细胞基因药物领域的进展使得对高质量基因转移技术的需求急剧增加,包括高质量慢病毒载体(LV)的大规模生产。宿主细胞DNA残留(HCD)是一类主要的工艺相关杂质,对下游纯化带来很大挑战。根据相关法规要求,需要去除HCD才能达到临床级LV。HCD去除是通过核酸酶处理联合下游工艺(DSP)共同实现的。文章作者研究了两款核酸酶M-SAN HQ中盐核酸酶(ArcticZymes Technologies)和Benzonase(Merck)对HCD去除效率的差别,其下游工艺包含过滤澄清及TFF超滤。中盐核酸酶能够将单链及双链的DNA及RNA,消化成5个碱基为主的寡核苷酸oligos。浙江M-SAN中盐核酸酶70950
文章作者对酶法去除dsDNA进行了优化研究,两种酶浓度梯度为25U/ml、50U/ml及100U/ml,Mg2+浓度为5mM,通过PicoGreen检测dsDNA含量。结果发现,25U/ml的M-SAN HQ中盐核酸酶对dsDNA去除效果明显优于100U/ml的Benzonase。此外,在酶切反应速度方面,M-SAN HQ有更明显的优势,——在低浓度底物dsDNA(如20ng/ml)条件下,50U/ml的M-SAN HQ在5分钟内将dsDNA降解到2ng/ml左右;而50U/ml的Benzonase在30分钟孵育消化后,dsDNA浓度依然是12ng/ml左右。云南中盐核酸酶70950-150ArcticZymes成立于20世纪80年代后期,总部位于挪威北部的特罗姆瑟。
核酸酶活性受到很多因素影响,如盐浓度、pH、底物、温度等。因此,不同客户、不同项目中核酸酶的使用条件都不一。目前,生物制药行业对Benonase全能核酸酶的使用比较熟悉,如生理盐或低盐浓度、脱盐操作等。对于大部分使用Benzonase的项目,使用M-SAN HQ中盐核酸酶可以完全替代,而且温度、Mg2+浓度等条件不用做任何调整,同样酶量的M-SAN HQ对宿主细胞DNA(HCD)的去除效果更好、病毒载体得率更高。经过工艺优化后,可以将M-SAN HQ中盐核酸酶的用量减少到原来的1/3-1/2,且HCD去除效果及产品得率更高。
细胞基因药物的基因递送有病毒及非病毒两种方式,其中病毒递送更为常用。在病毒递送路径中,腺相关病毒(AAV)和慢病毒(Lentivirus)是常用的两种载体;差别是病毒基因组的存在形式,AAV的基因组一般不整合到染色体中,以游离形式存在于染色体之外,且一般会表达数年之久;而慢病毒的基因组则会整合到染色体达到长期持续表达的目的。此外,其它用于基因药物的病毒载体有单纯疱疹病毒(HSV)、痘苗病毒(Vaccina Virus)、痘病毒(Poxviruses)。宿主细胞DNA主要以染色质形态存在,其中组蛋白通过离子作用及疏水作用与DNA紧密结合;
逆转录病毒载体可以将7.5Kb左右外源基因整合入靶细胞基因组,并稳定持久地表达,已经在批准的CAR-T产品和许多临床产品中得到应用。Shou个成功的基因药物临床试验是利用小鼠白血病病毒(Murin Leukemia Virus,MLV,gamma逆转录病毒)作为基因转移载体医治儿童的X性染色体连锁严重联合免疫缺陷(SCID-X1)。目前上市的6个细胞药物产品全部采用逆转录病毒(3个为gamma逆转录病毒载体,3个慢病毒载体)作为基因转移载体。逆转录病毒载体目前常用的主要有两个:gamma逆转录病毒载体(Retroviral vector,RV)和慢病毒载体(Lentivirus vector,LV)。两种病毒均属于逆转录病毒科,在自身携带的逆转录酶催化下将其正链RNA均逆转录为cDNA。病毒颗粒比较大,约为100nm(70-100nm,有的至200nm),外层为表面突起的脂蛋白套膜,套膜内为20面体的衣壳(capsid),核衣壳内由一螺旋结构的核酸。M-SAN HQ中盐核酸酶更适合细胞基因drug(如AAV、LVV、RV及OV等)的生产。福建上海倍笃生物中盐核酸酶70950-160
ArcticZymes致力于提供高质量产品,中盐核酸酶具有好的批间一致性、稳定可靠的质量。浙江M-SAN中盐核酸酶70950
大规模生产阶段,AAV/LV载体生产流程跟抗体、疫苗类药物的生产类似,主要包含上游培养、下游纯化及制剂部分。上游培养分为质粒开发、细胞扩增、三质粒共转染及病毒载体生产等步骤。下游纯化分为细胞裂解释放AAV病毒颗粒(可以通过去污剂、机械作用、高渗或冻融操作等)or收获细胞上清液得到含LV病毒原液、加入核酸酶以减少宿主细胞核酸污染、澄清是通过离心或过滤等方法去除细胞碎片和杂质等、超滤浓缩以减少后续色谱纯化体系、亲合及离子交换等纯化得到高纯度病毒载体。制剂部分主要是超滤更换缓冲液、过滤除菌及制剂灌装等。浙江M-SAN中盐核酸酶70950
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