应用报告
 
MabSelect 纯化单克隆抗体应用
摘 要
当1975 年Kohler 和 Milstein 在发现单克隆抗体之初,由于其能够用于治疗全身性疾病而被喻为“生物导弹”。然而直到1986 年,OKT3 单克隆抗体才第一个被FDA 批准用于治疗。到目前为止FDA 至少已批准了22 株治疗性的抗体,并且这一数字还在迅速增长。单克隆抗体的生产规模也从毫克级增加到数公斤。这样就必然要求下游纯化技术的发展适合于大规模的单克隆抗体的纯化生产。这里我们就要介绍新一代蛋白A纯化凝胶 MabSelect 在纯化单抗中的应用。
关键词:MabSelect 家族,单抗,纯化


过去十几年来,人们对纯化的单克隆抗体的需求日益膨胀,以适应其不断增长的医疗和经济的要求。传统上人们主要是通过体内产生的单克隆抗体来获得毫克到克级的产品;现在,由于发酵和细胞培养技术的发展,一方面人们可以高水平地表达出目标分子,另外发酵体积也在不断增加,现在工业化生产的发酵体积可以达到一万升甚至更大。这就推动了纯化技术向更高的方向发展,以保证在单克隆抗体生产的下游纯化中做到大体积、短时间、低成本。最近几年为了达到这些规模生产的要求已经开发出一系列的新型填料: MabSelect Family。

一、MabSelect 的特点
作为一种新型亲和填料MabSelect,可以在一个工作日处理超过上万升的高表达的发酵收集液。由于在将蛋白A配体和葡聚糖凝胶交联时采用了全新的工艺流程,增加了填料的稳定性和胶内孔的表面积,因此保证了高流速下填料还还具有很高的动态载量。这种新的填料最大的特点就是能够在流速超过原来生产工艺所生产的琼脂糖偶联的填料五倍的条件下还可以达到相同的纯化效果,而且在纯化特性方面明显优于其他几种蛋白A 偶联的介质。

1、高载量—高产率
MabSelect,这种新的生物亲和介质,已经被开发出完全可以解决目前在单克隆抗体生产中所遇到的问题。高通量以及在高流速下所具有的高动态载量,就使其具有高产率。在线形流速为500 厘米/ 小时和柱床填充高度为20 厘米的条件下,每毫升MabSelect 凝胶的动态载量可以达到30 多毫克多克隆抗体。

图1. MabSelect 和其它蛋白A产品(A, B) 在10% 穿透时动态载量的比较

 

2、大规模的工艺线性放大
通过实验室规模的抗体纯化条件的优化,可以在维持流动相的流速和样品对柱床体积比等参数不变的条件下,通过增加柱直径进行工艺放大。MabSelect 的高容量在柱床高度为20厘米的条件下可以适用于高流速。高流速、高载量和相应的柱床高度的结合就可以节省纯化的时间和成本。当柱的内径为60-80 厘米时,MabSelect 可以在一个工作日处理一万升的发酵液。另外,由于蛋白A是无血清培养表达的产物,MabSelect 不会被限制在抗体药品开发方面的使用。

3、高强度交联
MabSelect 配体是一种在大肠杆菌中表达的蛋白A,在无动物血清成分的大豆培养基中发酵,并且通过多步柱层析纯化。蛋白A经基因工程改造,在C端含一个半胱氨酸,有利于形成一个定向的硫键。

图2. 蛋白A末端交联示意图[1]

这样就提供了一个蛋白A交联的单一位点,见图2;同时也增加了对IgG 的有效的结合,图3 是几种不同的商业化的利用蛋白A 纯化人IgG 的动态载量与线形流速的比较。

图3. 不同产品(MabSelect,产品A及产品B) 线性流速与动态载量相关性比较[3]

4、低配基脱落
药用产品生产过程中的任何微量蛋白A的脱落都必须在成品中被除去。由于环氧共价化学键交联,所以MabSelect上蛋白A的脱落的速度很低。而且微量的脱落可以在后续的工艺中,

 
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