HPβCD，并且组合辅料可能提供协同效益。HPβCD在界面保护方面与PS80同样有效，并且与蔗糖联合使用时，颗粒形成和聚集同样得到缓解。这使得HPβCD成为一种有前景的辅料，提供稳定化作用而不具有聚山梨酯的降解风险。此外，HPβCD简化了下游处理。与聚山梨酯不同，它不会形成自组装胶束。因此，可以在超滤/渗滤（UF/DF）过程中方便地去除。需要进一步研究来评估化学稳定性，并增进对pH如何影响冷冻状态稳定性的理解。此外，应研究更高的mAb浓度。更高浓度已被证明本身能稳定蛋白质抵抗冷冻过程中的应力，但尚不清楚一些稳定机制是否依赖于稳定剂与蛋白质的比例而不是绝对浓度。总之，这项工作表明，四种IgG1型mAbs在-40°C和-80°C下12个月保持同等稳定，与配方无关。结合已发表的数据，这些发现拓宽了实验基础，支持了普遍概念：如果储存温度低于Tg
'，具体温度对物理稳定性的影响仅具有边际相关性。尽管由于降解动力学的分子特异性，仍然需要产品特异性确认，但四种结构不同的mAbs的广泛适用性强调了-40°C提供了一种可靠且更节能的替代方案，同时可能促进更灵活的物流。
