文章作者按照经典的慢病毒载体生产流程操作,在融化、核酸酶消化、澄清、超滤等步骤留样,分别检测dsDNA浓度及功能性LV病毒滴度。经过分析发现,——去除主要发生在澄清环节,能去除dsDNA的80%-90%;2. M-SAN HQ中盐核酸酶比Benzonase能更高效去除dsDNA,即M-SAN HQ组的TFF回流液中dsDNA残留量是Benzonase组回流液的20%左右;3. LV病毒滴度在澄清环节损失30%-40%;4. M-SAN HQ组的TFF回流液中LV病毒滴度略高于Benzonase组的回流液数据。M-SAN HQ中盐核酸酶终产品经过0.22µm过滤;湖南ArcticZymes中盐核酸酶
病毒载体作为细胞药物生产的关键原材料,直接关系到细胞产品质量。载体质量的控制和工艺稳定性和批间一致性都是关系到产品能否产业化的关键。在生产纯化过程中,需要去除上游过程中的培养基成分、诱导剂、宿主蛋白和核酸等杂质,但是由于逆转录病毒颗粒比较大,高异质表面糖蛋白,而且活性易于受剪切影响,对下游纯化提出了巨大的挑战。目前病毒载体纯化方法包括超速离心、离子交换层析、分子排阻层析、亲和层析、渗滤等。各种方法各有利弊,就产业化而言,离子交换纯化效果比较好,条件易于摸索,易于规模放大。上海倍笃生物中盐核酸酶70950-160M-SAN HQ中盐核酸酶是用Pichia pastoris表达的重组非特异内切核酸酶。
通过三质粒瞬转体系生产病毒载体,会引入宿主细胞DNA残留(HCD)、蛋白残留(HCP)、工艺杂质(如antibiotics、核酸酶等外源物质)等污染,存在潜在的致瘤性和免疫原性等风险。药品监管机构一般允许生物制品中存在10ng/dose以下的残留DNA。此外,根据杂质来源、工艺以及产品类型不同,也会对HCD限度做不同要求。为了达到这个要求,一般通过核酸酶处理和色谱联用的方法。一般在细胞培养液裂解/收获、澄清收获及超滤浓缩等环节加入核酸酶处理,需要工艺摸索来确认处理方式。
慢病毒大规模纯化的捕获步骤包括:膜过滤澄清,随后切向流过滤/超滤或者体积排阻色谱浓缩。此外,需用核酸酶(benzonase或M-SAN HQ中盐核酸酶)来去除细胞残留的、质粒来源的DNA污染。这两个步骤顺序可以调整,依据项目工艺而定。两种工艺路线各有优缺点:先用核酸酶消化的优点是可去除大的DNA片段,且后续步骤可以去除残留核酸酶;但所用的核酸酶的量也非常大。与此相反,将核酸酶步骤后置的优点是大幅降低核酸酶的量(成本降低);但后面的步骤必须有将核酸酶去除的能力。此外,后期用核酸酶的缺点是核酸污染可能会结合慢病毒颗粒形成沉淀,进而导致慢病毒在纯化中流失,从而影响得率。中盐核酸酶具有纯度高(≥99%)、 内毒水平低(<0.25EU/1kU)的特点;
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。中盐核酸酶更适合细胞培养体系,相比全能核酸酶,酶用量减少到1/3-1/2,HCD去除效率更高。河北上海倍笃生物中盐核酸酶
琼脂糖胶结果显示,M-SAN HQ中盐核酸酶能将HCD消化成小于8nt的片段。湖南ArcticZymes中盐核酸酶
跟其他类型的核酸酶一样,SAN HQ高盐核酸酶和M-SAN HQ中盐核酸酶的灭活方法有很多,分为可逆灭活及不可逆灭活。金属离子螯合剂如EDTA会可逆抑制两者的活性,加入的EDTA浓度一般是溶液中Mg2+浓度的2倍左右即可完全抑制活性;后续补加过量的Mg2+即可恢复核酸酶活性。加热、还原剂(如DTT)、咪唑、甘油及表面活性剂(如高于15%浓度的Triton X-100、SDS、尿素等)等都可以使其不可逆失活。在生物工艺流程,需要结合上下游应用需要选择合适的方法去除或灭活核酸酶。湖南ArcticZymes中盐核酸酶
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