CN101605813A - 提高蛋白质产率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于提高来自含蛋白质源的蛋白质，特别是血浆蛋白回收率的方法，其中将所述含蛋白质源在≤－70℃的温度下冷冻，并且以本身已知的方式进一步加工来自解冻的冷冻源的蛋白质。

Description

提高蛋白质产率的方法

本发明涉及提高来自含蛋白质源的蛋白质，特别是血浆蛋白的回收率的方法。

含蛋白质，特别是血浆蛋白的源是用于回收对生命重要的因子的有价值的原料，所述因子以浓缩物形式被施用于患有先天或获得性缺乏的患者。这些因子的合适的浓缩物或这些蛋白质的组合用于治疗和预防各种病症。例如，可以提及的是分别用于治疗血友病A或B的凝血因子VIII和因子IX的浓缩物，用于治疗所谓von Willebrand病的含vonWillebrand因子的级分，或用于先天和获得性单因子缺乏和组合的相应因子缺乏的纤维蛋白原和凝血酶原复合物浓缩物。抑制剂例如浓缩物形式的α-1-抗胰蛋白酶、抗凝血酶III或C1酯酶抑制剂是救命的药物，因为它们限制蛋白水解反应并调节对止血重要的体系。此外，它们还可以介导抗炎和其它调节功能。白蛋白在维持血浆体系中也起到重要的作用，并且由于其运输生理物质和结合有毒物质的功能而成为必要的调节组分。免疫球蛋白浓缩物也被施用以通过替代遗传或获得性缺乏来预防和治疗各种炎性和调节紊乱的免疫反应。这通常通过静脉内、皮下或肌肉内施用来实现。

除了这些示例性的血浆组分(基本上是不同纯度的浓缩物)之外，其它单个组分和它们的组合已被使用或在研究中。这些包括单个或组合因子的浓缩物，例如用于凝血的未活化或活化形式的蛋白质，用于促进伤口愈合的蛋白质，确定的特异性的免疫球蛋白浓缩物，类(IgG、IgA、IgM、IgE)或亚类，或由此制备的修饰物等。

血浆是各种有价值的和救命的组分的来源。血浆的分离和单个浓缩物或必要蛋白质组合的回收通过本领域技术人员已知的方法进行，例如所谓的根据Cohn或Kistler-Nitschmann的方法，当借助沉淀和通过过滤、离心或其它适当的措施分离而进行相应分离时，通过改变和优化温度、pH值和乙醇浓度来导致特定血浆组分的富集。在限定条件下的这种沉淀的目的是一种或更多种血浆组分的富集，其中与其它血浆组分的完全分离和纯化通常不能通过这样的单独步骤完全实现。因此，主要通过添加适当的溶液再次溶解目标组分，例如免疫球蛋白，以任选地进行随后的其它加工步骤，从而得到最终浓缩物。这些步骤主要由另外的选择性沉淀、过滤和/或色谱法构成。制备方法的组成部分包括用于灭活和分离潜在感染性组分，例如病毒和感染性朊病毒的步骤。本领域技术人员已知的是例如通过所谓的溶剂-洗涤剂法(EP-A-131 740)灭活，巴氏消毒，利用灭活物质处理，随后分离，在酸性pH值下孵育，UVC辐照，纳滤或其它选择性方法。

浓缩物的制备主要以合并或“混合”单个捐赠血浆开始。合并每批通常为几百至几千的经冷冻的单个供体，并在限定条件下解冻，以得到所谓的冷沉淀物，其包含富集形式的凝血因子FVIII和von Willebrand因子，然而还可以用作回收纤维蛋白原和其它血浆蛋白例如纤连蛋白的源。

分离冷沉淀物之后，所谓不够低温的(cryoarm)血浆主要作为用于制备其它浓缩物的原料保留。上述根据Cohn(冷沉淀物、级分I、级分II+III、级分I+II+III、级分II、级分I+III，级分III、级分IV、级分V)和Kistler-Nitschmann(冷沉淀物、级分I、IV、沉淀物A、B、C、D、G(G))分离主要级分的方法在不同沉淀物中富集目标组分，例如纤维蛋白原、因子XIII、免疫球蛋白、白蛋白、α-1-抗胰蛋白酶等，以及在特定实施方案中还有其它抑制剂例如抗凝血酶III，所述不同的沉淀物可如上所述获得。

作为沉淀的替代方案或除了沉淀之外，利用本领域技术人员已知的方法和基质(matrix)进行吸收，主要包括所谓的色谱-凝胶或特殊过滤器，其可以具有不同的性能，从而与目标蛋白质的特异性特征相适应并且能尽可能有效地回收。举例来说，通常从不够低温的血浆回收凝血因子IX或凝血酶原复合物因子(FII、FVII、FIX、FX和另外的蛋白质C、S和Z)，而没有使用具有阴离子交换特性的凝胶来进行预沉淀。通常在预先沉淀其它血浆组分之后，可以通过吸附在固定的肝素上而有效地富集抗凝血酶III。然而，替代方法还从特异性沉淀物中回收抗凝血酶III。

可以通过进一步纯化存在于溶解的冷沉淀物中的组分，原则上采用上述工艺步骤从冷沉淀物中回收纤维蛋白原、FVIII、VWF或因子VIII/VWF的组合。然而，冷沉淀物也以溶解形式原样使用，在这种情况下所需因子的最佳回收率以及它们的完好性也是重要的。

如上所述，血浆例如是很多药物的源，主要以特别富集的因子或蛋白质的浓缩物形式。因此，对该有价值的原料的有效利用要求分离成不同的主要级分及进一步将其加工成相应的最终产物。由于来自混合血浆的上述级分和可能产物的多样性，所以需要准确计划并通常平行实施不同的方法。相应地，需要大量资金、组织和基础设施。如果不能以平行方式将所获得的所有中间产物进一步加工成各自的最终产物，则必须适当地储存不同的制备中间产物。经常是将不同批次的相当的中间产物合并，进而优化随后的工艺步骤和有效性。

因为在很多情况下中间产物是作为沉淀物或在溶液中只能储存一定时间而不损害蛋白质的中间产物，所以将沉淀物或液态中间产物冷冻并相应地储存。根据混合血浆的初始体积，这常常是非常大的量或沉淀物质量。因此，尤其出于技术原因，通常极少在低于-30℃的条件下冷冻和储存。

所谓的在液氮中“急冻”血浆被描述成是有利的，因为与传统的方法相比认为其特别是优化凝血因子VIII的回收。在重组所获得的冷沉淀物后获得更有效的FVIII产率。与之相比，没有公开在产品制备范围内在非常低的温度下中间产物例如冷沉淀物自身或其它中间产物(甚至来自经急冻的血浆)的冷冻。

不受理论束缚，在如下事实中可以看到可能的原因，将在非常低的温度下冷冻的溶液和沉淀物“温热”，对于在低于-70℃的温度范围储存和在解冻过程中，被视为是相当不利的，因为在这样的温度转变中可能发生冷冻产品的晶形重构，因此可能对产品组分的生成(Nativitaet)和活性起到相当不利的作用，并且因此还可能降低产品产率。

在提高目标蛋白质回收率同时保持高品质方面优化现有的制备方法是本发明的目的。

本发明的目的通过提高来自含蛋白质源、特别是含血浆蛋白源的蛋白质、特别是血浆蛋白的回收率的方法来实现，其中将含蛋白质源在≤-70℃或＜-70℃的温度下冷冻，并以本身已知的方式进一步加工来自解冻的冷冻源的蛋白质。

出人意料地，发现含蛋白质级分例如蛋白质沉淀物和含蛋白质的溶液在≤-70℃或＜-70℃的温度下冷冻导致解冻的中间产物和得到的最终产物的回收率提高。

在根据本发明方法的一个实施方案中，利用液氮来冷冻含蛋白质例如血浆蛋白的源。

根据本发明，血浆蛋白选自所有类和亚类的免疫球蛋白、凝血因子、其它涉及凝血或纤维蛋白溶解的蛋白质、白蛋白和促进伤口闭合或伤口愈合的物质以及具有运输功能的蛋白质。

免疫球蛋白可以是IgG、IgM、IgA、IgE及它们的亚类。

根据本发明，可以提高凝血因子II、V、VII、VIII、IX、X、XI、XII、XIII、纤维蛋白原和von Willebrand因子的产率。

根据本发明，其它涉及凝血或纤维蛋白溶解的蛋白质特别是血纤维蛋白溶酶原、因子VII激活蛋白酶、蛋白酶抑制剂例如α-1-抗胰蛋白酶、抗凝血酶III或C1酯酶抑制剂和α-2-抗纤维蛋白溶素。

所述促进伤口闭合或伤口愈合的物质特别是纤连蛋白、生长因子例如HGF、FGF或PDGF。

作为根据本发明可以以改进的产率回收的具有运输功能的蛋白质，可以提及的是转铁蛋白、补体系统的因子或富组氨酸糖蛋白。

对于根据本发明的方法，在一个实施方案中，含血浆蛋白的源选自冷沉淀物，Cohn级分I、II、III、I+III、II+III、I+II+III、IV、V以及它们的组合，或Kistler-Nitschmann级分I、IV、沉淀物A、B、C、D、G(G)以及它们的组合和变型。

根据本发明可使用的含蛋白质，特别是血浆蛋白的源例如可以由使待制备的血浆蛋白小于50％、特别30％或10％变性的蛋白质沉淀物获得。

蛋白质沉淀物可以通过向含蛋白质、尤其是血浆蛋白的源中添加聚乙二醇和/或通过从含蛋白质的源中盐析出蛋白质而获得。

在根据本发明方法的另一实施方案中，在≤-70℃或＜-70℃的温度下冷冻的含蛋白质、特别是血浆蛋白的源可以在≤-18℃的温度下、特别是在≤-70℃或＜-70℃的温度下储存。

已证明根据本发明的方法特别是对于制备免疫球蛋白有用，其中将用于获得免疫球蛋白的原料在≤-70℃或＜-70℃的温度下冷冻并且其储存温度也是≤-70℃或＜-70℃。冷沉淀物也有利地在≤-70℃或＜-70℃的温度下冷冻和/或储存。

通常，冷冻含血浆蛋白的溶液、糊、来自得自Cohn分级或Kistler-Nitschmann分级的级分的中间产物。还可以冷冻和储存来自重组或转基因制备的沉淀物和溶液的含蛋白质的级分。储存可以进行至少12个小时的时间。

根据本发明的方法，含蛋白质、特别是血浆蛋白的源可以为以不同方式获得的蛋白质沉淀物的形式。这些包括本领域技术人员熟悉的已知的根据Cohn和Kistler-Nitschmann(KN)沉淀的方法，还有通过聚乙烯沉淀或其它不会使大多数目标蛋白质变性的沉淀方法，例如借助于硫酸铵沉淀或其它盐析方法。

来自Cohn分级的沉淀物是本领域技术人员熟悉的级分：冷沉淀物、级分I、级分II、级分II+III、级分I+II+III、级分I+III、级分III、级分IV和级分V。本领域技术人员同样熟悉的还有根据Kistler-Nitschmann的级分，例如冷沉淀物A、B和C。

特别优选的是，通过根据本发明的方法从根据Cohn的级分I+II+III或II+III和最终的级分II中，以及从根据KN的沉淀物A中回收免疫球蛋白。作为所提及的级分的替代方案或除了所提及的级分之外，可以使用通过聚乙烯沉淀、盐析或其它沉淀方法制备的含免疫球蛋白的沉淀物。

通过下面的实施例进一步说明本发明：

实施例1：

通过本领域技术人员所熟悉的Cohn法获得级分I+II+III，并根据Cohn进一步加工成包含大部分免疫球蛋白G(IgG)的级分II。

将该级分II分成等份，然后以不同的方式处理：

1.冷冻：≤-25℃；储存：≤-25℃

2.冷冻：液氮；储存：≤-70℃

在上述条件下储存3个月后，根据相同的方法重构所述级分，也就是说，根据本领域技术人员已知的Cohn法将免疫球蛋白基本溶解在相同的体积中，随后过滤以除去溶解性差的组分。

结果：

通过不同的储存沉淀物重构得到的含IgG的溶液表明在分析时产品品质没有明显不同。然而，在第2批次中，IgG产率明显较高。回收率的提高为实施第1批次时所达到的高达20％。

实施例2：

以已知方式获得混合的冷冻单个捐赠血浆的冷沉淀物。将所述沉淀物的等分试样在液氮中或在-70℃下冷冻，并在-70℃储存两个等分试样。在解冻和重构所述沉淀物(n＝4)之后，在液氮中冷冻的试样中发现平均10％更多的FVIII活性。

Claims (15)

1.一种用于提高来自含蛋白质源、尤其是含血浆蛋白源的蛋白质、尤其是血浆蛋白回收率的方法，其中将所述含蛋白质源在≤-70℃的温度下冷冻，并以本身已知的方式进一步加工来自解冻的冷冻源的蛋白质。

2.根据权利要求1的方法，其中利用液氮冷冻所述含蛋白质源。

3.根据权利要求1和/或2的方法，其中血浆蛋白选自所有类和亚类的免疫球蛋白、凝血因子、其它涉及凝血或纤维蛋白溶解的蛋白质、白蛋白和促进伤口闭合或伤口愈合的物质以及具有运输功能的蛋白质。

4.根据权利要求3的方法，其中所述免疫球蛋白选自IgG、IgM、IgA、IgE及其亚类。

5.根据权利要求3的方法，其中所述凝血因子选自因子II、V、VII、VIII、IX、X、XI、XII、XIII、纤维蛋白原和von Willebrand因子。

6.根据权利要求3的方法，其中所述其它涉及凝血或纤维蛋白溶解的蛋白质选自血纤维蛋白溶酶原、因子VII激活蛋白酶、蛋白酶抑制剂，例如α-1-抗胰蛋白酶、抗凝血酶III或C1酯酶抑制剂和α-2-抗纤维蛋白溶素。

7.根据权利要求3的方法，其中所述促进伤口闭合或伤口愈合的物质选自纤连蛋白、生长因子例如HGF、FGF或PDGF。

8.根据权利要求3的方法，其中所述具有运输功能的蛋白质选自转铁蛋白、补体系统的因子或富组氨酸糖蛋白。

9.根据权利要求1～8中至少一项的方法，其中所述含血浆蛋白源选自冷沉淀物，Cohn级分I、II、III、I+III、II+III、I+II+III、IV、V以及它们的组合，或Kistler-Nitschmann级分I、IV、冷沉淀物、沉淀物A、B、C、D、G(G)以及它们的组合和变型。

10.根据权利要求1～8中至少一项的方法，其中所述含血浆蛋白源由使待制备的所述血浆蛋白小于50％变性的蛋白质沉淀物制备。

11.根据权利要求10的方法，其中所述蛋白质沉淀物可以通过向所述含血浆蛋白源中添加聚乙二醇和/或通过从所述含血浆蛋白源中盐析蛋白质而获得。

12.根据权利要求1～11中至少一项的方法，其中在≤-70℃的温度下冷冻的含血浆蛋白源在≤-18℃的温度下，特别是在≤-70℃的温度下储存。

13.根据权利要求1～12中至少一项的方法，其中冷冻含血浆蛋白的溶液、糊、来自得自Cohn分级或Kistler-Nitschmann分级的级分的中间产物。

14.根据权利要求13的方法，其中所述储存进行至少12个小时的时间。

15.根据权利要求1～14中至少一项的方法，其中冷冻来自重组和转基因制备得到的沉淀物和溶液的含蛋白质的级分并储存。