力価（titer）とは？抗体の濃度だけ測っていると何を見落とすか

抗体医薬の「力価」は、培養液1 L の中に抗体が何グラムできたかを表すタイター（titer）と、その抗体が薬としてどれだけ働くかを表すポテンシー製品が示す生物学的な効力。細胞治療などで規格として測る品質指標。詳しく →（potency、生物活性）の2つの意味で使われます。単位を見れば区別でき、g/L や mg/mL なら量、標準品力価の基準に定めた品。検体と同じアッセイで並べて測り、相対力価の基準にする。詳しく →に対する%や活性の単位なら生物活性です。

ただし、量が規格どおりでも、生物活性が規格どおりとは限りません。抗体分子が凝集したり、化学的な変化を受けたり、Fc 領域の糖鎖タンパク質に付加される糖の鎖状構造で、抗体の有効性・免疫原性などに影響する重要な品質特性。詳しく →の組成が変わったりしても、タンパク質としての量はほとんど変わらないからです。

この記事では、タイターとポテンシーの違い、量を測る方法と生物活性を測る方法、量が同じでも生物活性が下がっていたロットの例、保存中に量と生物活性が離れる理由を順に説明します。最後に、手元の資料で確かめる点を挙げます。

1. タイターとポテンシーの違い

タイターは量、ポテンシーは生物活性を表します。バイオ医薬品の規格の国際ガイドライン ICH Q6B生物薬品の規格・試験方法の設定の考え方を示すICHガイドライン。力価などの規格を扱う。詳しく → は、2つを次のように区別しています。

• ポテンシー⁠：製品の生物学的な性質に結びついた属性にもとづく生物活性の定量的な尺度で、単位で表します。
• 量（quantity）：タンパク質の含量の物理化学的な尺度で、質量で表します。

タイターは、細胞を培養した液に抗体がどれだけできたかを表し、培養工程の生産性の指標として使います。同じ大きさの培養槽から取れる抗体の量は、タイターと精製の回収率で決まります。

Kunert と Reinhart の総説（2016年）は、Jayapal ら（2007年）の分析を引き、その約30年前の工程では、組換えタンパク質遺伝子組換えで微生物や細胞に作らせた目的タンパク質。宿主により折りたたみやコスト、糖鎖が異なる。詳しく →の収量が1 L あたり約100 mg だったとしています。同じ総説によると、CHO 細胞（チャイニーズハムスター卵巣由来の細胞）の流加培養培養の途中で栄養（フィード）を追加しながら細胞を高密度まで育てる培養方式。詳しく →では、1〜10 g/L に達します。流加培養（fed-batch）は、培養の途中で濃縮した栄養液を加えていく方法です。

2026年9月には Asimov が、4本鎖の二重特異性抗体2つの異なる標的に同時に結合する抗体。T細胞と標的細胞を橋渡しする用途などがある。詳しく →で10 g/L を超えるクローン力価に達したと発表しました。タイターと回収率から原薬原薬。精製を終えた有効成分そのもので、製剤化する前の段階を指す。詳しく →がどれだけ取れるかは、力価→収量の計算ツールで試せます。

ポテンシーは、抗体が標的に結合し、薬として意図した作用を起こす能力の大きさで、品質の規格に入る項目です。量が同じでも、生物活性を失った分子が混じれば下がります。どんな変化で生物活性が失われるかは、後半の2つの節で説明します。

ほかの分野の「力価」も混ざります。ワクチンの報道に出てくる抗体価は、接種した人の血液に抗体がどれだけあるかを表す値で、医薬品の品質の話ではありません。遺伝子治療でいうタイターは、ウイルスベクター治療用の遺伝子を細胞へ運ぶために改変したウイルス。AAVやレンチウイルスが代表で、遺伝子・細胞治療に使う。詳しく →の粒子やゲノムの数、または細胞に感染できる数（感染力価ウイルスベクターが実際に細胞へ感染する能力を表す力価。TCID50などのアッセイで測る。詳しく →）を指します（ウイルスベクターの力価測定）。

2. A280とProtein A HPLCによる量の測り方

抗体の量を測る方法は主に2つあり、精製が済んだ液には A280、培養液には Protein A HPLCプロテインAカラムへの抗体の結合と溶出を利用し、培養液や試料中の抗体（IgG）濃度を定量する手法です。詳しく → を使います。

A280波長280nm付近の紫外線吸収を利用してタンパク質濃度を推定する測定法。芳香族アミノ酸などが光を吸う性質を使う。詳しく → は、タンパク質が波長280 nm の紫外線を吸収する性質を使って濃度を求める方法です。分光光度計で吸光度を測り、吸光係数物質が特定波長の光をどれだけ吸うかを表す係数。A280からタンパク質濃度を計算する際に分子ごとの値を用いる。詳しく →で割って濃度に換算します。1〜2 µL の液滴で測れる微量分光光度計もあります。

A280 は手軽な反面、注意点が2つあります。

1つ目は吸光係数で、「濃度1 mg/mL、光路長1 cm のときの吸光度」を表す換算の係数です。280 nm の吸収は主にトリプトファンとチロシン、それにジスルフィド結合（シスチン）によるので、吸光係数は主にアミノ酸配列で決まり、抗体ごとに違います。

IgG では1.4前後がよく目安に使われますが、個々の抗体の値とはずれがあります。目安の値を使ったまま測ると、含量の数字がすべて同じ向きにずれます。

製造を委託先に移したとき、自社と委託先で別の係数を使っていて数字が食い違うこともあります。配列中のトリプトファン・チロシン・シスチンの数から計算した値か、実測した値を使うのが基本です（Pace ら, 1995）。

2つ目は、280 nm を吸収するのが抗体だけではない点です。培養液には、宿主細胞由来タンパク質医薬品を作る宿主細胞に由来するタンパク質の不純物です。安全性に関わるため、精製後の残存量を測ります。詳しく →（HCP、抗体を作らせた細胞自身のタンパク質）や培地細胞を体外で生存・増殖させるために必要な栄養・エネルギー源・成長因子などを含む液体または固体の環境基盤。詳しく →の成分が入っていて、これも一緒に測ります。

液が濁っていると光が散乱し、実際より濃く出ます。濁りや混入物の影響はA260/A280の解説で、吸光度から濃度を出す計算はA280濃度計算ツールで確かめられます。

培養液のまま量を測りたいときに使うのが、Protein A抗体に特異的に結合するProtein Aを担体に固定し、抗体だけを選択的に捕まえて精製する手法です。抗体医薬の最初の精製工程として定番になっています。詳しく → HPLC です。Protein A は黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）の細胞壁のタンパク質で、IgG の Fc 領域（CH2 と CH3 のドメインの境目）に結合します。精製で使うProtein A樹脂と同じ結合を、分析に使っています。

Protein A を固定した分析用カラムに培養液を流すと、Fc を持つ分子が保持され、HCP や培地の成分の多くは素通りします。溶出したピークの面積を標準品の検量線既知濃度の標準から作る定量の基準線。qPCRでサンプル中のDNA量を読み取るのに使う。詳しく →と比べて量を求めるので、混入物の多い液でも抗体の量が出ます。

ただし、Protein A が結合しているのは Fc なので、Fc を持たない抗体断片は、基本的にこの方法では測れません。例外として、重鎖の可変領域抗体の抗原を認識する先端部分。CDRとフレームワーク領域からなり、標的にフィットするかで結合が決まる。詳しく →が VH3 ファミリー（ヒトの重鎖可変領域の遺伝子のグループの1つ）に属する抗体では、抗原結合部位を含む断片（Fab重鎖の一部と軽鎖がジスルフィドで連結した約50kDaの抗体フラグメント。2本鎖で折りたたみがやや複雑。詳しく →）も Protein A に結合することがあります。

逆に、Fc を持つ分子なら、抗原に結合する部位が壊れていても、多くの場合は同じように数えます。二重特異性抗体では、狙った組み合わせではない鎖の組み合わせの分子も、Fc を持っていれば一緒に数えられることがあります。

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3. 結合の試験と細胞を使う試験による生物活性の測り方

生物活性は、標的に結合するかを見る結合の試験と、細胞に対して意図した作用を起こすかを見る細胞を使う試験で確かめます。

結合の試験には、ELISA抗原と抗体の結合を酵素反応による発色などで検出し、目的の物質の有無や量を測る手法です。不純物や力価の測定に広く使われます。詳しく →、BLIセンサー先端に結合した分子の膜厚変化を光の干渉で捉え、抗体などの結合・解離のしやすさ（親和性）をリアルタイムで測る手法です。詳しく →、SPR金属薄膜表面での光の共鳴変化を利用し、分子同士の結合と解離をリアルタイムに測る手法です。抗体などの親和性評価に広く使われます。詳しく → があります。ELISA（酵素結合免疫吸着法）は、プレートに固定した標的に抗体を反応させ、酵素の発色で結合量を読む方法で、多くの検体を並べて測れます。

BLI（バイオレイヤー干渉法）センサー先端の膜での光の干渉変化から、分子の結合をラベルなしにリアルタイムで測定する手法。詳しく →と SPR（表面プラズモン共鳴）は、センサーの表面で抗体が標的に結合・解離する様子を、標識なしでリアルタイムに測る方法です。結合の強さだけでなく、結合速度と解離速度も分かります（SPR・BLIの解説）。

細胞を使う試験は、抗体を細胞に加えて、増殖の抑制や、免疫細胞による標的細胞の傷害といった、薬として期待する作用そのものを測ります。抗体の Fc 領域が NK 細胞などの Fcγ 受容体に結合し、標的の細胞を傷害させる作用を ADCC（抗体依存性細胞傷害抗体FcがNK細胞などのFcγRIIIaに結合し、そのエフェクター細胞に標的細胞を傷害させる作用。詳しく →）と呼びます。いくつかの抗がん抗体では、ADCC が作用機序薬が効果を発揮する仕組み。抗体医薬ではADCCやCDCなどが該当し、アッセイで裏づける。詳しく →の一部です（ADCC・CDCの解説）。

細胞を使う試験では、細胞の状態やその日の条件で、応答の絶対値が変わります。そこで毎回、特性の分かった標準品を同じプレートで測り、標準品に対する比で表したものを相対力価検体の力価を標準品と比べて表す値。生物系の日間変動を比で打ち消せる。詳しく →と呼びます。

相対力価は、標準品と試料の用量反応曲線濃度を振ったときの応答の変化を表す曲線で、ここからIC50やEC50を導く。詳しく →の形がそろっていること（平行性）を確かめたうえで、同じ応答を得るのに要る濃度の比から求めます。考え方と統計解析は、米国薬局方米国で医薬品・原料・試験法の公式基準を定める公定書で、製薬用水に関する規格も収載されている。詳しく →の〈1032〉〈1034〉が扱っています（相対力価の解説）。

相対力価は標準品との比なので、標準品を新しいロットに切り替えると値が動くことがあります。切り替えのときに新旧を並べて測るのは、そのためです（標準物質の設定と管理）。

ICH医薬品規制の国際調和を目的として、日米欧の規制当局と製薬業界が参加する国際的なガイドライン策定機関。詳しく → Q6B は、生物活性の測定法として細胞を使う試験などを挙げたうえで、リガンドや受容体への結合の試験も認められる場合があるとしています。

結合の試験で足りるか、細胞を使う試験が要るかは、その抗体の作用機序をもとに判断します。

4. ハーセプチンのロット差とADCCの低下

量の試験では見えない生物活性の違いが、市販品で見つかった例があります。乳がんなどの治療に使うハーセプチン（トラスツズマブ）の一部のロットでは、量は同じでも、ADCC の活性が下がっていたことが報告されています。

抗体の Fc 領域には、CH2 ドメインの297番目のアスパラギン（Asn297。番号は抗体で広く使う EU 番号）に N 型糖鎖が結合しています。この糖鎖の根元にフコースを持たない分子（非フコシル化体）の割合が高いほど、NK 細胞の受容体 FcγRIIIaNK細胞などが持つ活性化型のFc受容体。抗体Fcとの結合でADCCの引き金になる。詳しく → に強く結合し、ADCC 活性が高く出ます。

トラスツズマブのバイオシミラーを開発していた Samsung Bioepis は、比較の対象として先行品ハーセプチンのロットを長期間にわたって分析しました。2017年の Kim らの論文によると、使用期限が2018年8月以降のロットでは、非フコシル化体の割合が下がり、FcγRIIIa への結合と ADCC 活性も下がっていました。

一方で、HER2 への結合と細胞の増殖を抑える活性は、調べた全期間を通じてそろっていました。抗原結合部位の側の試験だけでは、この変化を見つけられません。

なお、米国向けの使用期限が2019年6月から12月のロットでは、高マンノース型糖鎖の割合が上がっていました。高マンノース型糖鎖はマンノースを多く含む成熟途中の型の糖鎖で、これも ADCC を高めます。これらのロットでは、ADCC 活性は逆に上がる方向へ動いていました。

糖鎖の組成のこうした違いは、A280 の濃度にも Protein A HPLC の量にも、まず表れません。ADCC が作用機序の一部を担う抗体では、糖鎖の解析と ADCC 活性の測定まで行わないと、この違いは見えません。

臨床への影響については、事後解析の報告があります。2018年12月のサンアントニオ乳がんシンポジウムでは、ADCC 活性が下がったロットを術前の治療中に1バイアル以上投与された患者で、無イベント生存率が低かったとする事後解析が発表されました。先行品を製造する Genentech（Roche グループ）は、治療成績への影響を示す証拠はないとしていました。

2021年12月の同じ学会で発表された5年間の追跡では、先行品の群の中で、ADCC 活性が下がったロットを投与された患者の5年無イベント生存率が70.3%、そうでない患者が82.5%でした。どちらも無作為化で分けた比較ではなく、事後に区切った解析です。

5. 保存中に量と生物活性が離れる理由 ― 規格での扱い

ハーセプチンの例は糖鎖の違いでしたが、同じことは保存中の分子の変化でも起きます。

熱や撹拌のストレスで抗体の構造が崩れたり、抗体どうしが結合した凝集体ができたりすると、生物活性を持つ分子は減りますが、タンパク質の量は残ります。酸化や脱アミド（アスパラギンやグルタミンの側鎖のアミド基が加水分解され、カルボキシ基に変わる反応）でも、標的への結合に関わる部位が変われば、生物活性が下がります。

安定性試験で含量とポテンシーを並べて追うのは、そのためです。含量が保たれたままポテンシーだけが下がっていれば、量ではなく分子そのものの変化を疑います。

凝集体はSEC-HPLCで、化学的な変化で電荷が変わった電荷異性体はCEX-HPLCで、それぞれ別に追います。

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ICH Q6B は、目的に合ったバリデートされたポテンシーの試験を、原薬と製剤の両方またはどちらかの規格に含めるよう求めています（4.1.4、4.2.4）。製剤で適切なポテンシーの試験を行うなら、原薬の段階では別の方法で足りる場合があるともしています。

量についても、適切な試験で測るよう求めています（4.1.5）。一方で、量の測定値が生物活性の測定値と直接対応することを示せた場合は、充塡のような製造工程では、生物活性の代わりに量を測るのが適切な場合があるとしています（2.1.5）。量と生物活性の対応は、示して初めて使えます。

抗体医薬の規格には、量の試験とポテンシーの試験が別々に入るのが一般的です。保存中に2つが離れていないかは、安定性試験で同じ時点の試料を並べて確かめます。

6. 手元の資料で確かめる点

最初の確認は、資料に「力価」と書かれた数字の単位を見ることです。g/L や mg/mL なら量、標準品に対する%なら生物活性です。部署をまたぐ報告書では、「タイター」と「ポテンシー」、あるいは「含量」と「生物活性」と書き分けると、取り違えが減ります。

試験を委託するとき、委託先や別の工場から報告書を受け取ったとき、他社の発表を読むときは、次の点を確かめてください。

1. 吸光係数⁠：A280 の吸光係数が、配列から計算した値か、実測した値か、それとも IgG の目安（1.4前後）を使った値かを見ます。自社と委託先、あるいは別の工場で、同じ吸光係数を使っているかも見ます。
2. 培養液の量⁠：培養液や清澄化した液の量を A280 で出していないかを見ます。出しているなら、Protein A HPLC の値と並べて、混入物を一緒に数えていないかを見たかを確かめます。
3. 「○ g/L」の発表⁠：何で測った量かを見ます。二重特異性抗体なら、狙った組み合わせの分子がその中に何割あるかも確かめます。
4. 標準品の切り替え⁠：相対力価の標準品を新しいロットに切り替えたとき、新旧を並べて測ったかを見ます。
5. ADCC⁠：ADCC が作用機序の一部を担う抗体なら、糖鎖の組成と ADCC 活性まで測っているかを見ます。

安定性試験の結果を見る立場なら、含量とポテンシーを同じグラフに並べてみてください。含量が横ばいのままポテンシーだけが下がり続けていれば、分子の変化を疑う手がかりです。工程のどこで何を測るかの全体像は、抗体医薬の工程フローで見渡せます。

参考文献

• ICH Q6B, Specifications: Test Procedures and Acceptance Criteria for Biotechnological/Biological Products（Step 4、1999年3月。2.1.2 ポテンシーと量の定義、結合の試験も認められる場合があること、2.1.5 量で代えられる場合、4.1.4・4.2.4 ポテンシーの試験を規格に含めること、4.1.5 量）
• Kim S, et al. Drifts in ADCC-related quality attributes of Herceptin: Impact on development of a trastuzumab biosimilar. mAbs. 2017;9(4):704-714.（使用期限が2018年8月以降のロットで非フコシル化体と ADCC 活性が低下、HER2 への結合と増殖抑制の活性は一定、2019年6〜12月の米国向けロットで高マンノース型糖鎖と ADCC 活性が上昇）
• Pink Sheet, Samsung Bioepis Data Suggest Clinical Impact From Herceptin Product Quality Drift（2018年の事後解析と Genentech の見解）
• The Center for Biosimilars, Ontruzant Biosimilar Demonstrates Equivalence to Herceptin in 5-Year Study（2021年12月9日。先行品の群の中で、ADCC 活性が下がったロットを1バイアル以上投与された患者とそうでない患者の5年無イベント生存率）
• Pace CN, Vajdos F, Fee L, Grimsley G, Gray T. How to measure and predict the molar absorption coefficient of a protein. Protein Sci. 1995;4(11):2411-2423.
• Kunert R, Reinhart D. Advances in recombinant antibody manufacturing. Appl Microbiol Biotechnol. 2016;100(8):3451-3461.（Jayapal ら（2007年）を引いた約30年前の収量約100 mg/L、CHO 細胞の流加培養で1〜10 g/L）
• USP General Chapters 〈1032〉 Design and Development of Biological Assays／〈1033〉 Biological Assay Validation／〈1034〉 Analysis of Biological Assays, United States Pharmacopeia（有償の公定書。リンクは発行元のトップページ）