单克隆抗体的电荷异质性是由翻译后修饰和降解导致的抗体电荷特性的变化。这种变化可能影响抗体的等电点及电荷分布，进而生成不同电荷变体，包括酸性和碱性电荷变体。表面电荷正常的抗体被称为主峰，三者在分析过程中由于洗脱时间的不同可以被有效区分。作为单克隆抗体的重要质量特性，电荷变体可能会影响其治疗效果，尤其是在酸性电荷变体的减少上，更优于碱性电荷变体的减少，因为许多酸性电荷变体对药效有更显著的不良影响。

例如，曲妥珠单抗的酸性电荷变体与重要的乳腺癌相关因子的结合率较低，抑制增殖的效果也相对较差。在体内，酸性和碱性电荷变体与主峰表现出不同的清除率，研究发现酸性电荷变体的组织保留和清除率较低，而碱性电荷变体则相对较高。这使得在抗体药物的生产中，为了保持抗体的电荷特性，需要控制电荷变体的含量。通常的做法是在分离和纯化过程中直接去除酸性和碱性电荷变体，这可能导致蛋白的回收率下降与过程效率降低。

最近的研究显示，牛磺酸的添加不仅降低了抗体中的碱性电荷变体的含量，还提高了主峰的含量。值得注意的是，牛磺酸的添加对抗体的糖基化、聚体及片段化等质量属性几乎没有影响。这一发现为未来调控抗体的电荷异质性，提高抗体药物的产量和质量提供了重要的指导。添加牛磺酸能够增加抗体的等电点，这是由于C末端赖氨酸不完全切除、脯氨酸酰胺化氨基酸氧化琥珀酰亚胺的形成。

此外，单克隆抗体的电荷异质性还受到外部因素的影响。例如，细胞培养介质、细胞死亡后释出的内源性酶、纯化及储存过程的温度和pH等均可能导致电荷变体的生成。以酸性电荷变体为例，其形成机制之一是各种类型的共价加成物的产生。若制剂中含有还原糖，葡萄糖或乳糖可能会在制备或储存过程（特别是在富含葡萄糖的培养基中）与赖氨酸残基发生反应。

在细胞培养中，温度的降低可显著减小酸性电荷变体的水平，而碱性电荷变体的含量则会增加。降低温度可能会减缓降解反应动力学，并对糖基化、聚体及半胱氨酸变体产生影响。pH的降低有助于稳定酸性电荷变体，进而减少二硫键、半乳糖苷化以及Fc区域重链恒定区Asn338的脱氨基作用。

另一个显著的观察是，铁、铜、锌等过渡金属能通过芬顿反应产生活性氧，从而增加酸性电荷变体的产生。而铜的添加可能会通过增加C末端赖氨酸变体来提高碱性电荷变体的数量。此外，研究发现，抗氧化剂如生物类黄酮、芦丁和表没食子儿茶素没食子酸酯的添加可减少酸性电荷变体，这可能与氧化变体的减少有关。

在CHO细胞的无血清培养中，添加尿苷显著提高了活细胞密度和抗体的表达量。进一步的分析显示，尿苷的添加虽降低了赖氨酸变体的含量，但其他碱性电荷变体的比例有所提升。尤其是在Fab区域中，甲硫氨酸和色氨酸的氧化比例增高，被认为是导致碱性电荷变体形成的重要因素。在流加培养基中添加牛磺酸、柠檬酸铁铵、N-乙酰-L-半胱氨酸和硫辛酸等抗氧化剂的过程中，牛磺酸显示出降低抗体碱性电荷变体含量，并提升主峰的显著效果。

综合来看，通过调控外部环境因素，特别是抗氧化剂的使用，为增强抗体的质量和产量提供了新思路。在这方面，尊龙凯时致力于推动生物医疗领域的创新，提供优质的抗体产品和解决方案，以满足日益增长的市场需求。