力価・濃度とは？抗体医薬における含量・生物活性の評価

抗体医薬の品質を見るとき、「濃度」と「力価」は分けて考えます。濃度は製品中に抗体タンパク質がどれだけ含まれているかを示し、力価はその抗体が標的に結合する、シグナルを阻害する、細胞応答を起こすといった機能をどれだけ発揮できるかを示します。つまり、濃度は「量」、力価は「効き目」に近い指標です。この記事では、抗体医薬における濃度と力価の違い、代表的な測定法、DS・DPでの見方、関連する装置・試薬を整理します。

濃度と力価は何が違うのか

濃度は、抗体タンパク質の量を示します。力価は、抗体が期待される機能をどれだけ示すかを表します。

たとえば、同じ濃度の抗体溶液であっても、片方は標的に強く結合し、もう片方は構造変化によって結合能が低下していることがあります。この場合、濃度は同じでも、力価は同じとは言えません。

抗体医薬はタンパク質製剤であり、単に分子が存在しているだけでは品質を十分に説明できません。量があることと、機能していることを分けて確認する必要があります。

ICH Q6Bでは、バイオテクノロジー応用医薬品・生物起源由来医薬品の規格として、確認試験、純度、不純物、力価、含量などの試験項目が整理されています。濃度と力価は、抗体医薬の品質を異なる側面から確認するための項目として考えることができます。

濃度では何を測るのか

濃度測定では、抗体タンパク質が試料中にどれだけ含まれているかを確認します。

原薬では、精製後にどれだけ抗体が回収できたかを確認します。製剤では、最終製品中に規定量の抗体が含まれているかを確認します。また、安定性試験では、保存後に見かけの濃度が大きく変化していないかを見ることもあります。

代表的な測定法には、A280によるUV吸光度測定、HPLC / UPLC、Protein A HPLC、タンパク質定量法などがあります。

A280によるUV吸光度測定は、タンパク質中の芳香族アミノ酸が280 nm付近の紫外光を吸収する性質を利用して、タンパク質濃度を推定する方法です。USP <857>では、UV-Vis分光光度計を、200〜780 nmの範囲で単色光を扱い、吸光度または透過率を測定する光学システムとして説明しています。

濃度測定は、抗体がどれだけ存在するかを見る分析です。ただし、その抗体が本来の機能を保っているかまでは直接示しません。

力価では何を測るのか

力価測定では、抗体が期待される機能をどれだけ発揮できるかを確認します。

抗体の作用は製品によって異なります。標的抗原に結合することが重要な場合もあれば、リガンドと受容体の相互作用を阻害すること、細胞応答を変化させること、ADCCやCDCのような免疫機能を発揮することが重要な場合もあります。

力価試験では、抗体を段階希釈し、濃度ごとの反応を測定します。その反応を標準品や参照ロットと比較し、相対力価として評価することがあります。測定される指標には、結合シグナル、阻害率、発光量、蛍光強度、細胞生存率、細胞傷害率、EC50、IC50、相対力価などがあります。

USP <1034>では、タンパク質、ワクチン、複雑な混合物、細胞・遺伝子治療製品などにおいて、生物活性や力価の確認、安定性モニタリングにバイオアッセイが重要であると説明されています。

抗体医薬の機能評価では、標的への結合活性、結合親和性、生物学的力価、ADCCやCDCなどのエフェクター機能が評価対象になります。どの試験を選ぶかは、抗体の作用機序によって変わります。

なぜ濃度だけでは足りないのか

濃度が同じでも、抗体の機能が同じとは限りません。

抗体は立体構造を持つタンパク質です。製造工程や保存中に、凝集、分解、酸化、脱アミド化、糖鎖構造の変化などが起こると、標的への結合や生物活性に影響することがあります。

たとえば、凝集体が増えると安全性や有効性に関わるリスクが高まる可能性があります。断片化や低分子量種の増加は、目的とする抗体分子が保たれているかを見る上で重要です。電荷バリアントや糖鎖構造の違いも、抗体の安定性、薬物動態、エフェクター機能に影響することがあります。

特にFc領域を介した機能を持つ抗体では、糖鎖構造がADCCなどの生物活性に関わることがあります。そのため、同じ濃度の抗体であっても、糖鎖構造やその他の品質属性が変化すれば、機能が同じとは限りません。

そのため、濃度だけを見ても、抗体医薬の品質を十分に判断することはできません。抗体医薬では、「量を見る分析」と「機能を見る分析」を組み合わせることで、製品が規定された品質を満たしているかを確認します。

DSとDPでの見方

抗体医薬では、原薬であるDSと、最終製剤であるDPで確認の意味合いが少し変わります。

DSでは、精製された抗体そのものの品質を確認します。濃度、純度、凝集体、電荷バリアント、糖鎖、力価などを組み合わせて、抗体分子として目的の品質を満たしているかを見ます。

DPでは、製剤として患者に投与される状態で品質を確認します。表示量に対して適切な含量があるか、保存中に力価が維持されるか、処方や容器、保存条件によって機能が低下していないかが確認対象になります。

この分析で使われるもの

濃度測定と力価測定では、使われる装置・試薬の性格が異なります。

濃度測定は比較的シンプルな分析に見えますが、製剤組成や濁り、凝集、添加剤の影響を受けることがあります。力価測定は、細胞や標準品を使うことが多く、ばらつきや再現性の管理が重要になります。

まとめ

抗体医薬では、濃度と力価を分けて確認します。濃度は、抗体タンパク質がどれだけ含まれているかを示します。力価は、その抗体が期待される機能をどれだけ発揮できるかを示します。

量が十分でも、機能が保たれているとは限りません。構造変化、凝集、分解、糖鎖の違いなどによって、同じ濃度でも力価が変わることがあります。そのため抗体医薬の品質分析では、「量を見る分析」と「効き目を見る分析」の両方が必要になります。

A280やProtein A HPLCによる濃度測定は、抗体がどれだけ含まれているかを見る分析です。一方、結合アッセイや細胞ベースアッセイによる力価試験は、その抗体が期待される機能を示すかを見る分析です。濃度と力価を分けて理解することで、抗体医薬の品質分析を「量」と「機能」の両面から整理できます。

参考文献

• ICH Q6B: Specifications: Test Procedures and Acceptance Criteria for Biotechnological/Biological Products.
• USP <1034>: Analysis of Biological Assays.
• USP <857>: Ultraviolet-Visible Spectroscopy.
• Wang X, An Z, Luo W, Xia N, Zhao Q. Molecular and functional analysis of monoclonal antibodies in support of biologics development. Protein & Cell. 2018.
• Torkashvand F, Vaziri B. Main Quality Attributes of Monoclonal Antibodies and Effect of Cell Culture Components. Iranian Biomedical Journal. 2017.
• Reusch D, Tejada ML. Fc glycans of therapeutic antibodies as critical quality attributes. Glycobiology. 2015.