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。M-SAN HQ中盐核酸酶在生理盐条件下具有更高活性,降解HCD效率更高,便于HCD的去除。云南上海倍笃生物中盐核酸酶70950-202
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。青海ArcticZymes中盐核酸酶70950-150M-SAN HQ中盐核酸酶用在生产工艺流程中,在生理盐条件下去除双链及单链的DNA及RNA。
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。
市售的M-SAN HQ中盐核酸酶有三个规格,分别是25kU、500kU及5MU,分别满足研发初期及大规模生产各阶段的要求。通过SDS-PAGE检测蛋白纯度在99%以上。基于ArcticZymes Technologies的30年的酶学开发及大规模生产经验,M-SAN HQ的生产体系稳定,产品纯度高,批次一致性好,无蛋白酶活性。厂家开发出特异的缓冲液体系,使M-SAN HQ保存起来更加稳定,-15℃ - -30℃条件下保存4年没有活性下降。研究数据表明,经过5-6次的反复冻融,M-SAN HQ中盐核酸酶活性没有明显变化。ArcticZymes Technologies旨在是研究和开发具有独特特性的酶。
Medium-Salt Active Nuclease High Quality (M-SAN HQ,中盐核酸酶),是用Pichia pastoris表达的重组非特异内切核酸酶,广泛应用于生产工艺流程中,在生理盐条件下去除双链及单链的DNA及RNA。这款核酸酶的适宜pH范围很广(pH 7.2-8.7),且在125-250 mM盐浓度内具有适宜活性。在细胞培养液或收获的培养上清中,不需调整任何组分,直接加入M-SAN HQ即可表现高核酸酶活性。相比传统的全能核酸酶,M-SAN HQ中盐核酸酶在生理盐条件下,对HCD的去除更高效、更彻底。因此,M-SAN HQ中盐核酸酶非常适合部分病毒载体(如慢病毒、逆转录病毒及溶瘤病毒等)的生产。中盐核酸酶适宜pH范围广(pH7.2-8.7),且在125–250mM盐浓度内具有较高活性。山东上海倍笃生物中盐核酸酶70950-150
M-SAN HQ中盐核酸酶不需调整培养基任何组分,使用简单方便;云南上海倍笃生物中盐核酸酶70950-202
伦敦大学学院(UCL)的工艺开发团队,在细胞药物Car-T涉及的慢病毒(Lentivirus,LV)生产过程中,比较了Benzonase和M-SAN HQ中盐核酸酶在酶活、酶切时间、各阶段LV的稳定性等方面的表现,发现在生理盐条件下M-SAN HQ中盐核酸酶酶活更高、酶切时间更短,同时用纳米颗粒分析(NTA)技术确认M-SAN HQ组得到的LV病毒颗粒聚集更少、稳定性更高。他们会继续探究HCD是否影响LV的稳定性,及对LV侵染效率和生命周期是否有影响。通过更多研究,我们探究M-SAN HQ中盐核酸酶助力LV生产的关键机制。云南上海倍笃生物中盐核酸酶70950-202
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