Characterization of pharmacokinetic (PK) properties and target tissue distribution of therapeutic fusion proteins (TFPs) are critical in supporting in vivo efficacy. We evaluated the pharmacokinetic profile of an investigational TFP consisting of human immunoglobulin G4 fused to the modified interferon alpha by orthogonal bioanalytical assays and applied minimal physiologically based pharmacokinetic (PBPK) modeling to characterize the TFP pharmacokinetics in mouse. The conventional ligand binding assay (LBA), immunocapture-liquid chromatography/tandem mass spectrometry (IC-LC/MS) detecting the human IgG4 peptide or the interferon alpha peptide were developed to measure the TFP concentrations in mouse plasma and tumor. The minimal PBPK model incorporated a tumor compartment model was used for data fitting. The plasma clearance measured by LBA and IC-LC/MS was comparable in the range of 0.5–0.6 mL/h/kg. However, the tumor exposure measured by the generic human IgG4 IC-LC/MS was significantly underestimated compared with the interferon alpha specific IC-LC/MS and LBA. Furthermore, the minimal PBPK model simultaneously captured the relationship between plasma and tissue exposure. We proposed the streamlined practical strategy to characterize the plasma exposure and tumor distribution of a TFP by both LBA and IC-LC/MS. The minimal PBPK modeling was established for better understanding of pharmacokinetic profile of investigational TFPs in the biotherapeutic discovery.

中文翻译：

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通过正交生物分析测定和最小 PBPK 建模进行融合蛋白治疗药物的药代动力学表征和组织分布

治疗性融合蛋白 (TFP) 的药代动力学 (PK) 特性和靶组织分布的表征对于支持体内功效至关重要。我们通过正交生物分析测定评估了由人免疫球蛋白 G4 与修饰的干扰素 α 融合组成的研究性 TFP 的药代动力学特征，并应用最小的基于生理学的药代动力学 (PBPK) 模型来表征小鼠中的 TFP 药代动力学。开发了检测人 IgG4 肽或干扰素 α 肽的常规配体结合测定 (LBA)、免疫捕获-液相色谱/串联质谱 (IC-LC/MS) 来测量小鼠血浆和肿瘤中的 TFP 浓度。包含肿瘤区室模型的最小 PBPK 模型用于数据拟合。LBA 和 IC-LC/MS 测量的血浆清除率在 0.5–0.6 mL/h/kg 范围内相当。然而，与干扰素 α 特异性 IC-LC/MS 和 LBA 相比，通过通用人 IgG4 IC-LC/MS 测量的肿瘤暴露被显着低估。此外，最小 PBPK 模型同时捕获了血浆和组织暴露之间的关系。我们提出了一种简化的实用策略，通过 LBA 和 IC-LC/MS 来表征 TFP 的血浆暴露和肿瘤分布。建立最小 PBPK 模型是为了更好地了解生物治疗药物发现中研究性 TFP 的药代动力学特征。与干扰素 α 特异性 IC-LC/MS 和 LBA 相比，通过通用人 IgG4 IC-LC/MS 测量的肿瘤暴露被显着低估。此外，最小 PBPK 模型同时捕获了血浆和组织暴露之间的关系。我们提出了一种简化的实用策略，通过 LBA 和 IC-LC/MS 来表征 TFP 的血浆暴露和肿瘤分布。建立最小 PBPK 模型是为了更好地了解生物治疗药物发现中研究性 TFP 的药代动力学特征。与干扰素 α 特异性 IC-LC/MS 和 LBA 相比，通过通用人 IgG4 IC-LC/MS 测量的肿瘤暴露被显着低估。此外，最小 PBPK 模型同时捕获了血浆和组织暴露之间的关系。我们提出了一种简化的实用策略，通过 LBA 和 IC-LC/MS 来表征 TFP 的血浆暴露和肿瘤分布。建立最小 PBPK 模型是为了更好地了解生物治疗药物发现中研究性 TFP 的药代动力学特征。