单克隆抗体（MAbs）可以用来识别几乎所有的抗原，包括人体中所有的细胞表面和可溶性受体。因此，它们的开发是制药研究中最活跃的领域之一，我们因而要寻求利用这些分子的巨大潜力。
准确地表征蛋白质治疗剂（如mAbs）的高级结构（HOS）是至关重要的，因为它们的结构与它们的功能高度相关。此外，HOS在制造过程中可能会因批次不同或使用的制造工艺而不同，这意味着HOS的监测对于质量控制也很重要。
通常，科学家使用二维核磁共振（NMR）来表征蛋白质的三维结构，或"指纹（图谱）"。但是，MAbs是如此大的大分子，以这种方式产生的谱图有多种重叠，很难解释。此外，糖基化也可以改变蛋白质的HOS，但通常，描述糖基化的特征需要进一步的步骤，如酶解蛋白质和液相色谱-质谱分析。
在2015年的一项研究中，Leszek Poppe领导的研究人员表明，一种名为PROFILE (protein fingerprint by line shape enhancement)，即通过线条形状增强的蛋白质指纹图谱的一维核磁共振技术可以简化、加快并增加MAb表征的细节。
该团队首先研究了六个批次的糖蛋白治疗剂，称为Epoetin alfa，它们由两种不同的工艺（rhEPO-A和rhEPO-B）制造。研究人员分析了这些蛋白质的原生、折叠状态以反映其HOS，以及热展开状态，这反映了蛋白质中氨基酸的序列。
使用布鲁克Avance核磁共振波谱仪，加上布鲁克三共振低温探头和自动进样器，研究人员使用PROFILE方法进行了相似性分析。研究小组发现，原生的rhEPO-A和rHEPO-B以及热展开的rhEPO-A和rhEPO-B彼此之间的相似性几乎相同。这表明rhEPO-A和rhEPO-B之间的差异是结构上的变化，不能归因于HOS。
但是研究人员在使用该方法分析抗体IgG1时发现了相反的结果。在这里，他们对该抗体在原生和未折叠状态下的糖基化和去糖基化形式进行了相似性分析。这显示了原生蛋白的糖基化和脱糖基化形式之间的显著差异，但未折叠蛋白的糖基化和脱糖基化形式之间没有差异。研究人员说，对这些发现的唯一解释是IgG1的去糖基化导致该蛋白的HOS发生重大变化。
该研究小组还表明，PROFILE技术比2D NMR的选择性要大得多。使用IgG1和IgG2抗体，他们发现PROFILE可以检测到两种蛋白质的HOS之间68%的差异，而2D NMR只能检测到42%的差异。与二维方法相比，PROFILE方法在区分IgG1分子样本中低浓度的IgG2分子方面也更有效。
研究人员在《分析化学（Analytical Chemistry）》上发表了他们的发现，他们说，因此PROFILE能够比2D方法提供更多的HOS信息。他们指出，与二维核磁共振相比，它还有其他优势，比如它不需要对样品进行同位素标记或裂解，并能提供更快的采集时间。因此，他们总结道，该方法应该在生物制药开发和质量控制中找到多种用途。
参考文献：
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