人血清白蛋白

人血清白蛋白（Human Serum Albumin，HSA）是血漿中含量最豐富的蛋白質(zhì)，占血漿蛋白的40-60%，半衰期長(cháng)達20天，具有重要的生理學(xué)和藥理學(xué)功能，能維持血液正常的滲透壓，穩定電解質(zhì)和酸堿平衡，參與物質(zhì)運輸。在臨床上，人血清白蛋白一直被譽(yù)為“黃金救命藥”，主要用于手術(shù)輸血和危重病人的補液、治療創(chuàng )傷或燒傷引起的休克、治療低白蛋白血癥等。

人血白蛋白（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )）

人血清白蛋白在臨床上使用量很大，通常每劑量高達10g。而市售的治療性人血白蛋白多數來(lái)源于血漿，經(jīng)冷乙醇沉淀、柱層析、過(guò)濾等多種技術(shù)結合的方式純化獲得。由于人血漿來(lái)源有限、動(dòng)物源性污染風(fēng)險高，近年來(lái)，全球范圍內很多公司和實(shí)驗室都在嘗試采用基因工程的手段來(lái)制備重組人血清白蛋白（Recombinant Human Serum Albumin，rHSA），2024年4月8日，通化安睿特生物制藥股份有限公司自主研發(fā)的重組人白蛋白注射液，完成在俄羅斯的注冊，成功獲得歐亞經(jīng)濟聯(lián)盟-俄羅斯聯(lián)邦衛生部批準上市，成為全球首個(gè)獲批上市的治療性重組人血清白蛋白產(chǎn)品，極大推動(dòng)了全球生物醫藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

人血清白蛋白由585個(gè)氨基酸殘基構成，無(wú)糖基化，分子量約66kDa，親水性較高，分子中包含3個(gè)結構域（Domains）和35個(gè)半胱氨酸殘基，組成17對分子內二硫鍵和一個(gè)游離的半胱氨酸殘基，確保了其結構域的剛性特點(diǎn)。

Mimetic Blue® SA HL P6XL層析填料

Mimetic Blue® SA HL P6XL是Astrea Bioseparations公司推出的白蛋白親和層析填料，填料基架是粒徑均一的交聯(lián)瓊脂糖，配基是合成的蒽醌化合物，可以特異性結合白蛋白，用于血漿來(lái)源的白蛋白或重組白蛋白的捕獲。Mimetic Blue® SA HL P6XL的性能參數如下表所示。

Mimetic Blue® SA HL P6XL親和層析填料具有良好的化學(xué)穩定性，如圖1所示，將填料浸泡于不同pH的試劑中，測試3個(gè)月，在pH 3-13的范圍內，填料無(wú)明顯配基脫落，結合效果良好，除此之外，Mimetic Blue® SA HL P6XL親和層析填料與常見(jiàn)的變性劑如尿素和鹽酸胍、表面活性劑、還原劑等兼容性良好。基于其良好的化學(xué)穩定性，Mimetic Blue® SA HL P6XL親和層析填料可高效重復使用，在超過(guò)100個(gè)批次（>100 cycles）重復使用后，仍保持卓越的結合載量和純化效果。

圖1. Mimetic Blue® SA HL P6XL的pH耐受性測試

在一項測試中，研究人員將未經(jīng)處理的人源性血清直接上樣到裝有Mimetic Blue® SA HL P6XL填料的層析柱中，層析工藝參數如下表所示：

由圖2的層析圖譜和圖3的SDS-PAGE檢測結果可以看出，Mimetic Blue® SA HL P6XL可以選擇性的結合人血清中的白蛋白，其他蛋白隨流穿液離開(kāi)層析柱，洗脫液中白蛋白純度高達96%，回收率高于90%。

圖2. Mimetic Blue® SA HL P6XL捕獲血漿來(lái)源白蛋白的層析圖譜

圖3. SDS-PAGE檢測結果（Lane 1: molecular weight marker; Lane 2: load; Lane 3: flow through; Lane 4: elution）

Mimetic Blue® SA HL P6XL訂購信息

散裝填料

預裝柱

白蛋白融合蛋白

白蛋白融合蛋白（rHSA Fusion Proteins）是將目的蛋白與白蛋白進(jìn)行融合表達的蛋白質(zhì)，可延長(cháng)目的蛋白在體內的半衰期，在生物醫藥領(lǐng)域中具有廣泛的應用價(jià)值。早在1992年，歐洲科學(xué)家就嘗試將白蛋白和CD4蛋白基因融合后在酵母體系中表達，用于HIV的治療。2014年，GSK公司推出一種GLP-1受體激動(dòng)劑阿必魯肽（Albiglutide），用于治療2型糖尿病，該藥物是將兩個(gè)GLP-1串聯(lián)后與rHSA融合，具有長(cháng)效性，僅需每1-2周注射一次，可有效幫助患者管理其血糖水平。2016年，CSL Bering公司Idelvion經(jīng)FDA批準上市，該產(chǎn)品是凝血因子IX和rHSA的融合蛋白，在血液中半衰期更長(cháng)，用于治療B型血友病。此外，還有很多其他類(lèi)型的白蛋白融合蛋白正處于臨床試驗階段，例如，生長(cháng)因子-rHSA融合蛋白、白介素2-rHSA融合蛋白、抗體片段-rHSA融合蛋白（如scFv-rHSA融合蛋白）、干擾素α-2b-rHSA融合蛋白等。

AlbuPure®層析填料

AlbuPure®是Astrea Bioseparations和Albumedix公司合作開(kāi)發(fā)的白蛋白親和層析填料，填料基架是粒徑均一的高交聯(lián)瓊脂糖，配基是合成的三嗪化合物，具體高流速、高動(dòng)態(tài)結合載量、強化學(xué)耐受性等特點(diǎn)，主要用于白蛋白融合蛋白的純化。AlbuPure®的性能參數如下表所示。

AlbuPure®具有卓越的白蛋白融合蛋白結合性能，如圖4所示，研究人員在不同pH值不同流速的上樣條件下，探究了AlbuPure®對scFv-rHSA的動(dòng)態(tài)結合載量，結果表明，在pH=4.5，240cm/h線(xiàn)性流速下，AlbuPure®對目標融合蛋白的動(dòng)態(tài)結合載量最佳，10%流穿時(shí)，載量高達38.4mg/mL。

圖4. AlbuPure®動(dòng)態(tài)結合載量研究

與Mimetic Blue® SA HL P6XL類(lèi)似，AlbuPure®親和層析填料也具有優(yōu)秀的化學(xué)穩定性，可耐受1M NaOH溶液的清潔，對常見(jiàn)的變性劑、表面活性劑、還原劑等兼容性良好。

在一項研究測試中，研究人員使用酵母體系表達Anti-HIV gp41-rHSA融合蛋白（72kDa），收獲液經(jīng)澄清后，上樣到裝有AlbuPure®的層析柱中，層析工藝參數如下表所示：

由圖5的層析圖譜和圖6的SDS-PAGE檢測結果可知，AlbuPure®可以高效捕獲Anti-HIV gp41-rHSA融合蛋白，雜質(zhì)蛋白在上樣時(shí)流穿，經(jīng)過(guò)三次不同pH值下的淋洗步驟，可進(jìn)一步去除少量掛柱的雜質(zhì)蛋白，目標融合蛋白最后由辛酸鈉洗脫下柱，純度極高。

圖5. AlbuPure®純化Anti-HIV gp41-rHSA融合蛋白的層析圖譜

圖6. SDS-PAGE檢測結果

Lane: 1. Load (diluted); Lane 2: FT (neat); Lane 3: post load wash (neat); Lane 4: wash 1 (neat); Lane 5: wash 2 (neat); Lane 6: wash 3 (neat); Lane 7: elution (diluted); Lane 8: elution (10 fold dilution of lane 7); Lane 9: human albumin standard (1μg)

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Astrea Bioseparations于1987年孵化自劍橋大學(xué)，擁有超過(guò)30年層析介質(zhì)研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗，是世界級層析介質(zhì)產(chǎn)品與服務(wù)供應商。目前使用Astrea的產(chǎn)品已有超過(guò)21個(gè)生產(chǎn)工藝通過(guò)了FDA和EMA的批準。Astrea Bioseparations在全球擁有3個(gè)研發(fā)和生產(chǎn)基地，專(zhuān)注為生物大分子和CGT領(lǐng)域提供行業(yè)領(lǐng)先的層析介質(zhì)和技術(shù)服務(wù)。Astrea Bioseparations推出的基于納米纖維的新型層析技術(shù)，解決了傳統生物分離工具載量低和工藝耗時(shí)問(wèn)題，實(shí)現更快、更環(huán)保、更具成本效益的純化過(guò)程，完全符合當今生物治療創(chuàng )新的需求。

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參考文獻

1. 血清白蛋白的生物學(xué)特性研究進(jìn)展，生命科學(xué)，第25卷，第10期，2013年10月

2.人血清白蛋白純化技術(shù)研究進(jìn)展，生物工程學(xué)報，18卷6期，2002年11月

3. 人血清白蛋白融合技術(shù)在藥物長(cháng)效化改造中的應用，生命科學(xué)，第27卷，第9期，2015年9月

4. R. Raoufinia et al., Overview of Albumin and Its Purification Methods, 2016

5. M. Sanches et al., AlbuCORE: an albumin-based molecular scaffold for multivalent biologics design, 2020

6. Technical User Guide:  Mimetic Blue® SA HL P6XL, Astrea Bioseparations

7. Application Note: Capture and purification of human serum albumin from human source plasma using Mimetic Blue® SA HL P6XL, Astrea Bioseparations

8. Technical User Guide: AlbuPure®, Astrea Bioseparations

9. Technical Note: Capture and purification of recombinant albumin-fusion proteins using AlbuPure®, Astrea Bioseparations