抗体医薬応用・製造工程

Protein Aの耐アルカリ性はどこまで伸びたか

Proglenth 編集部公開 2026-09-15約4分で読めます

Protein A樹脂のCIPを設計していると、NaOHの濃度をどこまで上げられるかという壁に必ず突き当たります。濃くすれば汚れは落ちますが、リガンドそのものが少しずつ壊れていく。薄くすれば洗浄が甘くなり、結局は容量低下という形で寿命を削る。この綱引きの上限を決めているのは、リガンドの耐アルカリ性という、樹脂メーカーが競って改良している性質です。

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Serbanらが2026年にPurification誌に発表した論文は、この上限そのものを動かす研究です。組換えProtein Aのアミノ酸配列に変異を加えた改変体は、1.5 M NaOHに22時間さらしても結合容量の80%を保ち、1.0 M NaOHでも40時間で80%が残りました。市販の主流製品が実績を示す0.5 M NaOHより濃い条件での実測は、これまでほとんど報告がありません。

本稿では、この論文が示した耐アルカリ性の実測値を確かめたうえで、実在するProtein A樹脂のカタログ値と並べながら、論文の主張がどこまで実務に効くのかを5分でたどります。

この記事の要点

改変したProtein Aリガンドは、0.5 M NaOHに60時間浸けても初期結合容量の90%超を保ち、1.0 M NaOHでも40時間で80%、1.5 M NaOHでも22時間で80%が残りました。
別の変異体は、初期DBC 56.0 mg/mLの樹脂で、0.5 M NaOHを毎サイクル15分かける100サイクルのCIPを経ても容量の73.7%を保っています。
どちらの結果も、市販品のカタログが実績を示す0.5 M NaOHより濃い条件での実測で、リガンドの耐アルカリ性がまだ伸びる余地を示しています。

この論文が言っていること

論文の出発点は、Protein A樹脂の寿命を削る主犯がビーズではなくリガンドだという、業界でよく知られた前提です。CIPで使うNaOHがリガンドを少しずつ壊し、それが結合容量の低下として現れる。ならばリガンド自体をもっとアルカリに強く作り替えればいい、という発想で変異体を作り込んでいます。

結果は複数の指標にまたがっています。ある変異体は、0.5 M NaOHに60時間浸けても初期DBCの90%超を保ちました。1.0 M NaOHでも40時間で80%が残り、1.5 M NaOHという、これまで報告例がほとんどない濃度でも22時間で80%、40時間で60%のDBCを維持したと論文は述べています。別の変異体(5か所のアミノ酸を置換したもの)は、初期DBC 56.0 mg/mLの樹脂として、0.5 M NaOHを毎サイクル15分かける100サイクルのCIPを経ても容量の73.7%を保ちました。これをさらにアガロース樹脂へ固定化した検討では、DBC 70 mg/mL、リガンド漏出はごく微量(約15 ppm)、120サイクルのCIPを経ても88%の容量が残ったとも報告されています。

リガンドの耐アルカリ性を実測で確かめることが、Protein A樹脂の寿命を伸ばす最短経路だと、論文はデータで示しています。

耐アルカリ性を実在の樹脂で追う

実在する市販のProtein A樹脂で、耐アルカリ性の実測値を確認できるのはどのあたりまでか。並べてみると、論文の数字の位置がはっきりします。

いま最も広く使われているMabSelect PrismA(Cytiva)は、0.5 M NaOHを毎サイクル15分かける洗浄を150サイクル回せて、72時間の浸漬でも容量がほとんど動きません。ただし劣化が見え始めるのは1.0 M NaOHに48時間さらしたあたりからです。Amsphere A3(JSR)は0.5 M NaOHを毎サイクル15分かける100サイクルで容量の91%、Toyopearl AF-rProtein A HC-650F(Tosoh)は同じ0.5 M NaOHでは40サイクルで容量が80%まで落ちる一方、薄めた0.1 M NaOHなら200サイクルもちます。Praesto Jetted A50(Purolite)は0.5 M NaOHの浸漬で30時間以上、低pH溶出を避けたHipH版は0.1 M NaOHで120時間、容量を保ちます。どの製品も、カタログが実測を公にしている濃度の上限はおおむね0.5 M NaOHです。論文が報告した1.0 M・1.5 M NaOHでの実測は、市販品のカタログが普段語らない領域に踏み込んでいます。

POINT

この論文を読んだあとに確認すべきは、変異体の名前や置換したアミノ酸の位置ではありません。「自社が使っているNaOH濃度・接触時間・サイクル数の組み合わせで、リガンドの耐性がどこまで実測されているか」です。カタログの多くは0.5 M NaOHでの実績しか出していません。それより濃い条件で運転しているなら、論文が示した「規定の時間ごとにDBCを追跡する」という確かめ方が、そのまま自社の検証にも応用できます。

耐アルカリ性の数字は、濃度と時間をセットで読まないと比較になりません。

この論文だけでは決まらないこと

この論文が示すのは、リガンド単体をアルカリに浸けたときの耐性です。CIPで樹脂の寿命を実際に決めるのは、リガンドの化学的劣化だけではありません。汚れ(ファウリング)の蓄積や、抗体を含む本物の培養液を流したときの挙動、そしてどのサイクル数で交換に踏み切るかという経済判断は、この論文の射程の外です。

サイクルを重ねるたびの容量低下が、実務ではリガンド劣化よりもファウリングで説明できることが多いという知見は、Protein A樹脂の寿命を延ばすCIPとは？で扱っています。サイクル上限・品質モニター・経済性という3つの軸を重ねて交換を判断する考え方は、Protein Aレジンの寿命とコストにまとめてあります。

論文はリガンドの耐性そのものを伸ばします。それをいつ交換の判断に落とし込むかは、自社の運転条件で検証して決めるものです。