近年来随着大分子药物 (Biologics Drug) 市场的大热， 对于 Functional Bioassay 的需求也越发强烈。与化学小分子药物不同，Biologics Drug 是结构更加复杂的大分子，对外界条件敏感，具有一定的不稳定性。因此，稳定可靠的 Bioassay 就成为了 Biologics 研发过程中不可或缺的一环。
什么是 Bioassay 呢?
所谓 Bioassay, 全称 Biological Assay。FDA 提到评估生物制品 Potency 的传统方法是开发一种定量的生物活性检测方法（Bioassay)，用于检测与该生物制品产生特定结果的特定能力相关的产品活性，且需要满足 The Regulatory Requirements for Potency of Licensed Biological Products 的标准。
怎样才是一个合格的 Bioassay 呢?
从上述 Bioassay 定义描述中我们可以注意到几个关键词：一个 Qualified Bioassay 是可以用于评估生物制品药效 (Potency)，特定功能，且可定量。首先 Bioasssay 必须是能否反应 MOA 的检测法，这是监管机构的明确要求，且在 Potency 评估中 FDA 明确 Potency Assay 需要进行评估，其指标包括：
● Accuracy
● Precision(Repeatability, Intermediate Precision)
● Specificity
● Linearity and Range
● System Suitability
● Robustness
其中，准确度（Accuracy）和精确度（Precision）在生物活性检测和大分子药物的开发中至关重要。准确度是对结果与目标值或参考值之间相近度的衡量。精确度是对可重复性的衡量。让我们以图说明：
Jing Shi 与 Marian McKee 在 2015 年 BioProcess International 上发表的文章 "Building a Robust Biological Assay for Potency Measurement" 中强调 Bioassay 的设计和开发的一个重要方面是确保最终分析足够可靠，能够检测生产一致性，并与临床结果相关。为了实现这一点，Bioassay 需要在生物制品的整个生命周期中不断发展和完善。在这篇文章中，Shi 和 McKee 讨论了建立一个适用于生产过程（cGMP）Lot Release 检测水平的可靠的、可重复的细胞学 Potency Bioassay 的考虑因素。与 Biochemical 的方法相比，基于细胞检测的 Bioassay 由于其更能反应 MOA，且避免使用动物而备受追捧。
对于 Bioassay 的评估的性能指标范围在药物研发的不同阶段而有所不同，不同的 Bioassay 也不同，并没有标准化的统一的标准范围。因此，在研发早期即建立可靠的 Bioassay 方法，并随着 Biologics 药物研发的进展根据实际情况不断累积历史数据，就变得至关重要，并不断优化 Bioassay 方法。进入 Lot Release 阶段后，Bioassay 方法学应确定下来，不会轻易再改变，Bioassay 评估范围指标也会收窄，这主要源于历史数据累积及方法优化后，对于数据要求的提高。
HOWEVER
然而，目前候选药物的功能筛选和开发往往使用人类原代免疫细胞，这些原代免疫细胞使用的方法繁琐且多变，操作困难，稳定性差，不容易定量等等，不能满足作为 Potency Assay 的标准，不适用于 Lot Release。
FORTUNATELY
Promega 开发的基于报告基因的 Functional Bioassay 成为了大分子药物研发者的福音！与传统上依靠原代免疫细胞的方法相比，Promega 的 Bioassay 是基于 MOA 的功能性检测方法，操作简单快捷，且稳定可控，准确且精确，可定量，适用于 Lot Release。目前已在药物开发中被广泛采用。Promega 已成为 Bioassay 领域最前沿技术的供应商。
举例说明
PD-1/PD-L1 Blockade Bioassay
以目前最热门的免疫检查点调控抗体药 PD-1/PD-L1 Blockade Bioassay 为例，我们来看一下其作为 Potency Assay 的各项评估指标：
1. 检测原理
PD-1/PD-L1 Blockade Bioassay 使用了与基于原代细胞检测不同的检测方式：工程化效应细胞稳定表达了 PD-1 和 NFAT 诱导性的萤光素酶; 而靶细胞稳定表达 PD-L1 和 TCR activator。当抗体存在并阻断 PD-1 与 PD-L1 的结合，TCR 与靶细胞的 TCR activator 引起的信号可正常诱导 NFAT 元件调控的萤光素酶报告基因表达而产生发光。
2. Acurracy, Precision,Linearity
Parameter | Results | |
Accuracy | 50% | 96.1% |
75% | 99.9% | |
150% | 104.4% | |
200% | 104.9% | |
Repeatability(%CV) | 100%(Reference) | 8.5% |
Intermediate Precision | 8.7% | |
Linearity(r2) | 0.997(50-200% range) | |
Linearity(y = mx+b) | Y = 1.088x-0.084 | |
3. Bioassay 的专属性-Specificity
4. Bioassay 的可重复性-Repeatability
5. Bioassay 检测抗体效力-Potency
6. 操作简单快速
以上数据证明 Promega 的 PD-1/PD-L1 Blockade Bioassay 是具有生物相关性，可以反应 MOA 的稳定可靠，准确且精确，能够用于 Lot Release 的 Bioassay!
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图片来源：普洛麦格