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海藻糖在凍干保護中的應用分享

更新時間:2024-01-10   點擊次數:336次

1.    引言

慢(man)病(bing)毒(du)載體(ti)(ti)(Lentiviral Vector,LV),基(ji)于人類免疫(yi)缺(que)陷型病(bing)毒(du)(HIV)發展,不僅對分裂細(xi)胞(bao)(bao),而且對非分裂細(xi)胞(bao)(bao)都具有侵(qin)染(ran)能(neng)力(li)。它(ta)能(neng)在體(ti)(ti)內長(chang)期穩定(ding)地表達基(ji)因(yin),因(yin)此在腫(zhong)瘤免疫(yi)的(de)過繼性細(xi)胞(bao)(bao)療法中(zhong),特別是(shi)TCR-T和CAR-T細(xi)胞(bao)(bao)療法中(zhong)得(de)到了大面積(ji)應用。其中(zhong),慢(man)病(bing)毒(du)載體(ti)(ti)在CAR-T細(xi)胞(bao)(bao)的(de)生產環節中(zhong)起到關鍵(jian)作用,通過攜帶目(mu)的(de)基(ji)因(yin)的(de)慢(man)病(bing)毒(du)載體(ti)(ti)侵(qin)染(ran)T細(xi)胞(bao)(bao)。而慢(man)病(bing)毒(du)的(de)滴度(du),直接關系到侵(qin)染(ran)是(shi)否成功,是(shi)這(zhe)一(yi)過程中(zhong)的(de)關鍵(jian)因(yin)素(su)。

然而,慢(man)病毒(du)(du)載(zai)體由(you)蛋白(bai)質和核酸組(zu)成,這(zhe)(zhe)使得(de)其(qi)儲存條件面臨與其(qi)他生(sheng)物制品類似(si)的(de)挑(tiao)戰。例(li)如,它通(tong)常無(wu)法在常溫或(huo)4℃冷藏條件下長時間(jian)保(bao)(bao)存,熱穩(wen)定性差,且反復凍融會降低其(qi)滴(di)度。目前(qian),尚(shang)無(wu)理想(xiang)的(de)慢(man)病毒(du)(du)載(zai)體凍存保(bao)(bao)護液,即(ji)使采用-80℃冷凍保(bao)(bao)存或(huo)加(jia)入(ru)甘(gan)油保(bao)(bao)護劑,也無(wu)法有效防止慢(man)病毒(du)(du)載(zai)體在儲存過程中(zhong)滴(di)度降低。此外,慢(man)病毒(du)(du)載(zai)體的(de)運輸(shu)需要(yao)低溫冷鏈,這(zhe)(zhe)無(wu)疑(yi)增加(jia)了運輸(shu)成本(ben),且無(wu)法百分之一百避免運(yun)輸帶來的風(feng)險。

因此,尋找一種有(you)效的保護劑(ji)和儲存方法,以穩定慢病(bing)毒載體(ti)的滴度并簡化其運輸過程,成為了亟待解(jie)決的問題。這其中,海藻糖作為良(liang)好的凍干保護劑(ji),憑借其特別的分(fen)子結構和理(li)化性質,展現出巨大的應用潛力(li)。

2.    研究(jiu)分析

華(hua)東師范大學(xue)沈(shen)鴻偉等(deng)在(zai)慢(man)病(bing)毒載體(ti)凍(dong)(dong)干制(zhi)(zhi)(zhi)劑(ji)的制(zhi)(zhi)(zhi)備及穩定(ding)(ding)性研(yan)究(jiu)(jiu)中發現,海藻糖作為(wei)一種良好的凍(dong)(dong)干保護劑(ji),在(zai)制(zhi)(zhi)(zhi)劑(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)備及穩定(ding)(ding)性方面(mian)發揮了重要(yao)作用。這項研(yan)究(jiu)(jiu)為(wei)生物醫藥制(zhi)(zhi)(zhi)劑(ji)等(deng)相關(guan)領域提供了新的思路和方法,進一步推動了海藻糖在(zai)慢(man)病(bing)毒載體(ti)凍(dong)(dong)干制(zhi)(zhi)(zhi)劑(ji)制(zhi)(zhi)(zhi)備中的應(ying)用。

海藻糖在凍干保護中(zhong)的優(you)勢在于其特別的分(fen)(fen)子結構(gou)和(he)理(li)化性(xing)質。海(hai)藻(zao)糖是一種(zhong)非還(huan)原性(xing)雙(shuang)糖,具有(you)較好的熱穩定(ding)性(xing)、吸(xi)濕性(xing)和(he)結晶性(xing)。在(zai)冷凍干燥過程中,海(hai)藻(zao)糖可以有(you)效地保護生(sheng)(sheng)物分(fen)(fen)子和(he)細(xi)胞免受損傷(shang),同時還(huan)可以抑(yi)制冰晶的形成,減少干燥過程中細(xi)胞的破裂。此外,海(hai)藻(zao)糖還(huan)具有(you)良好的化學(xue)穩定(ding)性(xing)和(he)生(sheng)(sheng)物相容性(xing),可以與多種(zhong)藥物和(he)生(sheng)(sheng)物分(fen)(fen)子結合,提高制劑的穩定(ding)性(xing)和(he)有(you)效性(xing)。

在(zai)慢(man)病(bing)毒(du)載體凍干制(zhi)劑(ji)(ji)的制(zhi)備中,海(hai)(hai)藻糖可(ke)以(yi)有效地(di)保(bao)護病(bing)毒(du)載體免受損傷,提(ti)高(gao)制(zhi)劑(ji)(ji)的病(bing)毒(du)滴度和(he)侵(qin)染力(li)。同時(shi),海(hai)(hai)藻糖還可(ke)以(yi)抑制(zhi)制(zhi)劑(ji)(ji)的聚集和(he)沉淀,提(ti)高(gao)制(zhi)劑(ji)(ji)的均勻性和(he)穩定性。此外,海(hai)(hai)藻糖還可(ke)以(yi)通過(guo)調(diao)節制(zhi)劑(ji)(ji)的滲透壓和(he)結晶狀態,控制(zhi)制(zhi)劑(ji)(ji)的復溶時(shi)間和(he)質量。

3.    凍干(gan)保護劑(ji)的(de)選(xuan)擇

凍(dong)干(gan)保(bao)護劑主要可分(fen)為以(yi)下幾類:一(yi)般(ban)為多羥基化合(he)物(wu)、糖類、氨基酸、蛋白質(zhi)、聚(ju)合(he)物(wu)和無機(ji)鹽等化合(he)物(wu)。因為凍(dong)干(gan)保(bao)護劑不但(dan)要具(ju)有保(bao)護生物(wu)制品活性的效果和結構不發生改變(bian),而且要具(ju)有凍(dong)干(gan)賦形的作用。


糖是一種較的(de)凍(dong)干(gan)(gan)保(bao)護劑,本研究中采用的(de)海(hai)藻(zao)糖屬于二糖,比蔗糖具有(you)更低的(de)吸濕性(xing)和更高的(de)玻璃態轉化溫(wen)度,其羥(qian)基能(neng)替代水分(fen)子(zi)與蛋(dan)白質分(fen)子(zi)表(biao)面部分(fen)結(jie)合,而且海(hai)藻(zao)糖分(fen)子(zi)較小,能(neng)填充到(dao)蛋(dan)白質分(fen)子(zi)的(de)空(kong)隙中,有(you)效地限制蛋(dan)白質分(fen)子(zi)內部的(de)結(jie)構發生變化,在凍(dong)干(gan)(gan)時可以對慢病毒的(de)蛋(dan)白衣殼形(xing)成保(bao)護,因(yin)此(ci)凍(dong)干(gan)(gan)制劑保(bao)護效果更好。


氨(an)基(ji)(ji)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)具有(you)(you)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)性(xing)羧基(ji)(ji)和(he)堿性(xing)氨(an)基(ji)(ji),能夠調節制品溶劑(ji)環境的(de)pH值,不(bu)同(tong)(tong)類別的(de)氨(an)基(ji)(ji)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)具有(you)(you)不(bu)同(tong)(tong)的(de)親(qin)水(shui)性(xing)功能,而親(qin)水(shui)性(xing)強的(de)氨(an)基(ji)(ji)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)較易與蛋(dan)(dan)白質產生氫鍵,這對蛋(dan)(dan)白質在凍(dong)干的(de)過程中的(de)穩定性(xing)和(he)活(huo)性(xing)具有(you)(you)重(zhong)要的(de)保(bao)護作(zuo)用,如(ru)組氨(an)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)、丙(bing)氨(an)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)等(deng),可(ke)以增加慢病(bing)毒(du)載(zai)體包膜蛋(dan)(dan)白和(he)組氨(an)酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)鹽緩沖液間的(de)張力,提高慢病(bing)毒(du)載(zai)體包膜蛋(dan)(dan)白水(shui)化水(shui)平。而加入二價陽(yang)離子類,如(ru)CaCl2和(he)MgSO4這兩種無機鹽,可(ke)延遲海藻糖結晶,通過和(he)磷酸(suan)(suan)(suan)(suan)(suan)根陰離子存(cun)在下氫鍵網絡以及分子遷(qian)移率的(de)變化抑(yi)制結晶。





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