本研究は、ヒト血漿中のカルフィルゾミブを定量するための迅速かつ高感度な液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析法(LC-MS/MS)法の開発と検証を目的としました。完全に検証されたこの方法は、多発性骨髄腫患者における治療薬モニタリングを支援し、個別化された用量最適化を可能にします。
方法論記事
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本研究は、ヒト血漿中のカルフィルゾミブを定量するための迅速かつ高感度な液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析法(LC-MS/MS)法の開発と検証を目的としました。完全に検証されたこの方法は、多発性骨髄腫患者における治療薬モニタリングを支援し、個別化された用量最適化を可能にします。
カルフィルゾミブは第二世代プロテアソーム阻害剤であり、治療薬モニタリング(TDM)が必要です。本研究は、ヒト血漿中のカルフィルゾミブの定量化のための高感度かつ堅牢な液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析法(LC-MS/MS)を開発・検証することを目的としました。血漿サンプルはアセトニトリル(ACN)を用いたタンパク質沈殿を用いて処理されました。クロマトグラフィー分離は、40°Cで維持されたC18 カラム(2.1 mm × 100 mm、3.5 μm)で達成され、移動相はACNと10 mmol/Lの酢酸アンモニウムを水中(80:20、v/v)に含み、流量0.35 mL/minで供給されました。この方法は2.00〜1000.00 ng/mLの濃度範囲で優れた線形性を示しました。さらに、日中および日間の高精度と高い精度が観察され、カルフィルゾミブの回復率は84.1%から93.0%の範囲でした。この実証済みのLC-MS/MS手法により、多発性骨髄腫患者の血漿中のカルフィルゾミブ濃度を正確かつ効率的かつ高感度に決定し、カルフィルゾミブベースの治療の最適化を支援します。
多発性骨髄腫(MM)は、骨髄内の形質細胞のクローンの増殖を特徴とする血液悪性腫瘍です。これは世界的に2番目に多い血液悪性腫瘍であり、全血液がんの約10%を占めています。長年にわたり、プロテアソーム阻害薬、免疫調節薬、モノクローナル抗体の導入など薬物療法の進歩により、治療効果は改善されました。しかしながら、MM患者の有意な割合(20%-30%)は、短期間の無進行生存期間(PFS)4.5 ADR、薬剤耐性、再発などの課題を引き続き経験しています。
ボルテゾミブは、クラス初のプロテアソーム阻害剤7であり、MMの治療環境を一変させました。有効性にもかかわらず、大多数の患者は最終的に再発または難治性疾患を発症し、しばしばボルテゾミブ耐性8,9および治療反応率および生存率の低下を伴います(10,11)。これらの課題は、MMの治療後改善のための革新的な治療アプローチの緊急性を強調しています。FDAに承認された第二世代プロテアソーム阻害剤であるカルフィルゾミブは、より安定した薬理動態プロファイルを提供し、キモトリプシン様活性の持続的な抑制と強力な抗骨髄腫効果をもたらします。ボルテゾミブおよび免疫調節薬1,11を含む少なくとも2回の治療ラインを経てMM患者に適応症が適用されます。研究により、カルフィルゾミブはボルテゾミブよりも多発性骨髄腫細胞内でより強力なプロテアソーム阻害を達成し、ボルテゾミブ耐性を克服する能力を持つことが示されています12,13。
生物マトリックスにおける薬物濃度の定量化で最も広く使われている方法は、高性能液体クロマトグラフィー紫外線検出(HPLC-UV)、酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)、および液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析法(LC-MS/MS)14です。HPLC-UVは操作の簡便さと低コストを提供しますが、その実用性は比較的感度と選択性が低いため制約があります。したがって、特に低濃度や複雑な生物学行列内での標的分析物の正確な定量化は依然として困難です。ELISAは高い感度を示します。しかし、その応用には、長期にわたる開発プロセス、高品質な抗体への依存、構造的に類似した化合物との交差反応性の感受性など、いくつかの制約があります。これらの要因が総じてアッセイ16の特異性を損なっています。これに対し、LC-MS/MSは卓越した選択性、優れた感度、迅速な分析スループットを提供します。これらの利点により、治療薬モニタリング(TDM)および薬物動態研究のゴールドスタンダード手法として確立されています17。カルフィルゾミブは広範な血漿タンパク質結合、生 体内 での安定性が低く、治療指数が狭いという特徴を持っています。LC-MS/MS技術は標的化合物の迅速な定量解析を行い、マトリックス効果を効果的に低減し、正確な臨床用薬投与のための科学的基盤を提供します。
カルフィルゾミブの薬物曝露レベルは治療効果とADRsと密接に関連しています18,19。カルフィルゾミブは用量依存性20を持ち、体内の投与量が増えるにつれて曝露レベルが上昇し、これが治療効果に直接影響を与える可能性があります。ある研究では、MM治療におけるカルフィルゾミブの完全反応率(CR)が28%、非常に良好な部分反応率(VGPR)率が73%、全体反応率(ORR)が93%であることが示されました21。さらに、対照群と比較して、カルフィルゾミブ治療患者の心毒性の発生率は有意に増加した一方で、末梢神経障害には有意な変化は見られませんでした。別の研究では、MM治療におけるカルフィルゾミブの有効性と安全性についても言及し、カルフィルゾミブが治療効果を改善する一方で心毒性リスクを高める可能性があることを確認しました22。したがって、カルフィルゾミブの有効性とADRは曝露レベルに関連しています。これまでのところ、ヒト血漿中のカルフィルゾミブの定量に関する検証されたLC-MS/MS法はほとんど報告されており、特に厳格な生物分析的検証基準(例:FDAガイドライン)を満たすものは例外です。既存の研究は主に動物モデルやその他の生物学的行列に焦点を当てており、MM患者におけるTDMに対する臨床的に応用可能なアッセイのギャップが浮き彫りになっています。
したがって、MM患者におけるカルフィルゾミブ濃度を迅速かつ精密かつ高感度に監視するためのアッセイを確立し、その治療的有用性と安全性プロファイルを最適化する緊急の必要性があります。本研究では、ヒト血漿中のカルフィルゾミブを3分以内に定量できる信頼性の高いLC-MS/MS法を開発し、優れた感度と再現性を示しました。MMにおけるカルフィルゾミブのTDM向けに開発されたこの手法は、用量最適化および曝露応答評価をサポートします。使用者は血漿中の薬剤の不安定性を認識しなければなりません。正確な定量化には採血後4時間以内にサンプル処理が必要です。
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この研究プロトコルは海軍医科大学第二病院(上海長征病院)倫理委員会の承認を受けました。研究に参加したすべての患者がインフォームド・コンセントに署名しました。
1. LC-MS/MS 計測機器
2. 液体クロマトグラフィー条件
3. 質量分析条件
4. 校正および品質管理試料
5. サンプルの準備
6. 特異性評価
7. 線形性評価
8. 精度と正確さの判定
9. 回復とマトリックス効果の決定
10. キャリーオーバー評価
11. 希釈効果の評価
12. 安定性評価
13. 患者登録とサンプル採取
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LC-MS/MS最適化
カルフィルゾミブの検出を最適化するために、解析物の応答値は正イオン化モードと負イオン化モードの両方で比較されました。負イオン化モードはカルフィルゾミブに対して正イオン化モードよりも高い応答を示し、そのため後続解析のために選ばれました。C8、C18、T3-C18 の各カラムの性能を比較し、最適なものを選びました。C18 カラムはカルフィルゾミブにおいて最良のピーク形状と応答を提供しました。洗脱勾配の最適化により、カルフィルゾミブの保持時間は6.0分から3.0分に短縮されました。有機相としてMeOHを、水酸化アンモニウム水溶液を水相として用いた初期実験では、非対称なピーク形状が得られましたが、かなりのテールリングがありました。その後、有機相としてACNを、水相として10 mmol/Lのアセテートアンモニウムを使用することで、鋭く対称的なピーク形状が生まれました。
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従来のHPLC-UVやELISA手法とは異なり、LC-MS/MSは卓越した選択性、感度、速度を提供し、従来の制約を効果的に克服しています。これらの利点により、複雑なバイオマトリックスにおける薬物解析のゴールドスタンダード技術としての役割を確固たるものにし、特にTDMや薬物動態学の研究において17。私たちはヒト血漿中のカルフィルゾミブを定量するためのLC-MS/MS法を開発し、検証しました。この方法の大きな実用的利点は、サンプル調製が簡便であることです。これは、ACNの2倍の体積を用いた単一のタンパク質沈殿工程とその後の希釈ステップのみを含みます。この効率化されたワークフローにより、複雑で時間のかかる抽出手順が不要です。
方法開発において、C18 カラムはアルキル鎖が長く疎水性が高いためカルフィルゾミブの保持力が強くなりますが、C8 カラムは保持が弱く、分離や感度を損なう可能性があります。T3-C18 カ...
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著者たちは、既知の競合する財務的利益やその他の利益相反はないと宣言しています。
この活動は、ベチューン慈善財団:Shining China-製薬研究能力構築資金(Z04JKM2023E040)、国際協力・交流プロジェクト(No. 2014DFA33010)、および上海東部人材計画(SHSLJRC-TX)の先頭人材プログラムの支援を受けました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| アセトニトリル(ACN) | メルク社(ドイツ、ダルムシュタット) | 34888 | LC-MSグレード |
| 酢酸アンモニウム | メルク社(ドイツ、ダルムシュタット) | 9689 | 分析純度:≥99.0% |
| 分析バランス | サルトリウス(ドイツ)) | 精度:0.01 mg | |
| 解析列 | アジレント・テクノロジーズ(アメリカ) | アジレント ZORBAX SB-C18、2.1 &100mm、3.5mmおよびマイクロ;m | |
| カーフィルゾミブ | 上海元業バイオテクノロジー(中国、上海) | 868540-17-4 | 標準サンプルを分析し、純度>99%です。 |
| カルフィルゾミブ-d8 | 上海元業バイオテクノロジー(中国、上海) | 標準サンプルを分析し、純度>98%です | |
| データ取得ソフトウェア | アジレント・テクノロジーズ(アメリカ) | Agilent Masshunter データ処理ソフトウェア(バージョン 6.0) | |
| データ分析ソフトウェア | アジレント・テクノロジーズ(アメリカ) | Agilent MassHunter定量分析ソフトウェア(バージョン10.1) | |
| 蒸留水 | 深圳ワトソンズ蒸留水有限公司(中国、深圳) | LC-MSグレード | |
| HPLCバイアルおよび挿入物 | 上海タイタンテクノロジー有限公司(中国、上海) | - | |
| 液体クロマトグラフィーシステム | アジレント・テクノロジーズ(アメリカ) | Agilent 1200シリーズにはバイナリポンプ、オンラインデガス、自動サンプラー、カラム温度ボックスが含まれています。 | |
| メタノール(MeOH) | メルク社(ドイツ、ダルムシュタット) | 1.06035 | LC-MSグレード |
| マイクロピペット | エッペンドルフ(ドイツ) | 複数の測定範囲(例:10およびマイクロ;L、100 & micro;L、200 & micro;L、1000 & micro;L) | |
| 事務所と統計ソフトウェア | - | Microsoft Office 365;GraphPad プリズム 9.5 | |
| リン酸 | メルク社(ドイツ、ダルムシュタット) | 49685 | 分析純度、85 wt.% |
| 冷蔵遠心分離機 | エッペンドルフ(ドイツ) | 4°で遠心分離したサンプルの場合;C | |
| 三重四重極質量分析計 | アジレント・テクノロジーズ(アメリカ) | G6475AA | エレクトロスプレーイオン化源(ESI)を装備したアジレント1200シリーズ |
| ボルテックスミキサー | labnet (アメリカ) | S0200 | 可変速度 |
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