細(xì)胞基因藥物領(lǐng)域的進(jìn)展使得對(duì)高質(zhì)量基因轉(zhuǎn)移技術(shù)的需求急劇增加,包括高質(zhì)量慢病毒載體(LV)的大規(guī)模生產(chǎn)。宿主細(xì)胞DNA殘留(HCD)是一類主要的工藝相關(guān)雜質(zhì),對(duì)下游純化帶來很大挑戰(zhàn)。根據(jù)相關(guān)法規(guī)要求,需要去除HCD才能達(dá)到臨床級(jí)LV。HCD去除是通過核酸酶處理聯(lián)合下游工藝(DSP)共同實(shí)現(xiàn)的。文章作者研究了兩款核酸酶M-SAN HQ中鹽核酸酶(ArcticZymes Technologies)和Benzonase(Merck)對(duì)HCD去除效率的差別,其下游工藝包含過濾澄清及TFF超濾。ArcticZymes的產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和營銷過程均通過ISO13485質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證。陜西培養(yǎng)基條件中鹽核酸酶
通過三質(zhì)粒瞬轉(zhuǎn)體系生產(chǎn)病毒載體,會(huì)引入宿主細(xì)胞DNA殘留(HCD)、蛋白殘留(HCP)、工藝雜質(zhì)(如antibiotics、核酸酶等外源物質(zhì))等污染,存在潛在的致瘤性和免疫原性等風(fēng)險(xiǎn)。藥品監(jiān)管機(jī)構(gòu)一般允許生物制品中存在10ng/dose以下的殘留DNA。此外,根據(jù)雜質(zhì)來源、工藝以及產(chǎn)品類型不同,也會(huì)對(duì)HCD限度做不同要求。為了達(dá)到這個(gè)要求,一般通過核酸酶處理和色譜聯(lián)用的方法。一般在細(xì)胞培養(yǎng)液裂解/收獲、澄清收獲及超濾濃縮等環(huán)節(jié)加入核酸酶處理,需要工藝摸索來確認(rèn)處理方式。福建ArcticZymes中鹽核酸酶70950-150M-SAN HQ中鹽核酸酶是用Pichia pastoris表達(dá)的重組非特異內(nèi)切核酸酶。
細(xì)胞基因藥物的基因遞送有病毒及非病毒兩種方式,其中病毒遞送更為常用。在病毒遞送路徑中,腺相關(guān)病毒(AAV)和慢病毒(Lentivirus)是常用的兩種載體;差別是病毒基因組的存在形式,AAV的基因組一般不整合到染色體中,以游離形式存在于染色體之外,且一般會(huì)表達(dá)數(shù)年之久;而慢病毒的基因組則會(huì)整合到染色體達(dá)到長期持續(xù)表達(dá)的目的。此外,其它用于基因藥物的病毒載體有單純皰疹病毒(HSV)、痘苗病毒(Vaccina Virus)、痘病毒(Poxviruses)。
跟其他類型的核酸酶一樣,SAN HQ高鹽核酸酶和M-SAN HQ中鹽核酸酶的滅活方法有很多,分為可逆滅活及不可逆滅活。金屬離子螯合劑如EDTA會(huì)可逆抑制兩者的活性,加入的EDTA濃度一般是溶液中Mg2+濃度的2倍左右即可完全抑制活性;后續(xù)補(bǔ)加過量的Mg2+即可恢復(fù)核酸酶活性。加熱、還原劑(如DTT)、咪唑、甘油及表面活性劑(如高于15%濃度的Triton X-100、SDS、尿素等)等都可以使其不可逆失活。在生物工藝流程,需要結(jié)合上下游應(yīng)用需要選擇合適的方法去除或滅活核酸酶。Medium-Salt Active Nuclease High Quality (M-SAN HQ),中文名稱中鹽核酸酶。
經(jīng)典的慢病毒載體(LV)的生產(chǎn)工藝如下,——三質(zhì)粒系統(tǒng)瞬時(shí)轉(zhuǎn)染HEK293細(xì)胞系,轉(zhuǎn)染24小時(shí)后LV由轉(zhuǎn)染陽性細(xì)胞生產(chǎn)并排出到培養(yǎng)上清液中;收獲上清培養(yǎng)液后,加入核酸酶去除HCD污染,通過澄清步驟去除大的細(xì)胞碎片等雜質(zhì);下游純化步驟分離LV載體,純化方法包括切向流過濾TFF、色譜純化及超速離心;純化后的LV病毒顆粒經(jīng)過無菌過濾,更換到優(yōu)化后的配方中,灌裝并冷凍保存。每批Car-T生產(chǎn)時(shí)取對(duì)應(yīng)量的LV病毒,切忌反復(fù)凍融,否則LV病毒會(huì)失活。US FDA指南要求:重組biologics終產(chǎn)品中,核酸雜質(zhì)含量低于10ng/dose。江西M-SAN中鹽核酸酶70950-160
在細(xì)胞培養(yǎng)液或收獲的培養(yǎng)上清中,不需調(diào)整任何組分,M-SAN HQ中鹽核酸酶即可表現(xiàn)較高核酸酶活性。陜西培養(yǎng)基條件中鹽核酸酶
逆轉(zhuǎn)錄病毒載體可以將7.5Kb左右外源基因整合入靶細(xì)胞基因組,并穩(wěn)定持久地表達(dá),已經(jīng)在批準(zhǔn)的CAR-T產(chǎn)品和許多臨床產(chǎn)品中得到應(yīng)用。Shou個(gè)成功的基因藥物臨床試驗(yàn)是利用小鼠白血病病毒(Murin Leukemia Virus,MLV,gamma逆轉(zhuǎn)錄病毒)作為基因轉(zhuǎn)移載體醫(yī)治兒童的X性染色體連鎖嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷(SCID-X1)。目前上市的6個(gè)細(xì)胞藥物產(chǎn)品全部采用逆轉(zhuǎn)錄病毒(3個(gè)為gamma逆轉(zhuǎn)錄病毒載體,3個(gè)慢病毒載體)作為基因轉(zhuǎn)移載體。逆轉(zhuǎn)錄病毒載體目前常用的主要有兩個(gè):gamma逆轉(zhuǎn)錄病毒載體(Retroviral vector,RV)和慢病毒載體(Lentivirus vector,LV)。兩種病毒均屬于逆轉(zhuǎn)錄病毒科,在自身攜帶的逆轉(zhuǎn)錄酶催化下將其正鏈RNA均逆轉(zhuǎn)錄為cDNA。病毒顆粒比較大,約為100nm(70-100nm,有的至200nm),外層為表面突起的脂蛋白套膜,套膜內(nèi)為20面體的衣殼(capsid),核衣殼內(nèi)由一螺旋結(jié)構(gòu)的核酸。陜西培養(yǎng)基條件中鹽核酸酶