[发明专利]混合床离子交换吸附剂

说明书

本发明涉及新种类的离子交换吸附剂，其适合从含有抗体的溶液中分离宿主细胞蛋白(HCP)、抗体片段和低分子量物质。本发明特别涉及通过分离目标生物分子和杂质来纯化生物样品的方法，其包括使样品与由纤维组成的所述色谱介质接触的步骤，所述纤维具有赋予其上的能够实现离子交换色谱和/或疏水性相互作用的官能团。

背景

纯化单克隆抗体

因为单克隆抗体(mAb)用于药物应用，所以它们需要格外高的纯度[A. Jungbauer, G. Carta, Protein Chromatography, Process Development and Scale-Up (蛋白色谱法，工艺开发和规模化); WILEY-VCH Verlag, Weinheim (德国) 2010]。

通常，采用哺乳动物细胞培养物来制造当前销售的大部分治疗单克隆抗体(mAb)。这些药物抗体的生产通常在含有中国仓鼠卵巢(CHO)细胞悬浮液的生物反应器中开始，中国仓鼠卵巢(CHO)细胞分泌抗体到细胞外流体中。所得抗体随后经受包括澄清、过滤和纯化的一系列过程，由此除去细胞、细胞碎片、宿主细胞蛋白(HCP)、脂质、DNA、病毒、细菌、抗体聚集体等。该系列过程常被称为下游过程(DSP)。

最常用的DSP包括一个或两个结合-洗脱色谱纯化步骤，接着是一个或两个流通精制步骤(图1，标准mAb纯化方案)。典型的下游纯化方法采用填充有基于多孔珠的色谱介质的填充柱或基于膜的装置。这些单元操作串联使用，并且以流通精制或结合/洗脱捕获模式各自靶向清除特定杂质。

精制介质的主要目的之一在于将HCP的浓度降低到< 10ppm (就mAb浓度而言)。各种治疗生物分子的工业规模纯化目前使用基于珠粒的色谱树脂实现。生物药物生产商在该流通精制步骤中最常使用简单的阴离子交换(AEX)色谱介质。采用AEX介质以除去酸性HCP、DNA、内毒素和病毒。然而，其在除去带正电荷的杂质诸如碱性HCP、产物聚集体和片段方面常常不太有效。

单克隆抗体继续赢得作为治疗和诊断剂的重要性。筛选候选mAB的杂交瘤库的方法既耗时又劳动密集。一旦建立了表达合适mAB的杂交瘤细胞系，则必须开发纯化方法以生产足够的mAB以便进一步表征。

用于纯化的传统方法涉及使用蛋白A或蛋白G亲和色谱以及离子交换色谱。将纯化的抗体脱盐并使用透析交换到生物缓冲液中。整个过程通常需要几天才能完成，且如果需要平行地评估多个mAB，可能会特别繁重。

因此，近来已经开发出多种新的精制吸附剂，其显示出更大的容量和亲和力，从而允许其除去更宽范围的杂质。这些吸附剂包括所谓的“混合模式”配体，既为阴离子交换材料(AEX)(例如US 7,714,112)又为阳离子交换材料(CEX) (例如，US 7,385,040)。然而，在树脂上的这些复杂配体的较高成本阻止了它们单次使用或在一次性使用过程中的使用。

通常，所施用的基于珠粒的吸附剂证明了高孔隙率和大表面积，这为材料提供了足够的吸附能力以在生产规模(例如，10,000升)下分批加工生物分子。根据专利文献，已知在用于该技术应用的混合床固定相中使用的这种基于珠粒的介质的许多实例。

在JP 01-10178 (Asahi Chem. Ind. CO LTD.，还作为JP 2660261B2公开)中，公开了多功能模块，其包括用于在单一装置中除去阳离子、阴离子和细颗粒的目的的AEX和CEX多孔中空纤维膜的组合。

Bio-Rad Laboratories，Inc.已经开发了多介质亲和柱(US 8,053,565B)，其包括在单一柱中在第二种类型的色谱介质之上的亲和色谱介质层，使得在洗脱目标亲和结合蛋白质的过程中该第二下部的色谱介质将捕获来自上部亲和色谱介质的任何浸出亲和配体。

Promega Corp.(US 6,270,970A)已经开发了用于从不纯的混合物中分离核酸的混合床固相。所包含两相中的每一相具有在不同溶液条件下结合和释放靶核酸的能力。

在由Millipore Corp.和Ebara Corp.提交的另一专利申请(WO 2005/011849A)中，公开了电去离子模块，其中离子交换装置由阴离子交换纤维的织物和以面对面关系放置的阳离子交换纤维的织物的组件构成。