基因药物常用的AAV载体有三种生产方法,分别是三质粒瞬转体系、杆状病毒表达载体体系和包装细胞体系。其中,20多年前开发的三质粒瞬转表达技术仍然占据腺相关病毒AAV生产的主流地位,其三质粒分别是Helper质粒(含E2a/b、E4和VARNA基因)、目标基因表达质粒及辅助质粒(含Cap和Rep基因)。虽然AAV病毒载体的血清型不同,但AAV的生产流程基本一致,主要有质粒共转宿主细胞HEK293、293细胞生产病毒颗粒、从细胞培养上清或/及细胞裂解液中收获病毒载体、纯化/制剂/无菌过滤/灌装等流程。M-SAN HQ中盐核酸酶生产符合ISO 13485:2016规范,提供相关文件用于申报。天津上海倍笃生物中盐核酸酶70950-160
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。浙江M-SAN中盐核酸酶70950-160在150mM NaCl条件下,M-SAN HQ中盐核酸酶的酶切活性达到常规核酸酶的5倍左右。
残留的宿主DNA是生产中产生的杂质,其存在潜在的致瘤性、传染性和免疫原性等风险。相关研究表明,基因的大小普遍在200bp以上,因此大于200bp有可能会有一定的致病性,而且残留DNA片段越大,生物制品的风险等级越高。因此,各国监管机构对其提出了严格要求。美国食品药品监督管理局(FDA)在《关于人类基因zhiliao新产品生产指导文件》中明确指出HCD的片段要小于200bp。2022年5月,国家药品监督管理局药品评审中心(CDE)发布的《体内基因药物产品药学研究与评价技术指导原则(试行)》中也明确指出需对DNA残留量和残留片段大小进行控制,建议尽量将DNA残留片段的大小控制在200bp以下。
宿主细胞DNA(HCD)残留以染色质形式存在,其中有带负电荷的DNA、带正电荷及疏水区段的组蛋白,就像胶带一样能够吸附很多物质,包括各种杂蛋白、色谱填料、目的病毒颗粒。非特异吸附杂蛋白,会影响蛋白杂质(如HCP)等的去除;吸附到色谱填料上,会降低色谱分离纯化效率;吸附到目的病毒颗粒时,会影响目的产物的稳定性,从而降低目的产物的得率。因此,从生产工艺层面来讲,一定要去除HCD,从而能够简化工艺、提高目的产物的产量。一般来说,生理盐条件相当于150mM NaCl溶液,而这正是中盐核酸酶较为适合的条件。
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。ArcticZymes Technologies旨在是研究和开发具有独特特性的酶。辽宁生理盐条件中盐核酸酶70950-160
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。天津上海倍笃生物中盐核酸酶70950-160
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。天津上海倍笃生物中盐核酸酶70950-160