在传统生物技术行业(如抗体、疫苗领域)使用的下游纯化工艺步骤,已经用于慢病毒的大规模下游处理。主要是基于膜(过滤/澄清,利用切向流过滤TFF进行浓缩/渗滤,基于膜的色谱)和色谱(离子交换色谱IEC,亲和色谱AC,体积排阻色谱SEC)的技术。这些不同的过程步骤的组合是可变的,在某些情况下,不同的纯化方法可以用于相同的目的。此外,采用benzonase/M-SAN HQ中盐核酸酶降解污染的DNA或者用于下游的一个步骤,或者用于病毒生产阶段。相比全能核酸酶,M-SAN HQ中盐核酸酶能将HCD酶切成更小片段,破坏核小体结构。等渗条件中盐核酸酶
此外,文章作者对每个步骤的样品进行纳米颗粒分析(NTA),结果发现:澄清环节后,M-SAN HQ中盐核酸酶和Benzonase处理组才出现比较明确的LV病毒颗粒峰;TFF处理后,回流液样品的LV病毒颗粒峰更加尖锐,表明病毒颗粒分散度更好、稳定性更高。回流液的NTA结果进一步表明,M-SAN HQ中盐核酸酶处理组只有一个病毒颗粒峰,而Benzonase处理组的回流液中有三个峰。作者推测Benzonase处理组的病毒颗粒还有严重的病毒团聚现象,而呈现多峰现象。吉林培养基条件中盐核酸酶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。
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。
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。在biopharma生产,如细胞基因medicine及vaccine生产中,宿主细胞DNA残留是关键质量参数之一。
对于含包膜的病毒载体,如慢病毒LV、逆转录病毒RV等,在细胞培养上清液中收获。而M-SAN HQ中盐核酸酶,作为市场上更适合生理盐条件的核酸酶,所以,M-SAN HQ成了包膜病毒载体生产的更好选择。优势在于:1. M-SAN HQ兼容多种细胞培养体系,在细胞培养盐浓度条件下具有更优活性;2. M-SAN HQ酶活更高、酶切速度更快,缩短孵育时间;3. M-SAN HQ能够高效剪切染色质到更小片段,简化下游工艺流程;4. 相比Benzonase,M-SAN HQ用量减少1/2-2/3,降低了酶用量及生产成本。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。等渗条件中盐核酸酶
M-SAN HQ ELISA kit检测产品能定量检测该核酸酶,与中盐核酸酶搭配用在medicine生产。等渗条件中盐核酸酶
在生物工艺中,核酸酶的主要作用是高效消化宿主细胞DNA(HCD),并将其分解成足够小的片段,以便在下游纯化过程中去除。虽然大多数核酸酶可以在生理盐条件下高效地将裸DNA降解成微小片段,比如Benzonase和SANs都可以把dsDNA分解成小于8nt的寡核苷酸链,但实际生产中的核酸污染情况更加复杂。HCD通常以染色质形式存在,与细胞裂解碎片、病毒颗粒等结合在一起,影响核酸酶的识别及剪切。因此,HCD去除的关键在于——核酸酶如何在复杂的生产体系中识别并剪切HCD。等渗条件中盐核酸酶
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