JP7031814B2 - Methods for Obtaining Bordetella Pertussis-Derived Proteins, Including Affinity Chromatography Steps - Google Patents
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Description
本発明は、アフィニティークロマトグラフィー工程を含む、百日咳菌(BordetellaPertussis)由来タンパク質を取得する方法に関する。 The present invention relates to a method for obtaining a protein derived from Bordetella pertussis, which comprises an affinity chromatography step.
百日咳は、主に乳幼児に起こる急性呼吸器疾患であり、2週間以上にわたる咳を特徴とする。グラム陰性で好気性の短球桿菌である百日咳菌は、百日咳を引き起こすことが報告されている。百日咳菌はその唯一の宿主としてヒトを使い、主に気道を介してヒトに感染する。さらに、百日咳菌は気道粘膜に生息し、人体に疾患を引き起こす。1930年代に、細胞性百日咳ワクチンが開発され、百日咳に対して予防効果を有することが証明された。さらに、百日咳ワクチンは1940年代に破傷風及びジフテリアの不活化死菌ワクチンと組み合わせて使用されたが、全細胞性百日咳ワクチンの副作用(発作、浮腫、発熱等)が報告されている。したがって、安全性を有する百日咳ワクチンを開発することが求められていた。 Whooping cough is an acute respiratory illness that occurs primarily in infants and is characterized by a cough that lasts for more than 2 weeks. Bordetella pertussis, a gram-negative and aerobic bacillus, has been reported to cause whooping cough. Bordetella pertussis uses humans as its sole host and infects humans primarily through the respiratory tract. In addition, Bordetella pertussis inhabits the mucous membranes of the respiratory tract and causes disease in the human body. In the 1930s, a cellular pertussis vaccine was developed and proved to have a protective effect against whooping cough. In addition, the pertussis vaccine was used in combination with the tetanus and diphtheria inactivated killed vaccine in the 1940s, but side effects (attacks, edema, fever, etc.) of the whole-cell pertussis vaccine have been reported. Therefore, it has been required to develop a safe pertussis vaccine.
1950年代には、百日咳菌の病因についての研究が行われ、百日咳毒素(PT)、線維状赤血球凝集素(FHA)、パータクチン(PRN)及び線毛(FIM)等の成分が抗原として報告された。その後、これらのタンパク質の単離及び精製を含む無細胞性百日咳ワクチンの開発が進められてきた。1980年代以降、精製百日咳ワクチンが日本で初めて開発され、予防接種された。 In the 1950s, studies on the etiology of Bordetella pertussis were conducted, and components such as pertussis toxin (PT), fibrous hemagglutinin (FHA), pertactin (PRN), and fimbria (FIM) were reported as antigens. .. Since then, the development of a cell-free pertussis vaccine containing the isolation and purification of these proteins has been promoted. Since the 1980s, the purified pertussis vaccine was first developed and vaccinated in Japan.
百日咳ワクチンの精製の目的は、PT、FHA及びPRN等の特定のタンパク質が豊富で、エンドトキシンを含まない製品を生産することである。従来、硫酸アンモニウム沈殿と密度勾配遠心分離を繰り返すことにより、同時に抗原が精製されていた。しかしながら、このような方法は、不純物が多く発生し、精製工程の制御が難しいという欠点を有する。別の方法は、物理的方法と化学的方法の組み合わせを使用して、各抗原を個別に精製することである。韓国特許出願公開第2015-0124973号は、PT、FHA並びにFIM2型及び3型を含む無細胞性百日咳ワクチン組成物を開示している。 The purpose of purifying the pertussis vaccine is to produce endotoxin-free products that are rich in certain proteins such as PT, FHA and PRN. Conventionally, the antigen has been purified at the same time by repeating ammonium sulfate precipitation and density gradient centrifugation. However, such a method has a drawback that a large amount of impurities are generated and it is difficult to control the purification process. Another method is to purify each antigen individually using a combination of physical and chemical methods. Korean Patent Application Publication No. 2015-0124973 discloses an acellular pertussis vaccine composition comprising PT, FHA and FIM types 2 and 3.
百日咳菌の主要タンパク質であるPT及びFHAを精製する既存の方法は、一般的なワクチンの調製に使用される方法であるサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を使用して、培養上清に存在するPT及びFHAを単離することである。しかしながら、この方法は規模拡大が難しく、プロセス収率が低い。さらに、3種又は4種の成分を混合することを含む百日咳ワクチンの製造方法では、1種の成分の生産性の低下でさえも、全体の製造期間を長くするという問題だけでなく、生産バッチ数の増加により引き起こされる経済的な問題が生じる場合がある。 Existing methods for purifying PT and FHA, the major proteins of Bordetella pertussis, are those present in culture supernatants using size exclusion chromatography (SEC), a method used in the preparation of common vaccines. And to isolate FHA. However, this method is difficult to scale and the process yield is low. Furthermore, in a method for producing a pertussis vaccine that involves mixing three or four components, even a decrease in the productivity of one component not only has the problem of prolonging the overall production period, but also the production batch. There may be financial problems caused by the increase in numbers.
これに関して、本発明者らは、SEC工程にまつわる問題を解決し、百日咳菌由来タンパク質であるPT及びFHAの効率的な生産を可能にする方法を見出す研究の間に、特定の化合物が結合している樹脂を使用するアフィニティークロマトグラフィーによってPT及びFHAタンパク質を単離する場合に、方法に必要とされる時間及び費用が大幅に削減されるだけでなく、標的タンパク質の生産が増加することを見出した。この知見に基づいて、本発明者らは本発明を完成させた。 In this regard, we have combined specific compounds during studies to find ways to solve the problems associated with the SEC process and enable efficient production of the pertussis-derived proteins PT and FHA. It has been found that when PT and FHA proteins are isolated by affinity chromatography using existing resins, not only is the time and cost required for the method significantly reduced, but the production of target proteins is increased. .. Based on this finding, the inventors have completed the invention.
したがって、本発明の目的は、百日咳菌由来タンパク質であるPTタンパク質又はFHAタンパク質を、アフィニティーカラムを使用して単離する方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for isolating a PT protein or an FHA protein, which is a protein derived from Bordetella pertussis, using an affinity column.
本発明の別の目的は、百日咳菌由来タンパク質であるPTタンパク質又はFHAタンパク質を精製する方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a method for purifying a PT protein or an FHA protein which is a protein derived from Bordetella pertussis.
上記目的を実現するために、本発明は、前処理された百日咳菌培養物中のPTタンパク質又はFHAタンパク質をアフィニティークロマトグラフィー工程によって単離する方法を提供する。 To achieve the above object, the present invention provides a method for isolating a PT protein or FHA protein in a pretreated Bordetella pertussis culture by an affinity chromatography step.
上記目的を実現するために、本発明は、メンブレンクロマトグラフィー(MC)工程によって、アフィニティークロマトグラフィー工程で単離されたPTタンパク質からエンドトキシンを除去するステップを含む、PTタンパク質を精製する方法を提供する。 To achieve the above object, the present invention provides a method for purifying a PT protein, which comprises a step of removing endotoxin from the PT protein isolated in the affinity chromatography step by a membrane chromatography (MC) step. ..
さらに、本発明は、メンブレンクロマトグラフィー工程によって、アフィニティークロマトグラフィー工程で単離されたFHAタンパク質からエンドトキシンを除去するステップを含む、FHAタンパク質を精製する方法を提供する。 Further, the present invention provides a method for purifying an FHA protein, which comprises a step of removing endotoxin from the FHA protein isolated in the affinity chromatography step by a membrane chromatography step.
本発明では、百日咳菌のPT及びFHAタンパク質は、特定の化合物が結合している樹脂で充填されたアフィニティーカラムを使用する精製工程によって単離されるため、PT及びFHAタンパク質の生産効率が増加する。PT及びFHAタンパク質が精製工程によって単離される場合に、SEC工程を用いた単離方法と比較して、PTタンパク質の生産が著しく増加した。アフィニティーカラムを使用するPTタンパク質又はFHAタンパク質の単離方法は、樹脂費用、プロセス時間、バッファー使用量及び生産費用を削減するため、PTタンパク質又はFHAタンパク質の大量生産に効率的に利用することができる。 In the present invention, the PT and FHA proteins of Bordetella pertussis are isolated by a purification step using an affinity column filled with a resin to which a specific compound is bound, so that the production efficiency of the PT and FHA proteins is increased. When the PT and FHA proteins were isolated by the purification step, the production of PT protein was significantly increased as compared with the isolation method using the SEC step. The method of isolating PT protein or FHA protein using an affinity column can be efficiently used for mass production of PT protein or FHA protein in order to reduce resin cost, process time, buffer usage and production cost. ..
本発明の一態様では、アフィニティークロマトグラフィー工程を使用して、前処理された百日咳菌培養物中のPT及びFHAタンパク質を単離するステップを含む、PTタンパク質又はFHAタンパク質を精製する方法が提供される。
本明細書では、クロマトグラフィー工程は、式1
One aspect of the invention provides a method of purifying a PT protein or FHA protein, comprising the step of isolating the PT and FHA proteins in a pretreated Bordetella pertussis culture using an affinity chromatography step. To.
As used herein, the chromatographic step is
の構造を有する化合物が結合している樹脂を使用することを含み得る。
It may include using a resin to which a compound having the above structure is bound.
上記化合物は、Cibacron Blue 3G-A(Sigma-Aldrich社)でもよい。本発明では、該化合物が結合している樹脂でカラムが充填されるアフィニティーカラム工程を、「ブルーアフィニティーカラム工程」又は「ブルーアフィニティークロマトグラフィー工程」とも称する。 The compound may be Cibacron Blue 3G-A (Sigma-Aldrich). In the present invention, the affinity column step in which the column is filled with the resin to which the compound is bound is also referred to as a "blue affinity column step" or a "blue affinity chromatography step".
本発明の一実施形態では、PTタンパク質及びFHAタンパク質の単離に従来から使用されている方法であるサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)の代わりに、固定相として化合物Cibacron Blue 3G-Aを使用するアフィニティークロマトグラフィー工程を実施して、培養上清に存在するPT及びFHAタンパク質を単離した。 In one embodiment of the invention, affinity using the compound Cibacron Blue 3G-A as the stationary phase instead of size exclusion chromatography (SEC), a method conventionally used for isolation of PT and FHA proteins. A chromatography step was performed to isolate the PT and FHA proteins present in the culture supernatant.
さらに、アフィニティークロマトグラフィー工程は、段階溶出又は勾配溶出により行うことができる。特に、勾配溶出を使用することができる。本発明の一実施形態では、PT及びFHAタンパク質の単離工程を、段階溶出及び勾配溶出のそれぞれによって実施することで、ブルーアフィニティークロマトグラフィー工程においてPT及びFHAタンパク質を単離する効率的な処理方法が確立された。結果として、勾配溶出により処理が行われる場合に、PTタンパク質及びFHAタンパク質がSDS-PAGEで申し分なく単離されることが確認された。 In addition, the affinity chromatography step can be performed by step elution or gradient elution. In particular, gradient elution can be used. In one embodiment of the invention, an efficient treatment method for isolating PT and FHA proteins in a blue affinity chromatography step by performing the PT and FHA protein isolation steps by stepwise elution and gradient elution, respectively. Was established. As a result, it was confirmed that PT protein and FHA protein were successfully isolated by SDS-PAGE when the treatment was performed by gradient elution.
本明細書では、「勾配溶出」は、移動相の組成を連続的に変化させながら溶出を行う方法を指す。さらに、本明細書で使用される場合に、「段階溶出」という用語は、クロマトグラフィーにおいてカラム中を流れる溶媒の濃度又は組成を変化させることにより溶出能を高めた後に行われる断続的な切り換えによって溶出を行う方法である。 As used herein, "gradient elution" refers to a method of elution while continuously changing the composition of the mobile phase. Moreover, as used herein, the term "step elution" is by intermittent switching made after increasing the elution capacity by varying the concentration or composition of the solvent flowing through the column in chromatography. This is a method of elution.
勾配溶出方法で使用される溶出バッファーは、リン酸ナトリウム溶液でもよい。さらに、溶出バッファーは、NaCl溶液をさらに含んでもよく、ブルーアフィニティークロマトグラフィー工程は、NaCl溶液の濃度を変化させることによって実施してもよい。 The elution buffer used in the gradient elution method may be a sodium phosphate solution. In addition, the elution buffer may further contain a NaCl solution and the blue affinity chromatography step may be performed by varying the concentration of the NaCl solution.
リン酸ナトリウム溶液は、10mM~500mM、20mM~350mM、50mM~200mM、又は100mM~150mMの濃度を有してもよく、特に100mMの濃度を有してもよい。さらに、NaCl溶液を含むリン酸ナトリウム溶液は、6.5~8.5、6.8~8.2、7.2~7.8又は7.4~7.7のpHを有してもよく、特に7.6のpHを有してもよい。さらに、溶出バッファーは、15CV~35CV、20CV~33CV又は23CV~30CVの量でもよく、特に25CVの量でもよい。さらに、クロマトグラフィー工程では、NaCl溶液の濃度を0M~3Mに、0M~2Mに、又は0M~1Mに徐々に増加させることによって、PT及びFHAタンパク質を個別に溶出させ得る。 The sodium phosphate solution may have a concentration of 10 mM to 500 mM, 20 mM to 350 mM, 50 mM to 200 mM, or 100 mM to 150 mM, and may have a concentration of 100 mM in particular. Further, the sodium phosphate solution containing the NaCl solution may have a pH of 6.5 to 8.5, 6.8 to 8.2, 7.2 to 7.8 or 7.4 to 7.7. It may have a pH of 7.6 in particular. Further, the elution buffer may be in an amount of 15 CV to 35 CV, 20 CV to 33 CV or 23 CV to 30 CV, and in particular, an amount of 25 CV. Further, in the chromatography step, the PT and FHA proteins can be eluted individually by gradually increasing the concentration of the NaCl solution to 0M to 3M, 0M to 2M, or 0M to 1M.
本発明の一実施形態では、25CVで100mMリン酸ナトリウム溶液(pH7.6)を、NaClの濃度を1Mまで徐々に高めつつ流すことによって、標的タンパク質PT及びFHAが個別に溶出され、この場合に、PTが最初に溶出されて、その後にFHAが溶出された。 In one embodiment of the invention, the target proteins PT and FHA are individually eluted by flowing a 100 mM sodium phosphate solution (pH 7.6) at 25 CV while gradually increasing the concentration of NaCl to 1 M. , PT was eluted first, followed by FHA.
アフィニティークロマトグラフィーを使用する精製工程は、勾配溶出を使用する溶出ステップの前に前処理工程に供し得る。前処理工程は、i)洗浄するステップと、ii)平衡化バッファーを使用してカラムを平衡化するステップと、iii)標的タンパク質を含む溶液をカラムに吸着させるステップと、iv)再平衡化バッファーを使用してカラムを再平衡化させるステップと、v)洗浄バッファーを使用してカラムを洗浄するステップとによって行い得る。 Purification steps using affinity chromatography can be subjected to pretreatment steps prior to elution steps using gradient elution. The pretreatment steps are i) a step of washing, ii) a step of equilibrating the column using an equilibration buffer, iii) a step of adsorbing a solution containing a target protein to the column, and iv) a re-equilibration buffer. This can be done by a step of rebalancing the column using v) and a step of washing the column using a wash buffer.
樹脂で充填されたカラムは、NaCl溶液で洗浄し得る。さらに、平衡化バッファー、再平衡化バッファー、又は洗浄バッファーは、リン酸ナトリウム溶液でもよい。本発明の一実施形態では、カラムを3MのNaCl溶液で洗浄し、そのカラムを、平衡化バッファー及び再平衡化バッファーとしてリン酸ナトリウム溶液を使用して平衡化及び再平衡化した。さらに、そのカラムを、洗浄バッファーとしてリン酸ナトリウム溶液を使用して洗浄した。 Columns filled with resin can be washed with NaCl solution. Further, the equilibration buffer, the re-equilibration buffer, or the washing buffer may be a sodium phosphate solution. In one embodiment of the invention, the column was washed with 3M NaCl solution and the column was equilibrated and re-equilibrated using sodium phosphate solution as equilibration buffer and re-equilibration buffer. In addition, the column was washed with sodium phosphate solution as wash buffer.
さらに、本発明では、「前処理された百日咳培養物」は、1)百日咳菌培養物を遠心分離するステップと、2)得られた上清をヒドロキシアパタイト(HA)クロマトグラフィーによって精製するステップと、3)精製された上清を疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)によって精製するステップによって得ることができる。 Further, in the present invention, the "pretreated whooping cough culture" includes 1) a step of centrifuging the pertussis culture and 2) a step of purifying the obtained supernatant by hydroxyapatite (HA) chromatography. 3) The purified supernatant can be obtained by the step of purifying by hydrophobic interaction chromatography (HIC).
1番目に、百日咳菌培養物を遠心分離するステップを行うことができる。 First, a step of centrifuging the B. pertussis culture can be performed.
本発明では、「百日咳菌」は、パラ百日咳菌とも呼ばれ、約0.3μm~1μmほどの大きさのグラム陰性球桿菌である。百日咳菌の主要なタンパク質の中で、PTは百日咳毒素の略称である。PTタンパク質は、百日咳菌によって産生され、生体内又は細胞内で機能障害を引き起こすか、又は致死作用を示す毒性物質である。さらに、FHAは、繊維状赤血球凝集素アドヘシンの略称であり、百日咳を引き起こす百日咳菌の病原性因子である。PTタンパク質及びFHAタンパク質は、気管上皮細胞に付着する外膜タンパク質であり、百日咳菌から取得され、百日咳ワクチンの重要な成分である。 In the present invention, "Bordetella pertussis" is also called Bordetella parapertussis and is a gram-negative bacillus having a size of about 0.3 μm to 1 μm. Among the major proteins of Bordetella pertussis, PT is an abbreviation for pertussis toxin. PT protein is a toxic substance produced by Bordetella pertussis that causes or is lethal in vivo or in cells. Furthermore, FHA is an abbreviation for fibrous hemagglutinin adhesin, which is a virulence factor of Bordetella pertussis that causes whooping cough. PT protein and FHA protein are outer membrane proteins that attach to tracheal epithelial cells, are obtained from Bordetella pertussis, and are important components of the pertussis vaccine.
本発明の一実施形態では、百日咳菌株を、改変Stainer scholte(MSS)培地において35℃の温度で培養し、得られた細胞培養物を、室温で2時間遠心分離にかけた。次いで、細胞が除去された培養上清をそこから分離及び取得した。 In one embodiment of the invention, whooping cough strains were cultured in modified Steiner scholte (MSS) medium at a temperature of 35 ° C. and the resulting cell cultures were centrifuged at room temperature for 2 hours. The culture supernatant from which the cells had been removed was then separated and obtained.
2番目に、得られた上清をヒドロキシアパタイトクロマトグラフィーによって精製するステップを行うことができる。 Second, the resulting supernatant can be purified by hydroxyapatite chromatography.
細胞溶解液又は細胞培養物の遠心分離後に、様々なカラムクロマトグラフィー等を使用して不要な細胞破片等を除去し得る。カラムクロマトグラフィーは、ヒドロキシアパタイト(HA)クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、ゲル排除クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、HPLC、逆相HPLC、アフィニティークロマトグラフィー(ブルーアフィニティークロマトグラフィー)等でもよい。本発明の一実施形態では、百日咳菌培養物の前処理のための第1の精製工程として、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィーを実施した。 After centrifugation of the cell lysate or cell culture, various column chromatography and the like can be used to remove unwanted cell debris and the like. Column chromatography includes hydroxyapatite (HA) chromatography, ion exchange chromatography, hydrophobic interaction chromatography, gel exclusion chromatography, gel filtration chromatography, HPLC, reverse phase HPLC, affinity chromatography (blue affinity chromatography). Etc. may be used. In one embodiment of the invention, hydroxyapatite chromatography was performed as a first purification step for pretreatment of Bordetella pertussis culture.
本明細書で使用される場合に、「ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィー」という用語は、分離用の担体としてリン酸カルシウムの結晶性粒子を使用するカラムクロマトグラフィーである。負に荷電したリン酸イオン及び正に荷電したカルシウム原子が結晶表面に規則的に配置されている。これらの原子とのイオン性相互作用を適切に有することができる分子表面を有するタンパク質は、カラム内の樹脂に吸着され得る。さらに、吸着されたタンパク質は、リン酸バッファー等で溶出させ得る。 As used herein, the term "hydroxyapatite chromatography" is column chromatography using crystalline particles of calcium phosphate as a carrier for separation. Negatively charged phosphate ions and positively charged calcium atoms are regularly arranged on the crystal surface. Proteins with molecular surfaces capable of appropriately having ionic interactions with these atoms can be adsorbed on the resin in the column. Further, the adsorbed protein can be eluted with a phosphate buffer or the like.
本発明の一実施形態では、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィーにおいて、平衡化バッファーとしてリン酸ナトリウム溶液を使用し、洗浄バッファーとしてリン酸ナトリウム溶液を使用し、かつ溶出バッファーとしてNaCl溶液を含むリン酸ナトリウム溶液を使用して、PT及びFHAタンパク質を溶出させた。 In one embodiment of the invention, in hydroxyapatite chromatography, a sodium phosphate solution is used as an equilibrium buffer, a sodium phosphate solution is used as a wash buffer, and a sodium phosphate solution containing a NaCl solution is used as an elution buffer. It was used to elute PT and FHA proteins.
3番目に、精製された上清を疎水性相互作用クロマトグラフィーによって精製するステップを行うことができる。 Third, the purified supernatant can be purified by hydrophobic interaction chromatography.
本発明の一実施形態では、百日咳菌培養物の前処理のための第2の精製工程として、疎水性相互作用クロマトグラフィーを実施した。 In one embodiment of the invention, hydrophobic interaction chromatography was performed as a second purification step for pretreatment of B. pertussis cultures.
本明細書で使用される場合に、「疎水性相互作用クロマトグラフィー」という用語は、疎水性官能基を有するマトリックスと分子との間の疎水性相互作用を使用する分離方法を指す。該マトリックスは、親水性で不活性なアガロースの変性によって疎水性機能を有することが可能となる。アルキルアミンとCNBr活性化アガロースとの反応によって得られる変性アガロースを使用してもよい。さらに、疎水性相互作用クロマトグラフィーはタンパク質単離のために広く使用されている。さらに、疎水性相互作用クロマトグラフィーにおいて、タンパク質溶出のために、イオン強度を低下させてもよく、又はpHを高めてもよい。 As used herein, the term "hydrophobic interaction chromatography" refers to a separation method that uses a hydrophobic interaction between a matrix having hydrophobic functional groups and a molecule. The matrix can have a hydrophobic function by denaturation of the hydrophilic and inert agarose. Modified agarose obtained by reacting an alkylamine with CNBr-activated agarose may be used. In addition, hydrophobic interaction chromatography is widely used for protein isolation. In addition, in hydrophobic interaction chromatography, ionic strength may be reduced or pH may be increased due to protein elution.
本発明の一実施形態では、疎水性相互作用クロマトグラフィーにおいて、平衡化バッファーとしてNaCl溶液を含むリン酸ナトリウム溶液を使用し、洗浄バッファーとしてリン酸ナトリウム溶液を使用し、かつ溶出バッファーとしてリン酸ナトリウム溶液を使用して、PTタンパク質及びFHAタンパク質を含む溶液を溶出させた。 In one embodiment of the invention, in hydrophobic interaction chromatography, a sodium phosphate solution containing a NaCl solution is used as an equilibrium buffer, a sodium phosphate solution is used as a wash buffer, and sodium phosphate is used as an elution buffer. The solution was used to elute the solution containing PT and FHA proteins.
本発明の別の態様では、メンブレンクロマトグラフィー(MC)工程によって、アフィニティークロマトグラフィー工程で単離されたPTタンパク質からエンドトキシンを除去するステップを含む、PTタンパク質を精製する方法が提供される。 In another aspect of the invention, there is provided a method of purifying a PT protein, comprising removing endotoxin from the PT protein isolated in the affinity chromatography step by a membrane chromatography (MC) step.
百日咳菌由来タンパク質であるPT及びFHAは、細菌内に存在する毒素であるエンドトキシンを含む。したがって、PT及びFHAタンパク質を精製して、これらのタンパク質をワクチンとして利用するためには、エンドトキシン除去工程を実施せねばならない。 Bordetella pertussis-derived proteins PT and FHA contain endotoxin, a toxin present in the bacterium. Therefore, in order to purify PT and FHA proteins and utilize these proteins as vaccines, endotoxin removal steps must be performed.
エンドトキシン除去は、アフィニティークロマトグラフィー工程又はメンブレンクロマトグラフィー工程によって実施してもよく、特にメンブレンクロマトグラフィー工程によって行うことができる。 The endotoxin removal may be carried out by an affinity chromatography step or a membrane chromatography step, and in particular, it can be carried out by a membrane chromatography step.
本明細書で使用される場合に、「メンブレンクロマトグラフィー」という用語は、対流が拡散よりも割合的に多くなり、溶液の分離効率が比較的高いようにマクロ多孔質平膜が使用されるモノクローナル抗体(MAb)及び他の生体分子を精製するために使用される工程を指す。したがって、メンブレンクロマトグラフィーにより、ウイルス、プラスミド、巨大タンパク質複合体等が膜に容易に到達し、容易に単離されることが可能となる。商業的に利用可能なメンブレンクロマトグラフィーは、限定されるものではないが、Mustang Q(Pall Corporation社)、Sartobind Q(Sartorius Stedim Biotech GmbH社)等を含み得る。 As used herein, the term "membrane chromatography" is a monoclonal in which a macroporous flat membrane is used so that convection is proportionately greater than diffusion and solution separation efficiency is relatively high. Refers to the steps used to purify antibodies (MAbs) and other biomolecules. Therefore, membrane chromatography allows viruses, plasmids, macroprotein complexes, etc. to easily reach the membrane and be easily isolated. Commercially available membrane chromatographies may include, but are not limited to, Mustang Q (Pall Corporation), Sartorius Q (Sartorius Stedim Biotech GmbH) and the like.
本発明の一実施形態では、PTタンパク質からエンドトキシンを除去するためのメンブレンクロマトグラフィー工程として、Mustang Q工程を実施した。Mustang-Qは、架橋された第四級アミン基に基づく高分子コーティングを介したイオン交換によって、負に荷電したエンドトキシンを除去する疎水性ポリエーテルスルホン(PES)膜ベースのカプセルである。Mustang Qメンブレンクロマトグラフィーでは、0.6μm~1.0μm、特に0.7μm~0.9μm、さらに特に0.8μmの孔径を使用することができる。 In one embodiment of the invention, the Mustang Q step was performed as a membrane chromatography step for removing endotoxin from the PT protein. Mustang-Q is a hydrophobic polyether sulfone (PES) membrane-based capsule that removes negatively charged endotoxins by ion exchange via a polymer coating based on crosslinked quaternary amine groups. In Mustang Q membrane chromatography, pore diameters of 0.6 μm to 1.0 μm, particularly 0.7 μm to 0.9 μm, and even more particularly 0.8 μm can be used.
本発明のさらに別の態様では、メンブレンクロマトグラフィー工程によって、ブルーアフィニティークロマトグラフィー工程で単離されたFHAタンパク質からエンドトキシンを除去する工程を含む、FHAタンパク質を精製する方法が提供される。 In yet another aspect of the invention, there is provided a method of purifying an FHA protein, comprising removing endotoxin from the FHA protein isolated in the blue affinity chromatography step by a membrane chromatography step.
本発明の一実施形態では、FHAタンパク質からエンドトキシンを除去するためのメンブレンクロマトグラフィー工程として、Mustang Q工程を実施した。 In one embodiment of the invention, the Mustang Q step was performed as a membrane chromatography step for removing endotoxin from the FHA protein.
Mustang Qメンブレンクロマトグラフィーでは、0.6μm~1.0μm、特に0.7μm~0.9μm、さらに特に0.8μmの孔径を使用してもよい。 In Mustang Q membrane chromatography, pore diameters of 0.6 μm to 1.0 μm, particularly 0.7 μm to 0.9 μm, and even more particularly 0.8 μm may be used.
PT及びFHAタンパク質を単離及び精製する工程を図1に示す。 The steps of isolating and purifying the PT and FHA proteins are shown in FIG.
以下で、本発明を実施例によってより詳細に説明する。しかしながら、以下の実施例は本発明を例示するのみであって、本発明の範囲を実施例に限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the following examples merely exemplify the present invention and do not limit the scope of the present invention to the examples.
実施例1.百日咳菌の培養物
百日咳菌(国立衛生研究所)を、MSS培地で35℃の温度で4日間培養した。培養期間について、詳細には、種培養のために1日かかり、一次濃縮培養のために1日かかり、二次濃縮培養のために1日かかり、本培養のために1日かかった。
Example 1. Bordetella pertussis culture Bordetella pertussis (National Institute of Health) was cultured in MSS medium at a temperature of 35 ° C. for 4 days. Regarding the culture period, in detail, it took 1 day for seed culture, 1 day for primary concentrated culture, 1 day for secondary concentrated culture, and 1 day for main culture.
実施例2.遠心分離工程
9500rpmの条件下で100l/hの流入速度により室温で2時間連続的に遠心分離することによって、細胞培養物を培養上清とスラリーとに分離した。
Example 2. Centrifugation Step The cell culture was separated into culture supernatant and slurry by continuous centrifugation at room temperature for 2 hours at an inflow rate of 100 l / h under the condition of 9500 rpm.
実施例3.HA精製
蒸留水を使用して、ヒドロキシアパタイト(HA)樹脂のための保存液を除去した後に、1MのNaOH溶液との反応によって、洗浄を1時間行った。平衡化バッファーとしてリン酸ナトリウム溶液を使用して、平衡化を行った。次に、遠心分離工程により得られた培養上清をHA樹脂に吸着させ、平衡化バッファーを使用して、残りの培養上清を除去した。その後に、洗浄バッファーとしてリン酸ナトリウム溶液を使用して洗浄を完了させ、次いで、溶出バッファーとして、NaCl溶液を含むリン酸ナトリウム溶液を使用して、PT及びFHAタンパク質を溶出させた。
Example 3. After removing the preservative solution for hydroxyapatite (HA) resin using HA purified distilled water, washing was performed for 1 hour by reaction with 1M NaOH solution. Equilibration was performed using a sodium phosphate solution as the equilibration buffer. Next, the culture supernatant obtained by the centrifugation step was adsorbed on the HA resin, and the remaining culture supernatant was removed using an equilibration buffer. After that, washing was completed using sodium phosphate solution as wash buffer, and then PT and FHA proteins were eluted using sodium phosphate solution containing NaCl solution as elution buffer.
実施例4.HICカラムでの精製
HIC樹脂で充填されたカラムに、蒸留水を3CVで120cm/時間で流して、保存液を除去した。次に、1MのNaOH溶液を4CVで40cm/時間でカラムに流して、洗浄を行った。平衡化バッファーとしてNaCl溶液を含むリン酸ナトリウム溶液を5CVでカラムに流して、平衡化を行った。平衡化の完了後に、HA精製工程により得られた溶出液をHICカラムに流して吸着させた。平衡化バッファーを5CVでカラムに流して、カラム内に残留している溶液を除去した。その後に、洗浄バッファーとしてのリン酸ナトリウム溶液を5CVでカラムに流して、洗浄を行った。洗浄が完了した後に、リン酸ナトリウム溶液を10CVでカラムに流して、PT及びFHAタンパク質を溶出させた。
Example 4. Purification on HIC Column Distilled water was flowed through a column filled with HIC resin at 120 cm / hour at 3 CV to remove the preservative solution. Next, a 1 M NaOH solution was flowed through the column at 4 CV at 40 cm / hour for washing. A sodium phosphate solution containing a NaCl solution as an equilibration buffer was flowed through a column at 5 CV for equilibration. After the equilibration was completed, the eluate obtained by the HA purification step was poured onto a HIC column and adsorbed. The equilibration buffer was run through the column at 5 CV to remove any residual solution in the column. Then, a sodium phosphate solution as a washing buffer was flowed through the column at 5 CV for washing. After washing was complete, a sodium phosphate solution was run through the column at 10 CV to elute the PT and FHA proteins.
実施例5.ブルーアフィニティーカラムでの精製
実施例5.1.勾配溶出による精製
Cibacron Blue 3G-A樹脂で充填されたカラムに、蒸留水を3CVで60cm/時間で流して、保存液を除去した。次に、3MのNaCl溶液を3CVで60cm/時間でカラムに流して、使用前に洗浄を行った。平衡化バッファーとしてのリン酸ナトリウム溶液を5CVで流して、平衡化を行った。平衡化の完了後に、実施例1.4のHIC溶出液と蒸留水とを1:1で混合することによって得られた溶液をカラムに流して吸着させた。平衡化バッファーを5CVでカラムに流して、カラム内に残留している溶液を除去した。その後に、洗浄バッファーとしてのリン酸ナトリウム溶液を5CVでカラムに流して、洗浄を行った。
Example 5. Purification Example with Blue Affinity Column 5.1. Purification by gradient elution Distilled water was flowed at 3 CV at 60 cm / hour on a column filled with Cibacron Blue 3GA resin to remove the preservative solution. Next, a 3M NaCl solution was flushed through the column at 3 CV at 60 cm / hour for washing prior to use. Equilibration was performed by flowing a sodium phosphate solution as an equilibration buffer at 5 CV. After the equilibration was completed, the solution obtained by mixing the HIC eluate of Example 1.4 and distilled water at a ratio of 1: 1 was poured into a column and adsorbed. The equilibration buffer was run through the column at 5 CV to remove any residual solution in the column. After that, a sodium phosphate solution as a washing buffer was flowed through the column at 5 CV for washing.
洗浄の完了後に、NaCl溶液を含むリン酸ナトリウム溶液を溶出バッファーとして使用する勾配溶出を実施した。ここで、NaCl溶液を10CVで、100mM~500mMへと濃度を高めつつ流して、PTタンパク質及びFHAタンパク質を単離した。ここで、樹脂との結合能の違いにより、PTタンパク質が最初に溶出されて、その後にFHAタンパク質が溶出された。結果は図2a及び図2bに示されている。 After the washing was completed, gradient elution was performed using a sodium phosphate solution containing a NaCl solution as an elution buffer. Here, the NaCl solution was flowed at 10 CV at an increased concentration of 100 mM to 500 mM to isolate the PT protein and the FHA protein. Here, due to the difference in binding ability with the resin, the PT protein was eluted first, and then the FHA protein was eluted. The results are shown in FIGS. 2a and 2b.
実施例5.2.段階溶出による精製
Cibacron Blue 3G-A樹脂で充填されたカラムに、蒸留水を3CVで60cm/時間で流して、保存液を除去した。次に、3MのNaCl溶液を3CVで60cm/時間でカラムに流して、使用前に洗浄を行った。平衡化バッファーとしてのリン酸ナトリウム溶液を5CVで流して、平衡化を行った。平衡化の完了後に、実施例1.4のHIC溶出液と蒸留水とを1:1で混合することによって得られた溶液をカラムに流して吸着させた。平衡化バッファーを5CVでカラムに流して、カラム内に残留している溶液を除去した。その後に、洗浄バッファーとしてのリン酸ナトリウム溶液を5CVでカラムに流して、洗浄を行った。
Example 5.2. Purification by step elution Distilled water was flowed at 3 CV at 60 cm / hour on a column filled with Cibacron Blue 3GA resin to remove the preservative solution. Next, a 3M NaCl solution was flushed through the column at 3 CV at 60 cm / hour for washing prior to use. Equilibration was performed by flowing a sodium phosphate solution as an equilibration buffer at 5 CV. After the equilibration was completed, the solution obtained by mixing the HIC eluate of Example 1.4 and distilled water at a ratio of 1: 1 was poured into a column and adsorbed. The equilibration buffer was run through the column at 5 CV to remove any residual solution in the column. Then, a sodium phosphate solution as a washing buffer was flowed through the column at 5 CV for washing.
洗浄の完了後に、5段階を含む段階溶出を行った。各段階の溶出バッファーとして、NaCl溶液を含む100mMのリン酸ナトリウム溶液(pH7.6)を使用した。この場合に、それぞれの段階で300mM、400mM、450mM、500mM及び1Mの濃度でNaCl溶液を使用し、この溶液を10CVで流して、PTタンパク質及びFHAタンパク質を単離した。結果は図3a及び図3bに示されている。図3a及び図3bに示されるように、結合能の違いにより、PTタンパク質は、300mMのNaCl濃度で溶出され、FHAタンパク質は、400mMから開始して溶出されることが確認された。 After the washing was completed, step elution including 5 steps was performed. A 100 mM sodium phosphate solution (pH 7.6) containing a NaCl solution was used as the elution buffer for each step. In this case, NaCl solutions were used at concentrations of 300 mM, 400 mM, 450 mM, 500 mM and 1 M at each step and the solution was run at 10 CV to isolate PT and FHA proteins. The results are shown in FIGS. 3a and 3b. As shown in FIGS. 3a and 3b, it was confirmed that the PT protein was eluted at a NaCl concentration of 300 mM and the FHA protein was eluted starting from 400 mM due to the difference in binding ability.
FHAタンパク質が溶出される正確な時点を特定するために、NaCl溶液の濃度を変動させることによって、4段階を含む段階溶出を行った。それぞれの段階で300mM、400mM、850mM及び1Mの濃度でNaCl溶液を使用し、後続の手順は上記と同じであった。結果は図4a及び図4bに示されている。図4a及び図4bに示されるように、PTタンパク質は、依然として300mMのNaCl濃度で溶出され、FHAタンパク質は、850mMのNaCl濃度で溶出された。
実施例6.PT及びFHAの単離に最適な条件の確立
勾配溶出を使用するPT及びFHAの単離に最適な条件を確立するために、表1の実験計画(DOE)を定めることによって、精製工程を小規模で行った。
In order to identify the exact time point at which the FHA protein was eluted, step elution was performed, including 4 steps, by varying the concentration of the NaCl solution. NaCl solutions were used at concentrations of 300 mM, 400 mM, 850 mM and 1 M at each step and the subsequent procedure was the same as above. The results are shown in FIGS. 4a and 4b. As shown in FIGS. 4a and 4b, the PT protein was still eluted at a NaCl concentration of 300 mM and the FHA protein was eluted at a NaCl concentration of 850 mM.
Example 6. Establishing Optimal Conditions for Isolation of PT and FHA In order to establish optimal conditions for isolation of PT and FHA using gradient elution, the purification step was reduced by establishing the design of experiments (DOE) in Table 1. I went on a scale.
Cibacron Blue 3G-A樹脂で充填されたカラムに、蒸留水を3CVで60cm/時間で流して、保存液を除去した。次に、3MのNaCl溶液を3CVで60cm/時間でカラムに流して、使用前に洗浄を行った。平衡化バッファーとしてのリン酸ナトリウム溶液を5CVで流して、平衡化を行った。平衡化の完了後に、実施例1.4のHIC溶出液と蒸留水とを1:1で混合することによって得られた溶液をカラムに流して吸着させた。平衡化バッファーを5CVでカラムに流して、カラム内に残留している溶液を除去した。その後に、洗浄バッファーとしてのリン酸ナトリウム溶液を5CVでカラムに流して、洗浄を行った。 Distilled water was flowed at 3 CV at 60 cm / hour on a column filled with Cibacron Blue 3GA resin to remove the preservative solution. Next, a 3M NaCl solution was flushed through the column at 3 CV at 60 cm / hour for washing prior to use. Equilibration was performed by flowing a sodium phosphate solution as an equilibration buffer at 5 CV. After the equilibration was completed, the solution obtained by mixing the HIC eluate of Example 1.4 and distilled water at a ratio of 1: 1 was poured into a column and adsorbed. The equilibration buffer was run through the column at 5 CV to remove any residual solution in the column. Then, a sodium phosphate solution as a washing buffer was flowed through the column at 5 CV for washing.
洗浄の完了後に、溶出バッファーとして1MのNaCl溶液を含む100mMのリン酸ナトリウム溶液(pH7.6)を25CVで使用する勾配溶出を実施することによって、PT及びFHAを単離した。この場合に、樹脂との結合能の違いにより、PTが最初に溶出されて、その後にFHAが溶出された。結果は図5a及び図5bに示されている。 After completion of washing, PT and FHA were isolated by performing gradient elution using 100 mM sodium phosphate solution (pH 7.6) containing 1 M NaCl solution as elution buffer at 25 CV. In this case, due to the difference in binding ability with the resin, PT was eluted first, and then FHA was eluted. The results are shown in FIGS. 5a and 5b.
単離工程を、それぞれの条件に従って実施した。結果として、PT及びFHAは、9、10及び11の条件下で最も効率的に単離された。このことから、条件9、10及び11は、勾配溶出を使用するPT及びFHAの単離に最適な条件であることが確認された。
The isolation step was performed according to the respective conditions. As a result, PT and FHA were most efficiently isolated under the conditions of 9, 10 and 11. From this, it was confirmed that the
実験例1.確立された単離条件の規模拡大の可能性の確認
実施例6で小規模で確立されたPT及びFHAの単離に最適な条件が規模拡大した場合でも適用されるかどうかを確認するために、これらの条件を大規模で適用することによって、単離工程を実施した。結果を表2及び表3に示す。
Experimental example 1. Confirmation of the possibility of scale-up of established isolation conditions To confirm whether the optimum conditions for isolation of PT and FHA established on a small scale in Example 6 apply even when the scale is expanded. , The isolation step was carried out by applying these conditions on a large scale. The results are shown in Tables 2 and 3.
表2及び表3に示されるように、小規模で確立されたPT及びFHAの単離のための条件を大規模で適用した場合に、PT生産は、PT及びFHAがSEC工程によって単離された場合と比較して約80%だけ増加した。これは、小規模で確立されたPT及びFHAの単離のための条件が大規模にも適用可能であることを示し、本発明によるブルーアフィニティーカラム工程が、従来から使用されていたPT及びFHAの単離方法であるSEC工程よりも、規模拡大及びプロセス収率の点でより効果的であることを意味する。 As shown in Tables 2 and 3, when the conditions for isolation of PT and FHA established on a small scale are applied on a large scale, PT production is such that PT and FHA are isolated by the SEC process. It increased by about 80% compared to the case of. This indicates that the conditions for isolation of PT and FHA established on a small scale are applicable to a large scale, and the blue affinity column process according to the present invention has been conventionally used for PT and FHA. It means that it is more effective in terms of scale expansion and process yield than the SEC process which is the isolation method of.
Claims (9)
前記アフィニティークロマトグラフィー工程のための溶出バッファーが、リン酸ナトリウム溶液を含み、
前記溶出バッファーが、NaCl溶液をさらに含み、
前記NaCl溶液の濃度が、0M~3Mに徐々に増加し、
前記アフィニティークロマトグラフィー工程が、式1
の構造を有する化合物が結合している樹脂を使用することを含む、方法。 A method for obtaining PT protein or FHA protein, which comprises the step of isolating PT (pertussis toxin) protein and FHA (fibrous hemagglutinin) protein from a sample containing a pertussis culture using an affinity chromatography step. And,
The elution buffer for the affinity chromatography step comprises a sodium phosphate solution.
The elution buffer further comprises a NaCl solution and
The concentration of the NaCl solution gradually increased from 0M to 3M,
The affinity chromatography step is the formula 1.
A method comprising the use of a resin to which a compound having the structure of is bound .
1)百日咳菌培養物を遠心分離するステップと、
2)ステップ1)で得られた上清をヒドロキシアパタイト(HA)クロマトグラフィーによって精製するステップと、
3)ステップ2)で精製された上清を疎水性相互作用クロマトグラフィー(HIC)によって精製するステップ
がさらに含まれる、請求項1に記載の方法。 Prior to the affinity chromatography step, the following steps:
1) The step of centrifuging the B. pertussis culture and
2) The step of purifying the supernatant obtained in step 1) by hydroxyapatite (HA) chromatography, and
3) The method of claim 1, further comprising purifying the supernatant purified in step 2) by hydrophobic interaction chromatography (HIC).
The method according to claim 8 , wherein a pore size of 0.6 μm to 1.0 μm is used in the membrane chromatography step.
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---|---|---|---|---|
GB8512972D0 (en) * | 1985-05-22 | 1985-06-26 | Univ Glasgow | Vaccine production |
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US4705686A (en) * | 1986-05-09 | 1987-11-10 | American Cyanamid | Process for the preparation of acellular Bordetalla pertussis vaccine |
US5101014A (en) * | 1989-02-10 | 1992-03-31 | United States Of America | Process for the purification of a 69,000 da outer membrane protein of Bordetella pertussis |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996031535A1 (en) | 1995-04-01 | 1996-10-10 | Chiron Behring Gmbh & Co | Process for purifying filamentary haemagglutinin and pertussis toxin |
JP2009525260A (en) | 2005-09-01 | 2009-07-09 | ノバルティス ヴァクシンズ アンド ダイアグノスティクス ゲーエムベーハー アンド カンパニー カーゲー | Multiple vaccinations including serogroup C meningococcus |
JP2013535207A (en) | 2010-08-02 | 2013-09-12 | バイオジェネリクス ゲーエムベーハー | Method for producing and purifying active soluble sialyltransferase |
JP2015533148A (en) | 2012-10-12 | 2015-11-19 | グラクソスミスクライン バイオロジカルズ ソシエテ アノニム | Uncrosslinked acellular pertussis antigen for combination vaccines |
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