重组人促红细胞生成素的生产与应用
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重组人促红细胞生成素的制备一、引言重组人促红细胞生成素(rHuEPO)是一种人工合成的蛋白质,可以刺激骨髓中的造血干细胞增殖和分化,促进红细胞的生成。
它被广泛应用于治疗各种类型的贫血,包括肾性贫血、癌症相关贫血等。
本文将介绍rHuEPO的制备过程。
二、rHuEPO的结构与功能rHuEPO是一种由165个氨基酸组成的糖蛋白,其分子量约为34kDa。
它在体内主要由肾脏分泌,但也可以由其他组织产生。
rHuEPO能够与红细胞前体细胞表面上的受体结合,并通过下游信号通路促进红细胞生成。
三、制备rHuEPO的方法1. 基因克隆制备rHuEPO的第一步是进行基因克隆。
目前已知有三种来源可供选择:人体、小鼠和大肠杆菌。
其中,以大肠杆菌为主要来源最为常见。
2. 转化表达将克隆得到的基因导入到表达载体中,再将载体导入到大肠杆菌中,使其表达rHuEPO蛋白。
这一过程需要进行多次筛选和纯化,以确保得到纯净的rHuEPO。
3. 后续处理经过转化表达后得到的rHuEPO需要进行后续处理,包括蛋白质结构分析、纯化、重组和活性检测等步骤。
其中,重组是指将rHuEPO与其他蛋白质结合形成复合物,以提高其生物活性。
四、rHuEPO的应用1. 治疗肾性贫血rHuEPO是治疗肾性贫血的常用药物之一。
它能够刺激骨髓中的造血干细胞增殖和分化,促进红细胞生成。
对于患有慢性肾病的患者来说,长期使用rHuEPO可以显著改善他们的生活质量。
2. 癌症相关贫血rHuEPO也被广泛应用于治疗癌症相关贫血。
由于化疗和放疗会对正常细胞造成损伤,从而导致贫血发生。
而rHuEPO的使用可以促进红细胞生成,减少贫血的发生率。
3. 运动员兴奋剂rHuEPO也被一些运动员作为兴奋剂使用。
由于它能够提高氧气输送能力,从而增加肌肉耐力和运动表现。
但这种使用方式是不合法的,并且存在一定的风险。
五、结论rHuEPO是一种重要的生物制品,广泛应用于治疗贫血等疾病。
其制备过程需要进行多次筛选和纯化,以确保得到纯净的rHuEPO。
EPO生产工艺课件EPO生产工艺课件一、EPO的概述EPO(全称为人重组红细胞生成素)是一种由基因工程合成的人血红蛋白。
它广泛应用于贫血的治疗,能够促进红细胞的生成,提高人体的血红蛋白水平。
EPO的生产工艺十分重要,下面将介绍EPO的生产工艺流程。
二、EPO的基因克隆与表达工艺1. 提取人类基因:通过血液样本提取人类基因,一般选取肝脏细胞中富含EPO基因的mRNA。
2. cDNA合成:使用逆转录酶将mRNA转录成cDNA。
3. 基因克隆:将cDNA与质粒进行连接,在大肠杆菌中转化获得重组质粒。
4. 转化宿主菌:将重组质粒转化入大肠杆菌中,通过培养筛选出含有EPO基因的克隆。
5. 表达EPO:将含有EPO基因的克隆进行大规模培养,产生大量的EPO蛋白。
三、EPO的纯化工艺1. 细胞破碎:将培养得到的大肠杆菌进行机械或化学破碎,破碎细胞获得包含EPO蛋白的细胞浆。
2. 脱酶:使用酶将细胞浆中的DNA和RNA降解掉,得到相对纯净的EPO蛋白。
3. 蛋白分离:利用各种物理化学方法,如离子交换色谱、凝胶过滤、亲和色谱等,将EPO与其他杂质分离开来。
4. 浓缩:通过浓缩方式,将纯化后的EPO溶液浓缩成较小体积的制剂。
5. 冻干:将浓缩后的EPO溶液进行冻干,得到干燥的EPO粉末。
四、EPO的灭菌与制剂工艺1. 灭菌:将EPO粉末与无菌溶液混合,利用高温高压或辐照等方式对制剂进行灭菌处理,确保制剂的无菌性。
2. 充填:将灭菌后的制剂进行充填到无菌密闭的容器中,确保制剂的长期保存和稳定性。
3. 标签和包装:对制剂进行标签和包装,标明产品名称、规格、生产日期、有效期等信息。
4. 质检:对制剂进行质量检验,确保制剂符合相关标准和规定。
五、EPO的贮存与运输1. 贮存:将制剂存放在干燥、避光、低温的条件下,确保制剂的稳定性和长期保存。
2. 运输:在运输过程中,制剂需要避免受潮、受热,同时确保其在规定的温度范围内。
3. 冷链管理:对于特殊需要保持低温的制剂,如冷冻EPO,需要进行冷链管理,保证其质量和活性在运输过程中不受损。
资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载重组人促红细胞生成素的生产与应用地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容重组人促红细胞生成素的生产与应用任雅怡3090102202摘要重组人促红细胞生成素是成功应用于生物医药领域的重组蛋白药物产品。
科研领域对其性质和合成方法已有了成熟的了解。
工业生产者也早已开始大量生产重组人促红细胞生成素,并且取得了不俗的市场成效。
关键词重组人促红细胞生成素生产工艺应用市场开发重组人促红细胞生成素的性质促红细胞生成素(erythropoietin,简称EPO)最早于1906年被发现。
EPO 属唾液糖蛋白激素,由165个氨基酸组成,为人体内源性化合物,糖基化位点为Asn24、Asn28、Asn83和Ser126,有2对半胱氨酸组成的二硫键(Cys7-Cys61和Cys29-Cys33),分子量为34~36 ku (SDS-PAGE)、30.4 ku(超滤)或60 ku (凝胶电泳),疏水性极强,pI为3.75~4.15。
它主要来源于肾脏(少量来源于肝脏),由皮质管周围的间质细胞合成。
由基因重组技术合成的rhEPO相对分子质量为30400道尔顿,为含165个HYPERLINK "/92666/" \t "_blank" HYPERLINK "/225210/" \t "_blank" 氨基酸糖的酸性糖蛋白,由哺乳动物细胞培养产生,结构与天然EPO极为相似,其理化性质和生物学活性与天然内源性红细胞生成素相同。
其不同点是基因位点在7号染色体。
在基因重组技术诞生前,EPO主要从贫血患者的尿和绵羊血中提取,提取率非常低,且极不稳定,理化和生物性质难以测定。
2024年重组人促红素市场分析现状引言重组人促红素(简称rhuEPO)是一种通过基因重组技术合成的人体促红细胞生成素。
它经常被用于治疗贫血等血液疾病,并在临床上取得了显著成效。
本文将对重组人促红素市场的现状进行分析,包括市场规模、市场竞争情况、市场发展趋势等方面。
市场规模重组人促红素市场规模已经逐年扩大。
据统计数据显示,截至2021年,全球重组人促红素市场规模达到了XX亿元,预计2025年将增长至XX亿元。
市场的增长主要受到贫血患者数量的增加、医疗水平的提高以及人们对健康的关注度提升的影响。
同时,在发展中国家,由于健康保障政策的实施,重组人促红素的需求也在不断增加。
市场竞争情况重组人促红素市场存在激烈的竞争。
目前,市场上主要的竞争者包括跨国制药公司和国内生物技术企业。
跨国制药公司具有丰富的研发资源和市场渠道,同时拥有多年的生产经验,已经建立了稳定的客户群体。
然而,由于国内生物技术企业具有更低的生产成本和更灵活的市场反应能力,它们正在逐渐发展壮大,有望在市场竞争中获得更大的份额。
市场发展趋势随着人们对健康的关注度增加以及医疗水平的提高,重组人促红素市场有望继续保持增长态势。
未来几年内,有几个市场发展趋势值得关注:1.技术进步:随着基因重组技术的进步,合成重组人促红素的成本将进一步降低,同时生产效率将大幅提高,这将推动市场的发展。
2.市场差异化:由于市场竞争激烈,企业需要通过研发创新和产品差异化来获得竞争优势。
例如,研发更长效的重组人促红素,开拓新兴市场等。
3.市场多元化:除了治疗贫血外,重组人促红素还可以应用于肿瘤患者、肾脏病患者等其他领域。
未来,重组人促红素市场可能会进一步多元化,涵盖更广泛的疾病领域。
总结重组人促红素市场正处于发展的黄金期,市场规模不断扩大。
市场竞争激烈,跨国制药公司和国内生物技术企业是市场的主要竞争者。
未来市场发展的趋势包括技术进步、市场差异化和市场多元化。
这些趋势将为市场带来更多机遇,同时也需要市场参与者保持创新能力和市场敏感度,以应对竞争和顺应市场需求的变化。
促红细胞生成素在临床中的应用进展刘容麟张卫婷(通讯作者)华北制药金坦生物技术股份有限公司050035摘要促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)作为一种刺激骨髓生成红细胞的重要激素,不仅在贫血治疗中具有显著效果,也在肾脏,心血管,肿瘤化疗的治疗中具有重要意义,另外对器官和脑神经也具有保护和恢复作用。
其作为一种多用途的细胞因子,对机体器官起到修复和保护的作用,随着该领域研究人员不断深入的研究,使得EPO的临床应用范围变得更加广阔。
关键词促红细胞生成素;临床应用;贫血引言促红细胞生成素是由肾脏合成的一种糖蛋白,该糖蛋白具有生物学活性,EPO作用于骨髓中红系造血祖细胞,具有促进其增殖、分化的作用。
因为EPO的应用范围较广泛正因为其潜在的巨大价值,一直是人们研究和关注的热点。
重组人促红细胞生成素(recombinant human erythropoietin,rhEPO)是利用基因重组技术,将人类EPO的基因转入哺乳动物细胞后,在哺乳动物细胞中进行表达,其具有和人源EPO相同的效果,能够实现促进血细胞的增殖分化,增加机体血红蛋白的含量,显著提高血液系统的携氧能力。
目前EPO不仅应用于肾性贫血的治疗,同时也用于治疗临床疾病。
1 EPO在贫血和预防中的应用rhEPO具有和EPO相同的效果,能够促进血细胞的增殖分化,增加机体血红蛋白的含量,显著提高血液系统的携氧能力。
Hava[2]等做了临床统计,结果显示rhEPO可以有效治疗绝大多数血液透析患者的贫血症状,治疗有效率为100%,完全治愈率达到90%。
李莹莹等[3]通过观察rhEPO防治早产儿的疗效发现早期应用rhEPO能够改善骨髓造血功能,提高极低出生体重儿的网织红细胞数、红细胞压积、血红蛋白,减少输血次数,降低不良反应,从而起到防治早产儿贫血的作用。
2 EPO 在肾脏疾病的临床应用慢性肾衰竭患者都会发生贫血,不仅严重阻碍肾病患者的正常生活,还增加了终末期肾病、突发心血管和死亡风险 [4]。
EPO(重组人红细胞生成素)市场发展现状概述EPO(重组人红细胞生成素)是一种由基因工程技术生产的人工合成药物,用于治疗贫血等血液疾病。
随着近年来医疗技术的快速发展和人口老龄化趋势的加剧,EPO市场面临较大的发展机遇和挑战。
本文将分析EPO市场的发展现状,并对未来发展趋势进行展望。
市场规模目前,EPO市场规模不断扩大。
根据行业研究报告,在全球范围内,EPO市场的年销售额已经超过100亿美元。
亚洲地区是EPO市场增长最快的地区之一,其中中国市场的增速特别突出。
主要应用领域EPO在医疗领域有广泛的应用。
主要包括以下几个方面:1.肾病性贫血治疗:EPO被广泛应用于慢性肾脏病患者的贫血治疗中,通过刺激红细胞生成来提高患者的血红蛋白水平。
2.癌症化疗相关贫血治疗:EPO可用于治疗化疗引起的贫血,帮助患者恢复体力和生活质量。
3.手术前后贫血治疗:EPO可用于手术前后患者的贫血治疗,预防手术并发症和加速康复过程。
4.内科和儿科疾病治疗:EPO也被用于治疗其他疾病引起的贫血,例如慢性疾病、遗传性溶血性贫血等。
市场竞争态势EPO市场竞争激烈,主要厂商包括强生(Johnson & Johnson)、罗氏集团(Roche)、阿斯利康(AstraZeneca)等。
这些公司在研发、生产和销售方面都占据了一定的市场份额,并不断进行技术创新和市场推广以保持竞争优势。
主要挑战和机遇EPO市场面临着一些挑战和机遇:1.法规政策风险:不同国家和地区对于EPO的审批和使用存在差异,相关法规政策的变动可能会对市场造成不确定性和影响。
2.价格竞争压力:市场上有多个厂商生产和销售EPO,价格竞争激烈,对企业盈利能力构成一定的压力。
3.技术创新机遇:随着生物技术的进步和医疗技术的不断提升,EPO市场依然存在较大的发展空间,特别是在癌症治疗等领域。
发展趋势展望未来,EPO市场有以下几个发展趋势:1.肾病性贫血治疗市场仍将是EPO市场的主要驱动力,随着肾脏疾病发病率的上升,EPO的需求将持续增长。
重组人红细胞生成素(rhEPO)注射液的研制、临床应用及产业
化生产
史江;方君;胡云龙;聂海洋;刁勇;吴钢;周国华;古倬良;陶开华;张广仁;郑法雷
【期刊名称】《医学研究杂志》
【年(卷),期】1999(000)010
【摘要】重组人红细胞生成素(rhEP0)注射液是临床上肾性贫血的特效治疗药物。
也可治疗非肾性贫血(骨髓增生异常综合症,放疗和化疗所致贫血,再生障碍性贫血,癌性贫血)。
rhEPO具有与人体内天然的红细胞生成素相同的结构和生物学特【总页数】2页(P12-13)
【作者】史江;方君;胡云龙;聂海洋;刁勇;吴钢;周国华;古倬良;陶开华;张广仁;郑法雷【作者单位】南京军区军事医学研究所;海南亚龙生物医学研究所;南京军区军事医学研究所;北京协和医院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ464
【相关文献】
1.重组人红细胞生成素(rHuEPO)的研制和临床应用 [J], 史江;胡云龙
2.重组人红细胞生成素(rhEPO)注射液的研制,临床应用及产业化生产 [J], 史江;方君
3.50%葡萄糖注射液+维生素C注射液自制眼药水的研制与临床应用 [J], 殷承英; 李惠兰
4.肝酶灵注射液的研制与临床应用 [J], 张永明;黄亚非;邓子德
5.当红奶牛福穴位注射液的研制及其临床应用初报 [J], 罗超应;李锦宇;王建华;郑继芳;华兰英;寇海燕;王锐
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用三步法纯化重组人促红细胞生成素技术方法李 琳 邓继先 卢建申 周 江军事医学科学院生物工程研究所 北京 100071【摘要】 用生物反应器培养中国仓鼠卵巢细胞2促红细胞生成素(CHO 2EPO )C2细胞株,培养上清液中重组人促红细胞生成素(rHuEPO )表达水平达2×106~3×106U/L 。
培养上清液经过三步纯化:第一步为反相色谱,可将样品体积浓缩约96.7%,其收集液经充分透析后进行第二步的DEAE 2离子交换色谱,最后进行分子筛色谱,总回收率为30%以上。
经纯化的rHuEPO 比活性为1.5×108U/g 蛋白,SDS 2PA GE 为一条带,扫描测试纯度达98%以上。
关键词 促红细胞生成素;纯化;色谱法中国图书资料分类法分类号 R392.11Purif ication of recombinant human erythropoietin to homogeneity by a rapid three 2step procedureL i L i n ,Deng Ji xian ,L u Jianshen ,Zhou JiangInstitute of Biotechnology ,Academy of Military Medical Sciences ,Beijing 100071Abstract Chinese hamster ovary 2erythropoietin (CHO 2EPO )C2cells were cultured in the packed bed bioreactor with free 2fetal bovine serum medium.Conditioned medium from the Bioreactor contained 2×106-3×106U/L of recombinant human erythropoietin (rHuEPO ).Crude rHuEPO from the con 2ditioned medium was purified by three 2step procedure to yield preparations with potency of 1.5×108U/g in 30%yield.The three steps involved :(1)reverse 2phase chromatography which made 302fold concentration ;(2)sufficient dialysis and purification with ion 2exchange chromatography ;(3)gel filtra 2tion.SDS 2PA GE result of the preparations showed a single band.Homogeneity was confirmed by UV scanning.K ey w ords erythropoietin ;purification ;chromatography 促红细胞生成素(erythropoietin ,EPO )是一种糖蛋白激素,它通过刺激红细胞前体细胞分化生成成熟红细胞以调节外周血红细胞水平。
临床上EPO不仅用于治疗肾性贫血,而且已经被应贫血的治疗8]。
尽管输血由于起效快、价格低等有利因素在临床治疗中被广泛应用,但是它也存在诸多潜在危险,如感染、输血反应,严重时甚至引起死亡。
而注射EPO则能有效地避免这些输血并发症。
1985年,人们运用重组技术[9表达了重组人红细胞生成素(rHuEPO)。
rHuEPO 生产细胞株CHO2EPO C2重组人红细胞生成素( rHuEPO) 是利用基因工程技术,将人的红细胞生成素基因转入哺乳动物细胞内,高效表达的能刺激红细胞生成的糖蛋白激素,用于治疗慢性肾功能衰竭和癌症化疗产生的贫血[122 ][1 ] Oh J H ,Ha H , Yu M R ,et al . Sequential effects of high glucose on mesangial cell TGF2β1 and fibronectin synthesis[J ] . Kidney Int ,1998 ,54 :187221878.[2 ] Border WA ,Noble N A. TGF2beta in kidney fibrosis :A target for gene therapy[J ] . Kidney Int ,1997 ,51 (5) :138821396.重组EPO(rHuEPO)由于EPO在体内的作用巨大而天然来源却十分有限(主要从贫血患者的尿中提取),人们便开始利用基因重组的分子,它由不同的糖化体构成,各种糖化体的区别主要表现在糖基在整个分子中所占的比例不同,而这个比例也的作用极为相似,它一方面能够刺激骨髓造血功能,及时有效地增加红细胞的数量;另一方面能够增强机体对氧的结合、运输和供应能力,有利于在高强度竞技时改善缺氧状态,促进肌肉中氧生成,使肌肉更有力、工作时间更长,从而增强运动能力。
长期使用rHuEPO,对运动员来说,可能会带来一时的荣誉,但给其健康带来的却是永久的危量过度增加,当血红蛋白含量超过55%时,血液粘滞度就会增高,同时血流也会变慢。
益比奥(重组人促红素注射液(CHO细胞))益比奥(重组人促红素注射液(CHO细胞))益比奥是一种重组人促红素注射液,采用CHO细胞作为生产基材的新型药物。
它以其独特的优势在医学界备受关注和推崇。
本文将介绍益比奥的研发背景、药物特性,以及其在临床实践中的应用情况。
一、研发背景益比奥的研发始于对红细胞生成调控机制的研究。
科学家们逐渐发现,促红素在调控红细胞生成中起着重要作用。
然而,传统的提取方式因受限于来源和供应的稳定性而存在一定难度。
为了解决这一难题,科学家们开始探索新的生产方法。
基于CHO细胞的生产工艺具有一定的优势。
CHO细胞生产方式成熟,相对稳定,安全性高,而且可大规模生产,能满足药物市场的需求。
因此,益比奥的研发团队决定采用CHO细胞作为生产基材。
二、药物特性益比奥是由CHO细胞表达并分泌的重组人促红素。
它的分子结构与人体自身产生的促红素高度相似,因此具有较好的生物活性和生物相容性。
益比奥的特点主要有以下几个方面:1. 高效:益比奥能够刺激骨髓中的造血干细胞增殖和分化,促进红细胞的生成。
临床研究表明,益比奥能够有效缓解贫血症状,改善患者的生活质量。
2. 安全:益比奥的生产工艺严格依照药品生产质量管理规范实施,保证了药物的质量和安全性。
临床使用的过程中,益比奥的安全性也得到了充分验证。
3. 方便:益比奥采用注射剂的形式,便于患者使用。
患者可以在医生的指导下在医疗机构中进行注射,或者在家中进行自我注射,提高了治疗的舒适度和便利性。
三、临床应用益比奥已被广泛应用于贫血疾病的治疗领域。
以下是益比奥在临床实践中的常见应用情况:1. 肾性贫血:肾性贫血是慢性肾脏疾病患者常见的并发症之一。
益比奥能够刺激骨髓中红细胞的生成,改善患者贫血状况,减轻症状,并提高生活质量。
2. 癌症相关贫血:化疗和放疗对癌症患者造血系统产生严重影响,导致贫血。
益比奥作为一种补充治疗药物,可以缓解癌症患者的贫血症状,提高生活质量。
重组人促红素的功能主治1. 什么是重组人促红素?重组人促红素(recombinant human erythropoietin,简称rhEPO)是一种通过基因重组技术获得的人工合成蛋白质。
它的结构与自然产生的人体促红素相似,可以刺激人体骨髓产生红细胞,从而提高血液中红细胞的数量和氧气运输的能力。
2. 重组人促红素的主要功能重组人促红素的主要功能是增加人体骨髓中红细胞的产生,从而提高血液的含氧量和运输能力。
以下是重组人促红素的主要功能:•促进红细胞生成:重组人促红素可以刺激骨髓中的干细胞分化为红细胞前体细胞,并促进这些细胞的定向分化和增殖,从而增加红细胞的生成量。
•提高红细胞的质量:重组人促红素可以改善红细胞的质量,使其更具弹性和稳定性,提高红细胞在血液中的流动性和氧气的运输能力。
•缓解贫血症状:重组人促红素可以有效地治疗由于红细胞生成不足或功能障碍导致的各种贫血症状,如疲劳、无力、心悸、气短等。
3. 重组人促红素的主治疾病重组人促红素广泛应用于多种贫血和其他与红细胞生成不足有关的疾病的治疗中。
以下是重组人促红素的主要主治疾病:•慢性肾脏病相关贫血:由于肾功能损伤导致红细胞生成不足的慢性肾脏病患者常常出现贫血,重组人促红素可以刺激骨髓产生更多的红细胞,缓解贫血症状。
•癌症相关贫血:癌症患者由于化疗、放疗等治疗导致红细胞生成不足,常常伴随贫血,重组人促红素的使用可以改善贫血症状,提高生活质量。
•妊娠期贫血:孕妇由于红细胞扩增和胎儿对氧气的需求增加,容易出现贫血症状,重组人促红素可以提高红细胞的生成量,缓解贫血。
•骨髓抑制性贫血:某些药物或化疗药物可能会抑制骨髓的功能,导致红细胞生成不足,重组人促红素可以起到促进红细胞生成的作用。
4. 重组人促红素的使用注意事项在使用重组人促红素时,需要注意以下事项:•严格按照医生的指示用药,遵循给药途径、频次和剂量等要求。
•定期检查血常规和肾功能,以评估疗效和调整用药方案。
重组人促红细胞生成素的生产与应用任雅怡3090102202摘要重组人促红细胞生成素是成功应用于生物医药领域的重组蛋白药物产品。
科研领域对其性质和合成方法已有了成熟的了解。
工业生产者也早已开始大量生产重组人促红细胞生成素,并且取得了不俗的市场成效。
关键词重组人促红细胞生成素生产工艺应用市场开发一、重组人促红细胞生成素的性质促红细胞生成素(erythropoietin,简称EPO)最早于1906年被发现。
EPO属唾液糖蛋白激素,由165个氨基酸组成,为人体内源性化合物,糖基化位点为Asn24、Asn28、Asn83和Ser126,有2对半胱氨酸组成的二硫键(Cys7-Cys61和Cys29-Cys33),分子量为34~36 ku (SDS-PAGE)、30.4 ku(超滤)或60 ku(凝胶电泳),疏水性极强,pI为3.75~4.15。
它主要来源于肾脏(少量来源于肝脏),由皮质管周围的间质细胞合成。
由基因重组技术合成的rhEPO相对分子质量为30400道尔顿,为含165个氨基酸糖的酸性糖蛋白,由哺乳动物细胞培养产生,结构与天然EPO极为相似,其理化性质和生物学活性与天然内源性红细胞生成素相同。
其不同点是基因位点在7号染色体。
在基因重组技术诞生前,EPO主要从贫血患者的尿和绵羊血中提取,提取率非常低,且极不稳定,理化和生物性质难以测定。
1985年,人EPO基因克隆和表达的成功,使rh-EPO的制备成为现实。
二、重组菌构建过程重组人红细胞生成素,是以重组DNA技术生产的红细胞生成素,将红细胞生成素的基因连接到表达载体上,转化CHO细胞,从细胞培养上清液中纯化得到红细胞生成素。
重组人红细胞生成素与天然人红细胞生成素具有相同的体内、体外活性,比活基本相当。
Jacob等人从基因文库中克隆并测序了编码红细胞生成素的DNA片段,同时,以核酸探针从λ噬菌体cDNA文库中筛选得到了编码红细胞生成素的cDNA片段,以此构建了SV40病毒启动子驱动表达的载体,在猴肾纤维母细胞COS-1中进行瞬时表达,测得了红细胞生成素的生物活性。
Lin等人(1985)由人基因组中获得编码红细胞生成素的基因,将其转入中国仓鼠卵巢细胞系(CHO)中,获得稳定的表达。
Quelle等人利用昆虫SF9细胞中的杆状病毒系统表达rhEPO。
虽然经转化的SF9细胞生产的rhEPO的产率有所改善,但是目标产物rhEPO的糖基化程度较天然红细胞生成素为小,因而其分子量亦较小。
Mori等人构建了一个含有干扰素-α基因启动子的rhEPO表达载体,并利用该rhEPO表达载体转化B细胞白血病BALL-1细胞。
经以仙台病毒转染后,转化的B细胞白血病BALL-1细胞比现有技术所得的转化株能产生较高量的rhEPO。
重组红细胞生成素在大肠杆菌中也得到表达,但所得rhEPO仅具有体外抗原结合活性。
至于家蚕体内的表达系统,也存在糖基化简单,药物在体内稳定性较低、活性较差等问题。
在哺乳动物细胞CHO、BHK细胞系统中表达,获得的重组红细胞生成素与天然红细胞生成素相似。
故现在工业生产中多采用动物细胞培养表达红细胞生成素进行大规模生产。
三、重组人促红细胞生成素的生产工艺1、表达红细胞生成素的细胞系①构建红细胞生成素表达载体有两种方式获得编码人红细胞生成素基因。
一种是提取胎肝染色体DNA,然后以特异性寡核苷酸为引物,经聚合酶链式反应扩增出人红细胞生成素的基因片段,然后与克隆载体连接,克隆基因。
另一种是提取人胎肝mRNA,逆转录合成cDNA文库,进行文库筛选,得到人红细胞生成素基因。
将人红细胞生成素基因与表达质粒重组,导入哺乳动物细胞,经筛选得到表达人红细胞生成素的细胞株。
常用的表达载体有这两种质粒带有二氢叶酸还原酶(dhfr)基因,也可以用不含dhfr基因的表达载体。
常用的宿主细胞为CHO细胞。
构建载体经过筛选后,必须通过测序,确证红细胞生成素的DNA序列及其推导的氨基酸序列是正确的。
②构建表达红细胞生成素的细胞株以二氢叶酸还原酶缺陷型的中国仓鼠卵巢细胞系(CHO dhfr-)为宿主细胞。
将此细胞培养于100 mm培养皿中,待细胞长满至50%~60%时,用无血清细胞培养基淋洗细胞,加入由无血清培养基、表达载体和共转化载体,以及lipofectin组成的共转染混合液,37℃培养4小时。
吸出培养基,加入含10%胎牛血清的F12培养基,37℃培养过夜。
随后在含青霉素、链霉素及10%胎牛血清的DEME中培养,获得抗性克隆。
逐步提高MTX终浓度,筛选抗性克隆。
利用酶联免疫分析法确认所得到的细胞表达人红细胞生成素。
2、 CHO细胞培养工艺过程在获得了能够高效表达目的蛋白的重组细胞株以后,需要解决的问题就是通过培养而大量生产出目的蛋白。
常规动物细胞培养的方法是将细胞放在不同的容器中进行培养。
如利用转瓶大量培养贴壁细胞或用生物反应器培养贴壁或悬浮细胞。
转瓶培养细胞工艺简单,规模易于扩大,污染易于控制,一直用于疫苗工业的生产,是传统的细胞培养生产工艺。
美国Amgen公司是世界上最早获得人红细胞生成素生产和上市的企业,采用的生产工艺即是转瓶培养生产工艺。
以下介绍生物反应器培养工艺。
①种子细胞制备(1)冻存的细胞株37℃水浴复苏,无菌离心,弃去冻存液。
(2)加入适量DMEM培养基(含10%小牛血清)。
(3)37℃二氧化碳培养箱培养,连续传三代。
(4)细胞消化后接种,接种的细胞浓度约为2.5×106个/ml。
②反应器连续培养(1)加入纤维素载体片及pH7.0的PBS缓冲液,5L细胞反应器高压灭菌1.5小时。
(2)将反应器接入主机,连接气体,校正电极,排出PBS缓冲液。
加含有小牛血清的DMEM 培养基,接种。
控制条件pH7.0,搅拌转速<50 r/min,37℃,DO 50%~80%,进行贴壁培养。
(3)转速提高到80~100 r/min,继续扩增培养10天。
(4)更换为无血清合成培养基,由软件控制温度、溶氧、pH值等培养条件,进行连续灌流培养。
(5)收获培养物,4℃~8℃保存。
③培养工艺控制生物反应器由于各种辅助配件比较完善、因此具有许多优点,如无菌操作安全可靠、保温和气体交换可靠,能保持pH值稳定,监视控制自动化,产物的收集和新液的补充持续进行以及载体有足够的表面积等,非常适于基因工程细胞的高密度、高表达连续培养。
但不同的细胞,其最适生长和表达条件不完全相同,必须摸索出最适培养条件。
在刚接种后细胞稀少时,搅拌速度缓慢,使细胞牢固地贴附于载体上,随着细胞数量的增加逐渐提高搅拌速度,以便使细胞周围的微环境中代谢产物和营养物质都在较短的时间内达到平衡。
动物细胞培养对温度波动的敏感性很大。
因此,对温度的控制应较为严格。
恒定的温度(37℃)及pH值(7.2)也是较为理想的条件。
pH值也是细胞培养的关键性参数,它能影响细胞的存活力、生长及代谢。
细胞生长的最适pH值因细胞类型不同而异,应先通过实验寻找出最适pH值,再通过输入CO2和碳酸氢盐溶液维持其恒定。
细胞生长与表达的pH值为7.0~7.2。
氧是细胞代谢中最重要的养分之一。
它可以直接和间接地影响细胞的生长与代谢。
溶解氧应在10%~100%的范围内。
可根据需要向培养液内加入氧气、空气或氮气按比例的混合气体以控制溶氧。
葡萄糖是细胞生长与表达过程中必不可少的碳源之一,其消耗程度直接反映出细胞代谢旺盛程度,细胞生长、表达旺盛时,需大量消耗,而缺乏时细胞生长速度与产物表达量均降低,故应及时充分地予以补充。
此外还应监测氨、乳酸盐类等代谢废物在培养基中的含量,维持在较低的浓度,减少对细胞损害。
虽然采用有血清培养基有效刺激细胞的分化和增殖,但无血清的合成培养基用于生产,可降低纯化过程中杂蛋白质的含量,减少纯化的负载,并延长层析色谱柱使用寿命,有效提高产品的纯度。
3、红细胞生成素的分离纯化工艺过程①红细胞生成素的初级分离(1)CM-Sephrose亲和层析柱预先用Na-HAc-异丙醇活化,并用20 mmol/L TrisHCl平衡缓冲液平衡。
(2)收获培养基滤膜过滤后上CM亲和层析柱,平衡缓冲液平衡。
(3)0~2 mol/L NaCl,20 mmol/L Tris洗脱液梯度洗脱。
(4)收集活性洗脱峰10 mmol/L Tris透析液透析过夜。
②红细胞生成素的精制(1)透析后的活性组分上预先平衡的DEAE离子交换柱。
(2)0~1 mol/L NaCl- Tris洗脱液梯度洗脱,收集活性洗脱峰。
(3)上10%乙腈平衡的RP-HPLC柱(C4填料),10%~70%的乙腈溶液梯度洗脱,收集活性洗脱峰。
(4)上凝胶柱(预先用20 mmol/L柠檬酸盐缓冲液平衡),20 mmol/L柠檬酸盐缓冲液平衡并洗脱,收集活性洗脱峰(红细胞生成素)。
在透析过程中,透析液的体积为蛋白液的15倍体积,过夜,并分四次换液。
在上离子交换柱前用0.22 μm滤膜过滤。
在上RP-HPLC柱前样品蛋白含量为0.37 mg/ml,经无菌过滤后制成粗品再进一步纯化。
在上凝胶柱前蛋白含量约为1.0 mg/ml,最后得到产品蛋白含量为1.2 mg/ml,其比活>1.2×105 IU/mg。
四、重组人促红细胞生成素的应用1、应用情况概述重组人红细胞生成素(rhuEPO)是最早用于临床的重组基因工程药物之一,可促进骨髓内原始血细胞加速分化,促进有核红细胞加快成熟及血红蛋白合成,刺激网织红细胞和成熟红细胞释放,并稳定红细胞膜,提高红细胞膜抗氧化酶功能。
rhuEPO最初主要用于治疗慢性肾性贫血,之后随着对众多疾病相关性贫血的病理生理过程以及EPO、铁和红细胞生成三者间相互关系的深入认识,EPO的临床应用逐步扩展。
EPO现阶段的临床应用主要有治疗慢性肾病、获得性免疫缺陷综合征(AIDS)、肿瘤、充血性心力衰竭、中枢神经系统疾病、认知功能受损、丙型肝炎病毒(HCV)感染等疾病患中、治疗中或恢复期的贫血和组织缺氧症状。
2、临床试验效用以下结论来自一些具体相关临床试验的研究文献:① rhuEPO明显促进红细胞生成,安全、可靠地改善妊娠期贫血。
②大剂量治疗多发性骨髓瘤患者相关性贫血优于数学,其起效快、疗效好,患者生活幸福感改善明显,费用成本低,安全性好。
③应用重组人促红细胞生成素可以明显改善肝移植受者术前存在的贫血状态,减少术中异体血液的输注量和术后继续需要输注异体血液的可能。
④恶性血液病完全缓解的患者巩固化疗中,应用rhEPO2万U每周1次疗法治疗化疗相关性贫血可以减少输血量和相关治疗费用,并减少输血相关副作用和患者的痛苦。
⑤ rhuEPO预处理(皮下注射)能减轻二尖瓣置换术患者的血清心肌酶及肌钙蛋白表达,具有显著的保护心肌作用。
⑥ rhEPO治疗能促进新生儿缺氧缺血性脑病(HIE)患儿神经功能的早期回复,除对红细胞增生有促进作用外,对其他系统无不良反应。