CN105037487A - 一种人血白蛋白的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物制品和血液制品生产的技术领域，主要涉及血液制品生产中人血白蛋白的分离纯化方法，具体为一种人血白蛋白的制备方法。以健康人血浆上清为原料，采用Kistler-Nitchmann低温乙醇法沉淀、分离组分FI+II+III和组分FIV，对组分FIV分离后上清液进行脱醇处理后，再配合一步离子交换层析，超滤，加入适量的辛酸钠作为稳定剂，经巴氏病毒灭活处理后得到人血白蛋白成品。经高效液相色谱法检测该工艺制备的人血白蛋白的纯度≥99％，多聚体含量≤1％，收率达到28~30g/L血浆。制品的纯度更高，杂蛋白含量更低，使得临床用药更加安全。

Description

一种人血白蛋白的制备方法

技术领域

本发明涉及生物制品和血液制品生产的技术领域，主要涉及血液制品生产中人血白蛋白的分离纯化方法，具体为一种人血白蛋白的制备方法。

背景技术

人血白蛋白的主要生理功能为调节人体渗透压和在新陈代谢中充当重要的物质运输载体，其适应症非常广泛，常用于治疗因失血、创伤及烧伤等引起的休克、脑水肿及大脑损伤所致的颅内压增高，对防治低蛋白血症以及肝硬化或肾病引起的水肿或腹水有较好的疗效。

目前由人血浆制备人血白蛋白的方法主要为基于Cohn-Oncley法或Kistler-Nitschmann法为主的低温乙醇工艺。现今国内大多数血液制品生产厂家制备人血白蛋白的低温乙醇工艺主要包括如专利申请号201410146102.4或201310355272.9所描述的：血浆的合并与融化、组分FI分离、组分FII+III分离、组分FIV分离、组分FV沉淀制备、组分FV沉淀溶解和深层过滤、超滤和巴氏灭活，分装；或者为专利申请号201210013227.0所描述的：血浆的合并与融化、组分FI+II+III分离、组分FIV分离、组分FV沉淀制备、组分FV沉淀溶解和深层过滤、超滤和巴氏灭活，分装。上述方法分离步骤多、分离周期长、工艺复杂且全程要求低温环境，而制品纯度却不高。以中国药典规定的方法对国内市售的人血白蛋白产品进行检测，纯度在96％左右，多聚体含量在3%左右；而以更精准的高效液相色谱方法对国内市售的人血白蛋白产品进行检测，纯度均仅在90%左右，多聚体含量≥6%。较低的纯度会影响制品的稳定性和临床应用的安全性，导致更多的用药不良反应。

目前国内外均在进行人血白蛋白产品的生产工艺优化。最为普遍的低温乙醇工艺的优化方式为：先利用低温乙醇工艺得到的不同组分，再将之与不同类型的层析方法相结合，生产白蛋白、免疫球蛋白和其它多种蛋白。国内优化工艺如专利申请号201110030776.4所描述的：组分FV沉淀制备后，再将沉淀溶解，配合DEAESepharoseFastFlow柱层析，收集洗脱液。该方法将柱层析工艺添加在最后一步组分沉淀后，并没有减少低温乙醇沉淀的步骤，而且选择白蛋白与凝胶结合后再洗脱的层析工艺，由于凝胶吸附白蛋白的载量极为有限，实际生产中所需的凝胶成本巨大。国外早在上世纪就已经有相关低温乙醇工艺与层析工艺联合制备人血白蛋白的报道，如专利号为US5250662所描述的：组分沉淀制备后，再将沉淀溶解，配合阴离子凝胶吸附和添加硅藻土的深层过滤，调整pH值后加入阳离子凝胶吸附，再进行添加硅藻土的深层过滤。上述操作包含两次层析步骤，并选择了开放式的批式吸附操作，不仅工艺繁琐，而且非常容易污染制品。又如专利号为US5346992A所描述的：组分FIV-4上清液或组分FV沉淀溶解液，均进行DEAE-SPHERODEX和QMA-SPHEROSIL两步柱层析。上述操作包含两次层析步骤，工艺时间较长。国际著名血液制品公司CSL公司报道的低温乙醇结合柱层析生产人血白蛋白的工艺：血浆的合并与融化、组分FI+II+III沉淀和深层过滤，压滤后的上清液超滤浓缩，DEAESepharoseFastFlow柱层析，55℃3h热处理沉淀脂蛋白，离心或过滤去除沉淀，再进行SephacrylS-200HR凝胶过滤。但据报道该方法仅能处理13L上清液，无法在实际生产中应用。(TanakaK,etal.PurificationofhumanalbuminbythecombinationofthemethodofCohnwithliquidchromatography.BrazJMedBiolRes.1998Nov;31(11):1383-8.)。

发明内容

本发明的目的在于以健康人血浆上清为原料，采用Kistler-Nitchmann低温乙醇法沉淀、分离组分FI+II+III和组分FIV，对组分FIV分离后上清液进行脱醇处理后，再配合一步离子交换层析，超滤，加入适量的辛酸钠作为稳定剂，经巴氏病毒灭活处理后得到人血白蛋白成品。

本发明所采用的技术方案如下：

一种人血白蛋白的制备方法，步骤如下：（1）组分FI+II+III分离；（2）组分FIV分离；（3）组分FIV分离后上清液处理；（4）离子交换层析；（5）超滤和巴氏病毒灭活处理；

其中，（3）组分FIV分离后上清液处理

用10KDa的超滤膜包对组分FIV分离后的上清液进行脱醇处理，超滤稀释液为注射用水，超滤至上清液乙醇浓度≤10%，电导率≤5mS/cm，蛋白质含量5~50mg/ml，用0.1~0.3mol/L氢氧化钠或盐酸溶液调节pH4.0~9.0；得到精制的FIV分离后上清液；

（4）离子交换层析

将适量凝胶装填在层析柱内，柱床体积与上样体积的比例为1:5~1:50，装填好的层析柱使用含有枸橼酸钠≤10mmol/L、pH4.0~9.0的缓冲液平衡2~5个柱体积；精制的FIV分离后上清液经过0.2μm的在线膜过滤后泵入层析柱；再使用含有枸橼酸钠≤10mmol/L、氯化钠≤1.5mol/L、pH4.0~9.0的缓冲液洗涤层析柱，收集层析过程中的流穿液和洗涤液，得到层析混合液；最后用含有枸橼酸钠≤10mmol/L、2mol/L氯化钠、pH4.0~9.0的缓冲液与0.3~0.5mol/L的氢氧化钠溶液交替处理层析柱；20%乙醇保存。层析过程中控制流速60~240cm/h。

本发明的特点还有：

对于步骤（1）组分FI+II+III分离，具体如下：

投浆时控制化浆用罐循环水温≤37℃，血浆温度≤10℃；血浆用生理盐水稀释蛋白质浓度≤5%，使用0.5~3mol/L的醋酸缓冲液调整pH为5.8±0.3，补加乙醇至制品乙醇浓度为19±1%，补加0.5~3mol/L醋酸缓冲液至pH为5.8±0.3，调整血浆温度为-5℃±2℃，静置≥2h；

向血浆中加珍珠岩、硅藻土搅拌均匀，深层过滤，沉淀即为组分FI+II+III，上清液为组分FI+II+III上清。

对于步骤（2）组分FIV分离，具体如下：

组分FI+II+III上清补加含有乙醇浓度19±1%，氯化钠0.1-0.15mol/L的注射用水，进一步稀释蛋白质浓度≤3%，补加乙醇至制品乙醇浓度为40±1%；使用0.5~3mol/L的醋酸缓冲液调整制品pH为5.8±0.3，调整温度为-5℃±2℃，静置≥2h；

向制品中加珍珠岩、硅藻土搅拌均匀，深层过滤，沉淀即为组分FIV，上清液为组分FIV上清。

对于步骤（5）超滤和巴氏处理，具体如下：

用0.1~0.3mol/L氢氧化钠或盐酸溶液调节层析混合液pH6.9±0.5；用10KDa的超滤膜包超滤层析混合液，超滤稀释液为生理盐水，调整制品蛋白质浓度≥20%、pH6.9±0.5、钠离子含量≤160mmo/L、残余乙醇含量≤0.025%、电导率6~12mS/cm；按超滤后溶液每克蛋白质补加辛酸钠0.140~0.180mmol，得到人血白蛋白制品溶液；

60℃、10h灭活病毒：严格控制人血白蛋白制品溶液温度59.5℃~60.5℃，自温度升至59.5℃计时，维持10h。

所述的步骤（4）中，采用的凝胶为阴离子交换凝胶FractogelTMAE或者CaptoDEAE。

所述的步骤（3）中，超滤稀释液为浓度≤10mmol/L的枸橼酸钠缓冲液。

所述的步骤（3）中，用氢氧化钠或盐酸溶液调节超滤后上清液pH4.0~9.0。

所述的步骤（5）中，用氢氧化钠或盐酸溶液调节层析混合液pH6.9±0.5。

本发明的有益效果是：

（1）本发明制备人血白蛋白的方法先采用两步低温乙醇沉淀工艺处理血浆，即进行组分FI+II+III和组分FIV的沉淀，然后直接以精制的FIV分离后上清液为原料进行柱层析处理。与传统的低温乙醇沉淀工艺比较，减少了后续组分FV低温乙醇沉淀和深层过滤，组分FV沉淀溶解和深层过滤两步分离步骤，工艺时间缩短24~48h，且减少了沉淀、深层过滤和溶解工艺过程中引起的人血白蛋白收率损失。

（2）本发明的制备方法与其他文献及生产工艺相比较，仅通过一步层析即可提高制品纯度。组分FIV分离后的上清液经过超滤可去除多种小分子杂质蛋白，便于减少柱层析的杂蛋白载量负荷。凝胶FractogelTMAE或CaptoDEAE可以去除制品中的多种大分子及小分子杂质蛋白。经该方法处理的最终人血白蛋白通过高效液相色谱法检测，纯度≥99%，多聚体含量≤1%，极大地提高了临床应用的安全性。

（3）本发明的制备方法可使人血白蛋白制品的收率比低温乙醇法提高1~2g/L血浆。

（4）本发明的制备方法中柱层析采用人血白蛋白流穿法，由于组分FIV深层过滤后的上清液中杂质蛋白含量已经较少（≤10%），因此通过调整各项参数使人血白蛋白流穿层析柱，可极大的提高凝胶对料液的处理量，达到100L凝胶的层析规模即可处理相当于1.0~2.0吨的血浆原料，完全可放大于实际生产。而其他文献及专利所报道的使用凝胶吸附人血白蛋白而使制品中杂质流穿层析柱的方法，每100L凝胶最多仅能吸附20kg人血白蛋白，相当于0.1~0.3吨血浆，应用于实际生产凝胶的成本将非常巨大，基本没有可行性。

（5）本发明的制备方法中组分FIV上清液超滤后，即可将制品转入常温生产区进行生产操作，节能降耗并方便生产人员操作。

总之，本发明的人血白蛋白制备工艺，以健康人血浆为原料，通过血浆的合并与融化、组分FI+II+III分离、组分FIV分离，对组分FIV分离后上清液进行处理，结合一步层析工艺，即可制备高纯人血白蛋白，且100L凝胶的层析规模即可处理相当于1.0~2.0吨的血浆原料，完全可放大于实际生产。经高效液相色谱法检测该工艺制备的人血白蛋白的纯度≥99％，多聚体含量≤1％，收率达到28~30g/L血浆。制品的纯度更高，杂蛋白含量更低，使得临床用药更加安全。

具体实施方式：

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。

实施例1

（1）组分FI+II+III分离

投浆时控制化浆用罐循环水温35℃，血浆温度2℃。用生理盐水将血浆的蛋白质浓度稀释至4.5%，再用2mol/L的醋酸缓冲液调整血浆pH为5.90，补加乙醇至制品乙醇浓度为19.0%，补加醋酸缓冲液至pH为5.90，调整血浆温度为-5℃，静置10h。

向血浆中加珍珠岩、硅藻土搅拌均匀，深层过滤。获得上清液即为组分FI+II+III上清液。

（2）组分FIV分离

组分FI+II+III上清液补加含有乙醇浓度19%，氯化钠0.12mol/L的注射用水，进一步稀释蛋白质浓度至2%，补加乙醇至制品乙醇浓度为40.0%。用2mol/L的醋酸缓冲液调整pH为5.90，调整温度为-5℃，静置10h。

向制品中加珍珠岩、硅藻土搅拌均匀，深层过滤。获得上清液即为组分FIV上清液。

（3）组分FIV分离后上清液处理

用10KDa的超滤膜包对组分FIV上清液进行脱醇处理，超滤稀释液为注射用水。超滤至上清液乙醇浓度1%，电导率0.5mS/cm，蛋白质含量35mg/ml，用0.1mol/L盐酸溶液调节pH5.2，得到精制的FIV分离后上清液。

（4）离子交换层析

将FractogelTMAE凝胶装填在层析柱内。柱床体积与上样体积的比例为1:25。层析柱使用含有枸橼酸钠1mmol/L、pH5.2的缓冲液平衡5个柱体积。精制的FIV分离后上清液经过0.2μm的在线膜过滤后泵入层析柱。再使用含有枸橼酸钠1mmol/L、氯化钠0.5mol/L、pH5.2的缓冲液洗涤层析柱，收集流穿和洗涤液，得到层析混合液。最后用含有枸橼酸钠1mmol/L、2mol/L氯化钠、pH5.2的缓冲液与0.5mol/L的氢氧化钠溶液交替处理层析柱；20%乙醇保存。层析过程中控制流速120cm/h。

（5）超滤和巴氏处理

用0.1mol/L氢氧化钠溶液调节层析混合液6.8。用10KDa的超滤膜包超滤层析混合液，超滤稀释液为生理盐水，调整制品蛋白质浓度22%、pH6.8、钠离子含量≤160mmo/L、残余乙醇含量≤0.025%、电导率8.0mS/cm，得到人血白蛋白制品溶液。

按人血白蛋白制品溶液每g蛋白质补加辛酸钠0.170mmol。60℃、10h灭活病毒。

该工艺制备的人血白蛋白的纯度为99.4％，多聚体含量0.5％，收率达到29.9g/L血浆。

实施例2

（1）组分FIV分离后上清液处理

用10KDa的超滤膜包对组分FIV上清液进行脱醇处理，超滤稀释液为枸橼酸钠5mmol/L，pH4.6的缓冲液。超滤至上清液乙醇浓度10%，电导率3.5mS/cm，蛋白质含量25mg/ml，用0.3mol/L盐酸溶液调节pH4.6，得到精制的FIV分离后上清液。

（2）离子交换层析

将CaptoDEAE凝胶装填在层析柱内。柱床体积与上样体积的比例为1:40。层析柱使用含有枸橼酸钠5mmol/L、pH4.6的缓冲液平衡3个柱体积。精制的FIV分离后上清液经过0.2μm的在线膜过滤后泵入层析柱。再使用含有枸橼酸钠5mmol/L、氯化钠1.0mol/L、pH4.6的缓冲液洗涤层析柱，收集流穿和洗涤液，得到层析混合液。最后用含有枸橼酸钠5mmol/L、2mol/L氯化钠、pH4.6的缓冲液与0.5mol/L的氢氧化钠溶液交替处理层析柱；20%乙醇保存。层析过程中控制流速120cm/h。

其余步骤的技术特征同实施例1。

该工艺制备的人血白蛋白的纯度为99.1％，多聚体含量0.6％，收率达到28.6g/L血浆。

实施例3

（1）组分FIV分离后上清液处理

用10KDa的超滤膜包对组分FIV上清液进行脱醇处理，超滤稀释液为枸橼酸钠5mmol/L，pH6.9的缓冲液。超滤至上清液乙醇浓度10%，电导率3.5mS/cm，蛋白质含量40mg/ml，用0.3mol/L氢氧化钠溶液调节pH6.9，得到精制的FIV分离后上清液。

（2）离子交换层析

将CaptoDEAE凝胶装填在层析柱内。柱床体积与上样制品体积的比例为1:20。层析柱使用含有枸橼酸钠5mmol/L、pH6.9的缓冲液平衡3个柱体积。精制的FIV分离后上清液经过0.2μm的在线膜过滤后泵入层析柱。再使用含有枸橼酸钠5mmol/L、氯化钠1.5mol/L、pH6.9的缓冲液洗涤层析柱，收集流穿和洗涤液，得到层析混合液。最后用含有枸橼酸钠5mmol/L、2mol/L氯化钠、pH6.9的缓冲液与0.5mol/L的氢氧化钠溶液交替处理层析柱；20%乙醇保存。层析过程中控制流速200cm/h。

其余步骤的技术特征同实施例1。

该工艺制备的人血白蛋白的纯度为99.1％，多聚体含量0.8％，收率达到29.0g/L血浆。

Claims (8)

1.一种人血白蛋白的制备方法，步骤如下：（1）组分FI+II+III分离；（2）组分FIV分离；（3）组分FIV分离后上清液处理；（4）离子交换层析；（5）超滤和巴氏病毒灭活处理；

其中，（3）组分FIV分离后上清液处理

用10KDa的超滤膜包对组分FIV分离后的上清液进行脱醇处理，超滤稀释液为注射用水，超滤至上清液乙醇浓度≤10%，电导率≤5mS/cm，蛋白质含量5-50mg/ml，用0.1-0.3mol/L氢氧化钠或盐酸溶液调节pH4.0-9.0；得到精制的FIV分离后上清液；

（4）离子交换层析

将适量凝胶装填在层析柱内，柱床体积与上样体积的比例为1:5-1:50，装填好的层析柱使用含有枸橼酸钠≤10mmol/L、pH4.0-9.0的缓冲液平衡2~5个柱体积；精制的FIV分离后上清液经过0.2μm的在线膜过滤后泵入层析柱；再使用含有枸橼酸钠≤10mmol/L、氯化钠≤1.5mol/L、pH4.0~9.0的缓冲液洗涤层析柱，收集层析过程中的流穿液和洗涤液，得到层析混合液；最后用含有枸橼酸钠≤10mmol/L、2mol/L氯化钠、pH4.0~9.0的缓冲液与0.3~0.5mol/L的氢氧化钠溶液交替处理层析柱；20%乙醇保存，层析过程中控制流速60~240cm/h。

2.根据权利要求1所述的人血白蛋白的制备方法，其特征在于，对于步骤（1）组分FI+II+III分离，具体如下：

投浆时控制化浆用罐循环水温≤37℃，血浆温度≤10℃；血浆用生理盐水稀释蛋白质浓度≤5%，使用0.5~3mol/L的醋酸缓冲液调整pH为5.8±0.3，补加乙醇至制品乙醇浓度为19±1%，补加0.5~3mol/L醋酸缓冲液至pH为5.8±0.3，调整血浆温度为-5℃±2℃，静置≥2h；

向血浆中加珍珠岩、硅藻土搅拌均匀，深层过滤，沉淀即为组分FI+II+III，上清液为组分FI+II+III上清。

3.根据权利要求1所述的人血白蛋白的制备方法，其特征在于，对于步骤（2）组分FIV分离，具体如下：

组分FI+II+III上清补加含有乙醇浓度19±1%，氯化钠0.1-0.15mol/L的注射用水，进一步稀释蛋白质浓度≤3%，补加乙醇至制品乙醇浓度为40±1%；使用0.5~3mol/L的醋酸缓冲液调整制品pH为5.8±0.3，调整温度为-5℃±2℃，静置≥2h；

向制品中加珍珠岩、硅藻土搅拌均匀，深层过滤，沉淀即为组分FIV，上清液为组分FIV上清。

4.根据权利要求1所述的人血白蛋白的制备方法，其特征在于，对于步骤（5）超滤和巴氏处理，具体如下：

用0.1~0.3mol/L氢氧化钠或盐酸溶液调节层析混合液pH6.9±0.5；用10KDa的超滤膜包超滤层析混合液，超滤稀释液为生理盐水，调整制品蛋白质浓度≥20%、pH6.9±0.5、钠离子含量≤160mmo/L、残余乙醇含量≤0.025%、电导率6~12mS/cm；按超滤后溶液每克蛋白质补加辛酸钠0.140~0.180mmol，得到人血白蛋白制品溶液；

60℃、10h灭活病毒：严格控制人血白蛋白制品溶液温度59.5℃~60.5℃，自温度升至59.5℃计时，维持10h。

5.根据权利要求1所述的人血白蛋白的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，采用的凝胶为阴离子交换凝胶FractogelTMAE或者CaptoDEAE。

6.根据权利要求1所述的人血白蛋白的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，超滤稀释液为浓度≤10mmol/L的枸橼酸钠缓冲液。

7.根据权利要求1所述的人血白蛋白的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，用氢氧化钠或盐酸溶液调节超滤后上清液pH4.0~9.0。

8.根据权利要求4所述的人血白蛋白的制备方法，其特征在于，所述的步骤（5）中，用氢氧化钠或盐酸溶液调节层析混合液pH6.9±0.5。