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。SAN HQ高盐核酸酶是用Pichia pastoris表达的重组非特异性内切核酸酶。山东SAN HQ TF高盐核酸酶
在生物工艺流程中,需要使用核酸酶去除终产品中的核酸污染,而核酸酶作为外源成份,也需要在生产流程中去除。核酸酶去除工艺包括热灭活法、酶抑制剂、离子交换和亲合层析法等。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。而来自于S.marcescens的全能核酸酶pI 6.85左右,SAN HQ高盐核酸酶pI 9.6左右。因此,在同样的条件下,从AAV溶液中去除SAN HQ高盐核酸酶比去除Benzonase全能核酸酶更容易、更彻底。上海基因药物生产用高盐核酸酶70921无需为了保持高酶活而进行脱盐操作,简化工艺、节省时间;
宿主细胞DNA残留的担忧是基于致ai风险理论,特别是生产细胞系所包含的致ai序列,比如较常见腺病毒基因E1A和E1B(HEK293, PerC.6 和CAP 细胞系),人乳tou瘤病毒E6和E7基因(HeLa细胞系)等。当使用致ai细胞系生产AAV时,下游纯化须尽可能减少残留DNA。工业上一般使用核酸酶分解残留DNA,普遍认为小于200 bp的DNA片段可有效降低致ai风险。宿主细胞蛋白残留与免疫原性、炎症或过敏性休克有关。尽管与非人类的生产原料相比(非人类细胞系如BHK21或昆虫细胞,以及辅助病毒如HSV、腺病毒、杆状病毒),人类细胞免疫原性比较弱。
通过三质粒瞬转体系生产病毒载体,会引入宿主细胞DNA残留(HCD)、蛋白残留(HCP)、工艺杂质(如antibiotics、核酸酶等外源物质)等污染,存在潜在的致瘤性和免疫原性等风险。药品监管机构一般允许生物制品中存在10ng/dose以下的残留DNA。此外,根据杂质来源、工艺以及产品类型不同,也会对HCD限度做不同要求。为了达到这个要求,一般通过核酸酶处理和色谱联用的方法。一般在细胞培养液裂解/收获、澄清收获及超滤浓缩等环节加入核酸酶处理,需要工艺摸索来确认处理方式。在符合ISO13485:2016体系基础上,增加了cGMP相应要求。
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。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。湖南基因药物生产用高盐核酸酶70921-150
高盐浓度下,宿主DNA与蛋白质能够更高效解离,从而更容易被降解。山东SAN HQ TF高盐核酸酶
ArcticZymes Technologies提供独特特性的盐活性核酸酶(Salt Active Nucleases,SANs)系列产品,主要包含SAN HQ高盐核酸酶和M-SAN HQ中盐核酸酶。这两款酶都是非特异核酸内切酶,跟Benzonase一样能高效降解任何形式(双链、单链、线状、环状)的DNA和RNA;都来自于深海microbes,通过Pichia pastoris发酵生产得到。这两款酶的区别在于发挥酶活的适宜盐浓度不同,——M-SAN HQ中盐核酸酶的适宜盐浓度在175mM-250mM,而SAN HQ高盐核酸酶的适宜盐浓度在400mM-600mM。山东SAN HQ TF高盐核酸酶
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