离子交换层析 (IEC) 是一种简单、通用且经济高效的技术,已成为许多载体纯化的关键步骤。IEC分为阴离子/阳离子交换柱,其中AEC(Anion-exchange chromatography)适用于AAV纯化,是大规模AAV生产中去除空衣壳的主要手段。AAV衣壳亚种之间因表面电荷的差异导致不同的的等电点。空衣壳PI在6.3左右,包装了完整基因组DNA后的病毒颗粒PI大致为5.9。AAV与基质之间的静电相互作用正是取决于衣壳的等电点(pI)和缓冲液的pH值。基于这一原理在正电荷固定相上进行样品的分离纯化,去除杂质(如空衣壳和部分衣壳),并有效地回收目的载体。SAN HQ高盐核酸酶的改善效果与血清型无关。山西500mM盐浓度条件高盐核酸酶70921-160
一个美国客户做了对照实验,比较Benzonase和SAN HQ高盐核酸酶纯化病毒载体的效率。实验设计如下,HEK293细胞转染及培养后,分别取了150Million的293细胞进行裂解,分别在各自适宜的条件下(即SAN HQ组反应条件为500mM盐浓度,而Benzonase组反应条件是150mM盐浓度)加入等量的酶(0、2kU、3kU、4kU、5kU、6kU),37°孵育1hr,加入Picogreen染料后检测DNA的残留量。结果发现,SAN HQ高盐核酸酶组用更少的酶得到了更好的去除效果(即2kU的SAN HQ消化结果明显优于6kU的Benzonase),且SAN HQ的高纯化效率是非血清型依赖的。山西500mM盐浓度条件高盐核酸酶70921-160SAN HQ提高核酸污染去除效率,同时提高目标产物产量。
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样。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AdV/AAV等项目,使用SAN HQ高盐核酸酶替代Benzonase时,只需提高反应体系总盐浓度到400mM-500mM即可,温度、Mg2+浓度等条件不用做任何调整,同样酶量的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SAN HQ高盐核酸酶的用量减少到原来的1/3-1/4,且HCD去除效果及产品得率更高。
SAN HQ高盐核酸酶发挥酶活性的条件比较广。例如,该酶适宜的盐浓度(NaCl)范围是400mM-600mM,能耐受高达1M NaCl浓度。适宜反应温度为25℃-37℃,能耐受4℃-38℃。Mg2+浓度大于1mM即可,在5-20mM范围即可表现更高活性。跟全能核酸酶类似,SAN HQ高盐核酸酶也是一款碱性核酸酶,其适宜pH为8.0-8.9,能耐受6.8-9.5。为了达到更高酶活性,可以通过调节pH实现。鉴于SAN HQ的耐受性,可以用于很多应用,如大规模生产、蛋白纯化、蛋白组学等。US FDA指南要求:重组生物制品终产品中,核酸杂质含量低于10ng/dose。
从国内来看,由于 AAV 基因药物研发管线绝大部分集中在眼科遗传病上,载体用量较小,三质粒共转染 AAV 系统足以满足未来的临床及商业需求,因此,国内的 AAV 生产系统主要以三质粒为主。然而,考虑到未来 AAV 基因药物在血液、神经系统、肌肉系统等领域的临床应用,三质粒系统显然难以胜任。如药明生基从国外收购了 OXGENE 的辅助腺病毒 AAV 生产系统 TESSA,据报道较三质粒系统有10倍的提升;而基因药物 CDMO 企业北京五加和基因则在国内率先采用了陈海峰博士的威洛克公司授权的Bac-to-AAV 系统,凭借公司在病毒载体领域持续30年的研发经验,不断摸索、试验,终于在临床级生产方面获得了巨大的成功,为 AAV 基因药物管线研发公司锦篮基因进行多批次临床 CDMO 代工生产。高盐浓度能够减少目标产物聚集、增加目标产物溶解度及提高目标产物产量。山西500mM盐浓度条件高盐核酸酶70921-160
一个美国客户对SAN HQ高盐核酸酶纯化病毒载体的效率进行了评估。山西500mM盐浓度条件高盐核酸酶70921-160
近年来,AAV在cancer疾病的医治中显示出巨大的价值。AAV作为基因药物的载体已在肺、肝、眼、脑、肌肉等多个临床试验(超过100次)中得到应用,并在盲症和血友病方面取得了巨大成功。2012年,AAV1载体编码的脂蛋白脂肪酶成为欧盟批准的shou个用于医治脂蛋白脂肪酶缺乏症的基因产物(Glybera)。5年后,另一种AAV介导的基因药物(Luxturna)随后获准在美国上市。基于AAV9的基因疗(Zolgensma)也被用于医治脊髓性肌肉萎缩。腺病毒在基础和实验研究有这么强的生命力原因在于:宿主范围广,对人致病率低;腺病毒粒子相对稳定,病毒基因重排频率低;安全性高,不整合到染色体中,无插入致病基因,不干扰其他宿主基因。山西500mM盐浓度条件高盐核酸酶70921-160
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