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          除菌過濾產品在單克隆抗體工藝中應用

          關于單克隆抗體

          1.抗原(Antigen)

           

          在介紹抗體之前,我們首先來認識一下抗原是什么?抗原是指能夠刺激機體產生(特異性)免疫應答,并能與免疫應答產物抗體和致敏淋巴細胞在體外結合,發生免疫

           

          2.抗體(Antibody)

          抗體指機體的免疫系統在抗原刺激下,由B淋巴細胞分化成的漿細胞所產生的、可與相應抗原發生特異性結合反應的免疫球蛋白。

           

          3.單克隆抗體以及開發歷程


          單克隆抗體(monoclonal antibody, mAb)是B細胞產生的高度均一、僅針對某一特定抗原表位的抗體。用來鑒別和清除外源物質如細菌、病毒等的一種“Y”形免疫球蛋白。通常,天然抗體由兩條重鏈H鏈)和兩條輕鏈L鏈)構成。重鏈較長、相對分子量較大;輕鏈較短、相對分子量較??;鏈間由二硫鍵和非共價鍵連接形成一個的單體分子。整個抗體還可進一步分為恒定區C區)和可變區V區)兩部分。

           

           

           

           

           

           

          單克隆抗體制備中的技術

           

           

          1975年,英國科學家Kohler和Milstein 首次將壽命長但不能產生特異性抗體的小鼠骨髓瘤細胞與壽命短但經免疫后可產生特異性抗體的漿細胞(綿羊紅細胞免疫的小鼠脾細胞)在體外進行融合,創建了雜交瘤技術,得益于該技術,mAbs才實現了大量制備,用于基礎研究,并具備臨床轉化能力,開啟了單克隆抗體藥物開發的新紀元。

          下圖所示為單克隆抗體的經典制備方法,向小鼠體內注射特定抗原以引發免疫反應,得到相應的B淋巴細胞,將其和小鼠骨髓瘤細胞融合,篩選后把獲得的雜交瘤細胞在體外大規模培養,擴增單克隆抗體。

           

           

          單克隆抗體開發的四個階段

           

           

          單克隆抗體的發展主要經歷了四個階段:鼠源性單克隆抗體、人鼠嵌合性單克隆抗體、人源化單克隆抗體和全人源單克隆抗體。由于鼠源性抗體適用于人體時總會產生這樣那樣的不良反應,因此人源化抗體才是未來藥物的發展趨向。

          單克隆抗體的應用

           

           

          檢驗醫學診斷試劑:廣泛用于酶聯免疫吸附試驗、放射免疫分析、免疫組化、流式細胞等技術。并且單克隆抗體的應用,很大程度上促進了商品化試劑盒的發展,廣泛用于抗原抗體、激素、細胞因子等的檢測。

           

          蛋白質提純:作為親和層析中的重要配體,制備成層析柱,實現蛋白質的分離純化。

           

          腫瘤的導向治療和放射免疫顯現技術:利用單克隆抗體的導向作用,將藥物與單克隆抗體連接導向靶細胞,直接殺傷靶細胞;以及將放射性標記物與單克隆抗體連接進行放射免疫顯像。

           

          單克隆抗體工藝的過濾解決方案

           

           

           

          單克隆抗體的生產工藝階段,主要有上游細胞的培養過程、細胞培養液的收獲和澄清過程、下游分離純化過程。其中上游細胞培養完成后所獲得的含有抗體的細胞培養液會含有蛋白酶、宿主細胞、細胞碎片、宿主細胞蛋白、宿主細胞核酸及培養基與加料液成分等污染物,影響抗體的穩定性和純度,需要經過去除使細胞液澄清后才能用于后續的抗體分離純化過程;下游的分離純化的主要目的是將抗體與工藝相關雜質和產品相關雜質分離,最終獲得高純度、低潛在危害的抗體藥物。

           

          上游細胞的培養過程:

          下游工藝過程-三步層析法:

          其中過濾在其的不同工藝階段都有很廣泛的應用,主要有培養基的除菌過濾、氣體的除菌過濾、緩沖液的除菌過濾、死細胞和細胞碎片的澄清過濾,超濾濃縮、層析純化、終端產品的除菌過濾、除病毒過濾等。

           

          20000L的生產流程:

          傳統單克隆抗體制備工藝流程圖:

           

          其主要的過濾位點有:

          1.培養基過濾:去除細胞培養基中細菌和微生物;

          2.呼吸器/氣體過濾:氣體的除菌過濾主要應用于生物反應器的進氣及排氣過濾,各種儲罐及配料罐的呼吸器等,主要是去除氣體中的細菌等微生物;

          3.ATF:切向流過濾,去除死細胞和細胞碎片以及脂類、膠體、顆粒等雜質去除;

          4.緩沖液過濾:緩沖液的除菌過濾,延長層析柱和超濾膜使用壽命;

          5.保安過濾:超濾前預過濾,保護超濾模組;

          6.終端除菌過濾:去除終端濾液中細菌和微生物。

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