基因治療作為全新的治療方式,近年來發(fā)展迅速,從最初的罕見病常用藥物的開發(fā)逐步擴(kuò)展到腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)、血液疾病等多個(gè)治療領(lǐng)域,其中以腺相關(guān)病毒(Adreno-Associated Virus, AAV)作為載體的基因?qū)胂到y(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。隨著基因藥物研發(fā)的深入,對產(chǎn)品質(zhì)量控制日趨成熟,國內(nèi)外法規(guī)、指南相繼出臺(tái),推動(dòng)基因治療行業(yè)的發(fā)展。賽分科技積極開發(fā)AAV質(zhì)量控制解決方案,在此,介紹用以分析不同血清型AAV樣品的空殼率及聚體、游離DNA等雜質(zhì)分析方法,以供參考。
背景介紹
除了目的樣品正確組裝的實(shí)心衣殼(full capsids), AAV樣品在制備過程中存在多種雜質(zhì)(圖1),其中包含空殼(empty)樣品、部分組裝(partially-filled)、AAV衣殼聚體,游離DNA等,此類物質(zhì)不僅會(huì)增加免疫毒性風(fēng)險(xiǎn)還會(huì)降低轉(zhuǎn)染效率,影響藥物療效,因而對該類物質(zhì)應(yīng)采取相應(yīng)措施進(jìn)行控制。美國藥典委員會(huì)(USP)提出病毒載體疫苗質(zhì)量控制草案中提出推薦分析方法,其中目前對于樣品空殼率的檢測,主要有三種檢測方式,分別為分析型超速離心(AUC),電鏡檢測(TEM),以及離子交換(AEX-HPLC)分析,其中AEX-HPLC分析有利于快速定量分析,方法簡便適應(yīng)性強(qiáng),并且可以將此方法擴(kuò)大到樣品純化中,有利于純化方法的開發(fā)。
圖1 AAV樣品相關(guān)雜質(zhì)示意圖
去年,賽分科技客戶美國加州拜瑪琳制藥(BioMarin)在自然雜志子刊《Scientific Reports》上發(fā)表文章,介紹了體積排阻色譜柱分離AAV衣殼單體、二聚體、多聚體的方法,采用雙波長(λ=260 nm,λ=280 nm)檢測,不僅可以計(jì)算雜質(zhì)峰比例,通過不同波長下峰面積的比值還可鑒定色譜峰類型:單體實(shí)心衣殼與二聚體的的A260/A280比率基本一致,約為 1.34;空心衣殼的比值約為 0.6。另外,A260/A280比率為1.8為純的DNA色譜峰,A260/A280為2.0時(shí)為純RNA色譜峰。使用該方法,在保證AAV樣品與聚體、游離DNA雜質(zhì)分離情況下,可簡便快速對實(shí)心及空心衣殼、游離DNA及RNA進(jìn)行鑒別或者定量分析。
賽分科技采用Proteomix POR-Q色譜柱分離AAV樣品空殼及實(shí)心樣品,可用于空殼率檢測。AAV SEC-5是賽分科技專為AAV樣品檢測開發(fā)設(shè)計(jì),用于分析不同血清型AAV樣品聚體及游離DNA樣品分析,具有超高分辨率,助力AAV樣品質(zhì)量控制。
AAV5空殼-實(shí)心樣品檢測方法
Column: Proteomix POR-Q (15 µm, 1000 Å ,4.6×50 mm)
Mobile Phase: A: 20 mM BTP, pH9.5; B: A+500 mM TMAC, pH9.5
Flow rate: 1.5 mL/min
Column Temperature: Ambient
Injection volume: 30 µL
Detector: UV檢測器波長分別為260 nm和280 nm,串聯(lián)FLD檢測器Excitation 280 nm, Emission 330 nm
圖2 AAV5 空殼率檢測色譜圖
該分析方法采用賽分科技Proteomix POR-Q(4.6×50 mm)陰離子交換色譜柱對AAV5樣品空殼率進(jìn)行檢測,色譜柱具有大孔徑(1000 Å),具有高分辨率和高回收率。色譜圖(圖2)表明空殼樣品與實(shí)心樣品可以完全分開,根據(jù)A260/A280峰面積比可以推測先出峰的樣品為empty或者partially-filled樣品,后出峰樣品為實(shí)心AAV。根據(jù)色譜峰面積計(jì)算矯正因子后可以定量測定空殼樣品占比。
AAV8聚體、游離DNA分析檢測方法
Column:AAV SEC-5 (5 µm, 4.6x300 mm);SRT SEC-500 (5 µm, 4.6x300 mm);SRT SEC-1000 (5 µm, 4.6x300 mm)對比分析
Mobile Phase: A: 1.8X DPBS; C: 10% Ethanol
Flow rate: 0.35mL/min
Column Temperature: 25℃
Injection volume: 20 µL
Detector:UV檢測器波長分別為260 nm和280 nm,串聯(lián)FLD檢測器Excitation 280 nm, Emission 330 nm
圖3 AAV8實(shí)心樣品檢測色譜圖及色譜峰數(shù)據(jù)
對AAV樣品主峰前三個(gè)小峰進(jìn)行分析,根據(jù)峰面積比,推測前三個(gè)小峰分別是游離DNA以及AAV聚體雜質(zhì),主峰峰面積比A260/A280為1.28鑒別為實(shí)心AAV樣品。
圖4 AAV8 實(shí)心樣品檢測放大色譜圖
圖5 AAV8 空心樣品檢測放大色譜圖
同樣根據(jù)色譜峰積分信息,峰面積A260/A280推測雜質(zhì)峰為RNA樣品,主峰為空殼AAV樣品。
從三款色譜柱AAV實(shí)心(圖4)及空殼樣品(圖5)對比分析色譜圖表明AAV SEC-5對該AAV8樣品相比于SRT SEC-500及SRT SEC-1000孔徑分別為500Å和1000Å兩款色譜柱,可以將主峰前雜質(zhì)峰更好的分離,有利于AAV樣品質(zhì)量控制。AAV SEC-5色譜柱為AAV樣品檢測開發(fā)的專用色譜柱,適應(yīng)AAV樣品分子尺寸及樣品特點(diǎn),因而對比常規(guī)體積排阻色譜柱在AAV樣品分析中具有明顯優(yōu)勢。
將AAV SEC-5色譜柱采用同樣分析方法應(yīng)用于AAV2樣品的分析,同樣發(fā)現(xiàn)該色譜柱具有較高的分辨率,成功將AAV主峰前樣品雜質(zhì)進(jìn)行分離(圖6)。
圖6 AAV2樣品分析色譜圖
*AAV空殼率檢測離子交換色譜柱Proteomix POR-Q以及AAV聚體等雜質(zhì)分離專用色譜柱AAV SEC-5均已上線,歡迎訂購
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