Mayer等(2023)以measles virus(麻疹病毒,MV)为例,评估了四种不同核酸酶(BenzonaseTM、DeneraseTM、M-SAN HQ中盐核酸酶及SAN HQ高盐核酸酶)对于染色质DNA去除的效果。Vero细胞通过微载体贴壁培养来生产麻疹病毒MV,72hr后收获上清液,使用3µm cellulose filter(Sartorius)过滤后分装多份,置于-80℃保存便于后续使用。在解冻后的上清中调节对应盐浓度,并加入50 U/ml核酸酶,37℃孵育2hr进行消化,消化后留样;将消化后上清液过Capto Core 700 (Cytiva)柱子,收集流穿液,之后洗杂、洗脱,并分别留样。通过SDS-PAGE分析发现,相比Benzonase等传统核酸酶,在生理盐条件下M-SAN HQ中盐核酸酶更高效将染色质DNA剪切成更小片段,甚至将核小体DNA剪切更彻底。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;湖南上海倍笃生物中盐核酸酶70950-202

M-SAN HQ中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0mM-225mM,能耐受400mM NaCl浓度。适宜反应温度为20℃-37℃,能耐受4℃-40℃。Mg2+浓度大于0.5mM即可,在4-15mM范围即可表现更高活性。跟其他核酸酶不同,M-SAN HQ中盐核酸酶不是碱性核酸酶,其适宜pH为7.2-8.7,能耐受6.3-8.7。综合这些特点,在生理盐条件下,M-SAN HQ的酶活是传统全能核酸酶的5倍左右。因此,可以说M-SAN HQ是更适合生理盐条件下的核酸酶。陕西ArcticZymes中盐核酸酶70950-160US FDA指南要求:重组biologics终产品中,核酸杂质含量低于10ng/dose。

细胞基因药物的基因递送有病毒及非病毒两种方式,其中病毒递送更为常用。在病毒递送路径中,腺相关病毒(AAV)和慢病毒(Lentivirus)是常用的两种载体;差别是病毒基因组的存在形式,AAV的基因组一般不整合到染色体中,以游离形式存在于染色体之外,且一般会表达数年之久;而慢病毒的基因组则会整合到染色体达到长期持续表达的目的。此外,其它用于基因药物的病毒载体有单纯疱疹病毒(HSV)、痘苗病毒(Vaccina Virus)、痘病毒(Poxviruses)。
除了获得载体的滴度及产量,生产慢病毒更关心的指标主要是各种污染物的去除。总DNA污染的去除百分比在99.1-99.84%,总蛋白污染物的去除百分比在99.85-99.9%。针对宿主细胞的DNA(HCD)及蛋白(HCP),有报道其去除百分比分别为99.8%和99.4%。因为不仅残存的DNA可能是个问题,而且DNA的大小以及由此引起的可能转移整个有功能的开放阅读框也是问题,因此监管机构对残存DNA污染的分子量上限的要求越来越高。例如,FDA的指南‘生产用于传染病适应症的病毒疫苗的细胞基质和其他生物材料的特性和鉴定’中说明,残留的细胞宿主的DNA片段不能超过一个功能基因的长度,估计在200bp左右。M-SAN HQ中盐核酸酶更适合细胞基因drug(如AAV、LVV、RV及OV等)的生产。

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。M-SAN HQ ELISA kit检测产品灵敏度高,定量范围为0.12-7.5ng/ml。海南生理盐条件中盐核酸酶70950
中盐核酸酶的生产在符合ISO13485:2016体系基础上,增加了cGMP相应要求。湖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。湖南上海倍笃生物中盐核酸酶70950-202
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