[发明专利]生物分子的纯化

说明书

本发明涉及改良的纯化生物分子的方法和系统，其中所述方法可以以连续方式进行。

本申请是2013年6月21日提交的名称为“生物分子的纯化”的第201380034774.X号中国专利申请的分案申请。

相关申请

本申请要求提交日期为2012年6月29日的美国临时专利申请第61/666,521号、提交日期为2012年6月29日的美国临时专利申请第No.61/666,561、提交日期为2012年6月29日的美国临时专利申请第61/666,329号以及提交日期为2012年7月2日的欧洲专利申请EP12004909.3的优先权，各自整体援引加入本文。

技术领域

本发明提供用于纯化包括治疗抗体和包含Fc的蛋白在内的生物分子的创造性和高效的方法和系统。

背景技术

生物分子，例如包括抗体、肽或激素在内的治疗蛋白的高效和经济的大规模生产对于生物技术和制药工业是越来越重要的考虑因素。一般来说，纯化过程相当复杂和昂贵，并且包括许多不同步骤。

通常，利用细胞培养方法产生蛋白，例如，利用重组工程化以产生所关注的蛋白的哺乳动物或细菌细胞系。一般来说，靶蛋白表达之后，其与一种或多种杂质如宿主细胞蛋白、培养基组分和核酸的分离提出了艰巨的挑战。如果治疗蛋白是用于人，则这样的分离和纯化尤其重要，并且必须由监管机构如食品和药物管理局(FDA)批准。

现在用于纯化蛋白的常规方法通常至少包括以下步骤：(a)用于去除细胞和细胞碎片的澄清步骤，例如利用差速离心和/或过滤；以及(b)一个或多个下游色谱步骤以分离所关注的蛋白与澄清的细胞培养进料中的各种杂质。

虽然发酵和细胞培养过程可以以分批或补料分批模式或者连续(例如连续灌注过程的形式)运行，下游纯化过程通常作为批过程(常常甚至物理和逻辑分离)运行。在每个加工步骤之间，通常将样品储存在盛放或汇集罐(pool tank)或者储液器中以改变溶液条件，以便使其适合下一加工步骤。结果，需要大容器以储存中间产物。这导致高成本以及非常有限的制造灵活性和机动性。

此外，进行许多分离批加工步骤是劳动力和成本密集以及耗时的。

在单克隆抗体的情况下，纯化方法的行业标准通常包括“模板化”方法，其包括几个单元操作。单元操作之一是纯化步骤，其采用称作A蛋白、分离自金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)并结合抗体的Fc区的亲和配体。额外的单元操作通常与A蛋白单元操作联用，并且大部分生物制药公司采用使用单元操作非常相似的方法模板，而单元操作的顺序可以有一些变化。

现在工业中使用的示例性模板化方法在图1中示出。这个模板的关键方面是细胞收获步骤，其通常包括使用离心以从细胞培养液去除细胞和细胞碎片，然后进行深层过滤。细胞收获步骤之后通常是A蛋白亲和纯化步骤，然后是病毒灭活。病毒灭活之后通常是一个或多个色谱步骤，也称作抛光步骤，其通常包括一个或多个阳离子交换色谱和/或阴离子交换色谱和/或疏水相互作用色谱和/或混合模式色谱和/或羟基磷灰石色谱。抛光步骤之后是病毒过滤和超滤/渗滤，这完成模板化方法。参见例如，Shukla et al.,J.Chromatography B.,848(2007)28-39；Liu et al.,MAbs,2010:Sep-Oct 2(5):480-499。

一般来说，在中间体汇集罐中收集过滤操作的流出液和色谱操作的洗脱物并经常储存过夜，直至下一单元操作。完成这个过程所需要的时间可以长达4-7天。

本发明提供改良的模板化方法，其克服目前工业使用的模板化方法的几个缺点。

发明内容