生物制藥過程不同階段糖類輔料的應(yīng)用

    藥用輔料一般是指在生物制劑配方中包含的非活性成分，雖然是非活性成分，但藥用輔料往往具備賦形，成型，增溶，助溶等作用，甚至會影響藥效，藥品質(zhì)量和安全性等方面。所以，藥用輔料在整個制藥過程一直受到各制藥企業(yè)的重視。藥用輔料同時需要達到較高的標準才可在生產(chǎn)中使用，如高純度，低內(nèi)毒素，符合多國藥典標準，以及ICH（International Conference on Harmonization of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use）特定標準等。
    
糖類輔料是藥用輔料中被廣泛使用的一類輔料，如海藻糖，蔗糖，半乳糖，甘露醇，甘露糖，麥芽糖，山梨醇等。蔗糖由于獨特的性質(zhì)，一直被用于蛋白的穩(wěn)定劑及細胞培養(yǎng)過程當中。近年來，研究人員對海藻糖的研究逐漸增多，由于海藻糖的大規(guī)模生產(chǎn)和純化技術(shù)的發(fā)展以及海藻糖在熱穩(wěn)定性等方面都優(yōu)于蔗糖，海藻糖成為各制藥企業(yè)最常用到的用于穩(wěn)定蛋白的糖類輔料。對于糖類輔料在最終制劑配方中的使用大家已經(jīng)熟知，而近幾年對糖類輔料研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)這些常規(guī)的輔料在制藥的其他階段，如細胞培養(yǎng)，純化等階段，都有不同的應(yīng)用。本篇文章主要就是匯總一些近些年關(guān)于糖類輔料在生物制藥過程中的新應(yīng)用，希望可以給制藥公司研發(fā)人員提供一些新思路。

1.海藻糖在細胞保存中的應(yīng)用

    細胞的低溫保存是生物制藥過程中重要的一個環(huán)節(jié)，細胞保存的好壞影響著復(fù)蘇后細胞的活性和狀態(tài)，最終將影響蛋白的產(chǎn)量。DMSO（二甲基亞砜）是科研及工業(yè)中常用的細胞凍存時使用的防凍劑，可以有效的防止冷凍過程中細胞內(nèi)形成冰晶。但DMSO最大問題就是其具備較高的毒性，這不僅會對細胞造成一定影響，最主要的是嚴重威脅著使用者的身體健康。好消息是，研究表明由于海藻糖的特殊性質(zhì)，海藻糖也可用于細胞凍存，而且效果不比使用DMSO差。一些大型先進的制藥企業(yè)，已經(jīng)在內(nèi)部嘗試使用海藻糖代替DMSO進行細胞凍存。實驗數(shù)據(jù)證明，逐漸降低DMSO用量，增加海藻糖用量對細胞進行凍存處理，在復(fù)蘇后，細胞狀態(tài)和活性與完全使用DMSO進行凍存無任何差異。這些企業(yè)現(xiàn)在也正在積極嘗試摸索完全使用海藻糖代替DMSO進行凍存的條件，相信這項技術(shù)會使使用者不再被DMSO這種毒性試劑所困擾。

2.海藻糖在細胞培養(yǎng)中的應(yīng)用

    在治療性抗體的生產(chǎn)過程中，經(jīng)常困擾著眾多企業(yè)的就是這些抗體的聚集現(xiàn)象。抗體蛋白的聚集可導致蛋白大小，可逆性，溶解度，結(jié)合能力，構(gòu)象的改變，這些結(jié)構(gòu)上的變化直接導致蛋白滴度及免疫性的降低。而且，這些結(jié)構(gòu)變化還會導致新的抗原表位出現(xiàn)，導致了不在預(yù)期之內(nèi)的免疫反應(yīng)的發(fā)生。最近一項研究表明，實驗人員在CHO細胞培養(yǎng)過程中分別使用含海藻糖和不含海藻糖培養(yǎng)基去培養(yǎng)細胞，隨著培養(yǎng)時間的推移，在某一時間點，無海藻糖培養(yǎng)基中的活細胞密度急劇下降至接近0，而含海藻糖培養(yǎng)基中的活細胞密度始終保持穩(wěn)定。另一方面，含海藻糖培養(yǎng)基表達蛋白的濃度也是一直高于不含海藻糖培養(yǎng)基中的表達。同時，對這兩個不同培養(yǎng)基中表達蛋白mRNA進行Real-time PCR的結(jié)果也是如此。這種現(xiàn)象是因為海藻糖在細胞生長過程中充當一種具抗聚集作用的化學分子伴侶，同時海藻糖在這個過程中還可以穩(wěn)定細胞膜和蛋白，使細胞活性提高，進而增加目的蛋白產(chǎn)量。因此，該研究為提高治療性抗體產(chǎn)品質(zhì)量提供了一個切實可行的方案。

3.海藻糖在純化過程中的應(yīng)用
    
    海藻糖這種抗聚集的作用不僅可以應(yīng)用于細胞培養(yǎng)階段，同時還可應(yīng)用于純化階段。純化柱的制備是影響蛋白純化的核心，好的純化柱對可以保證最大程度去除雜質(zhì)，這樣可以保證最終藥物蛋白的藥效和安全性。然而，純化柱不是可以一直使用的，由于損耗，需要隨時更換新的純化柱。而海藻糖使得蛋白聚集現(xiàn)象大幅降低，這樣無形中延長了純化柱的使用壽命，最終使時間和成本大幅降低。大致估算海藻糖的應(yīng)用可以使純化柱壽命延長三分之一左右。

4.半乳糖在細胞培養(yǎng)中的應(yīng)用

    葡萄糖和谷氨酰胺一直作為細胞培養(yǎng)基中的主要碳源和能量來源，但由于培養(yǎng)基中葡萄糖和谷氨酰胺代謝速度過快，并且這個過程中大量積累乳酸和銨，抑制細胞功能，使得培養(yǎng)效率變得非常低。為了克服這一阻礙，研究人員嘗試使用半乳糖和谷氨酸鹽替換以上兩種成分。結(jié)果表明更換為半乳糖和谷氨酸鹽后，乳酸和銨的積累明顯降低，并且極大延長了培養(yǎng)基培養(yǎng)時間，這種方法為細胞培養(yǎng)提供了一個更有效的方案。在實際應(yīng)用中，許多企業(yè)已經(jīng)在使用半乳糖來替換葡萄糖了。

    Pfanstiehl Inc.于1919年在美國伊利諾伊州成立，一百多年的研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗使其成為全球聞名的專業(yè)化生產(chǎn)高品質(zhì)藥用糖類輔料的企業(yè)。Pfanstiehl代表產(chǎn)品有海藻糖，蔗糖，半乳糖等，產(chǎn)品具備高純度，低內(nèi)毒素，注射級藥用輔料，符合包括中國藥典在內(nèi)的多國藥典標準以及ICH Q3D金屬元素標準。同時，為了配合CFDA關(guān)于藥包材藥用輔料與藥品關(guān)聯(lián)審評政策，Pfanstiehl積極配合制藥企業(yè)進行關(guān)聯(lián)審評，現(xiàn)階段Pfanstiehl海藻糖和蔗糖均提交了關(guān)聯(lián)審評材料，并且獲得海藻糖關(guān)聯(lián)審評受理號。

    北京西美杰科技有限公司作為Pfanstiehl中國獨家代理商已經(jīng)成為中國地區(qū)眾多生物制藥與疫苗企業(yè)的指定供應(yīng)商，同時，西美杰會繼續(xù)為中國客戶提供更多優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品與服務(wù)，讓企業(yè)在原輔料篩選，產(chǎn)品生產(chǎn)與質(zhì)檢，申報等工作中節(jié)省人力，資金，時間。