糖类辅料在生物制药研发过程中的新应用

发布日期:2017-11-08 10:00

药用辅料一般是指在生物制剂配方中包含的非活性成分,虽然是非活性成分,但药用辅料往往具备赋形,成型,增溶,助溶等作用,甚至会影响药效,药品质量和安全性等方面。所以,药用辅料在整个制药过程一直受到各制药企业的重视。药用辅料同时需要达到较高的标准才可在生产中使用,如高纯度,低内毒素,符合多国药典标准,以及ICH(International Conference on Harmonization of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use)特定标准等。


糖类辅料是药用辅料中被广泛使用的一类辅料,如海藻糖,蔗糖,半乳糖,甘露醇,甘露糖,麦芽糖,山梨醇等。蔗糖由于独特的性质,一直被用于蛋白的稳定剂及细胞培养过程当中。近年来,研究人员对海藻糖的研究逐渐增多,由于海藻糖的大规模生产和纯化技术的发展以及海藻糖在热稳定性等方面都优于蔗糖,海藻糖成为各制药企业最常用到的用于稳定蛋白的糖类辅料。对于糖类辅料在最终制剂配方中的使用大家已经熟知,而近几年对糖类辅料研究的不断深入,发现这些常规的辅料在制药的其他阶段,如细胞培养,纯化等阶段,都有不同的应用。本篇文章主要就是汇总一些近些年关于糖类辅料在生物制药过程中的新应用,希望可以给制药公司研发人员提供一些新思路。


1.海藻糖在细胞保存中的应用


细胞的低温保存是生物制药过程中重要的一个环节,细胞保存的好坏影响着复苏后细胞的活性和状态,最终将影响蛋白的产量。DMSO(二甲基亚砜)是科研及工业中常用的细胞冻存时使用的防冻剂,可以有效的防止冷冻过程中细胞内形成冰晶。但DMSO最大问题就是其具备较高的毒性,这不仅会对细胞造成一定影响,最主要的是严重威胁着使用者的身体健康。好消息是,研究表明由于海藻糖的特殊性质,海藻糖也可用于细胞冻存,而且效果不比使用DMSO差。一些大型先进的制药企业,已经在内部尝试使用海藻糖代替DMSO进行细胞冻存。实验数据证明,逐渐降低DMSO用量,增加海藻糖用量对细胞进行冻存处理,在复苏后,细胞状态和活性与完全使用DMSO进行冻存无任何差异。这些企业现在也正在积极尝试摸索完全使用海藻糖代替DMSO进行冻存的条件,相信这项技术会使使用者不再被DMSO这种毒性试剂所困扰。


2.海藻糖在细胞培养中的应用


在治疗性抗体的生产过程中,经常困扰着众多企业的就是这些抗体的聚集现象。抗体蛋白的聚集可导致蛋白大小,可逆性,溶解度,结合能力,构象的改变,这些结构上的变化直接导致蛋白滴度及免疫性的降低。而且,这些结构变化还会导致新的抗原表位出现,导致了不在预期之内的免疫反应的发生。最近一项研究表明,实验人员在CHO细胞培养过程中分别使用含海藻糖和不含海藻糖培养基去培养细胞,随着培养时间的推移,在某一时间点,无海藻糖培养基中的活细胞密度急剧下降至接近0,而含海藻糖培养基中的活细胞密度始终保持稳定。另一方面,含海藻糖培养基表达蛋白的浓度也是一直高于不含海藻糖培养基中的表达。同时,对这两个不同培养基中表达蛋白mRNA进行Real-time PCR的结果也是如此。这种现象是因为海藻糖在细胞生长过程中充当一种具抗聚集作用的化学分子伴侣,同时海藻糖在这个过程中还可以稳定细胞膜和蛋白,使细胞活性提高,进而增加目的蛋白产量。因此,该研究为提高治疗性抗体产品质量提供了一个切实可行的方案。


3.海藻糖在纯化过程中的应用


海藻糖这种抗聚集的作用不仅可以应用于细胞培养阶段,同时还可应用于纯化阶段。纯化柱的制备是影响蛋白纯化的核心,好的纯化柱对可以保证最大程度去除杂质,这样可以保证最终药物蛋白的药效和安全性。然而,纯化柱不是可以一直使用的,由于损耗,需要随时更换新的纯化柱。而海藻糖使得蛋白聚集现象大幅降低,这样无形中延长了纯化柱的使用寿命,最终使时间和成本大幅降低。大致估算海藻糖的应用可以使纯化柱寿命延长三分之一左右。


4.半乳糖在细胞培养中的应用


葡萄糖和谷氨酰胺一直作为细胞培养基中的主要碳源和能量来源,但由于培养基中葡萄糖和谷氨酰胺代谢速度过快,并且这个过程中大量积累乳酸和铵,抑制细胞功能,使得培养效率变得非常低。为了克服这一阻碍,研究人员尝试使用半乳糖和谷氨酸盐替换以上两种成分。结果表明更换为半乳糖和谷氨酸盐后,乳酸和铵的积累明显降低,并且极大延长了培养基培养时间,这种方法为细胞培养提供了一个更有效的方案。在实际应用中,许多企业已经在使用半乳糖来替换葡萄糖了。


Pfanstiehl Inc.于1919年在美国伊利诺伊州成立,一百多年的研发生产经验使其成为全球闻名的专业化生产高品质药用糖类辅料的企业。Pfanstiehl代表产品有海藻糖,蔗糖,半乳糖等,产品具备高纯度,低内毒素,注射级药用辅料,符合包括中国药典在内的多国药典标准以及ICH Q3D金属元素标准。同时,为了配合CFDA关于药包材药用辅料与药品关联审评政策,Pfanstiehl积极配合制药企业进行关联审评,现阶段Pfanstiehl海藻糖和蔗糖均提交了关联审评材料,并且获得海藻糖关联审评受理号。


北京西美杰科技有限公司作为Pfanstiehl中国独家代理商已经成为中国地区众多生物制药与疫苗企业的指定供应商,同时,西美杰会继续为中国客户提供更多优质的产品与服务,让企业在原辅料筛选,产品生产与质检,申报等工作中节省人力,资金,时间。

B在线客服