重组蛋白类产品及其质量控制要点

发布时间:2025-12-31 10:26浏览次数:

重组蛋白

重组蛋白是指利用重组DNA或者重组RNA技术获得的蛋白质。重组蛋白技术通过基因克隆工程或化学合成技术获得目的基因,选择合适的表达载体导入到特定的宿主细胞中,利用宿主细胞的遗传特性,从而表达出具有功能性的蛋白质分子,称之为重组蛋白。

‍‍‍重组蛋白通常需要通过目的基因的克隆、重组载体的构建、宿主细胞的转化、蛋白表达的诱导、收获和纯化蛋白等五步骤获得。其中蛋白表达的诱导较为关键,它是指重组质粒进入到宿主细胞后和宿主细胞的染色体融合,遵循细胞转录和翻译机制表达出目标蛋白。常见的表达系统有原核表达系统(主要是大肠杆菌)、酵母表达系统、昆虫细胞表达系统和哺乳动物表达系统。‍‍‍‍‍‍‍

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常见的重组蛋白主要是细胞因子类,按功能可分为以下几种:

1. 白细胞介素也称为白介素(Interleukin),是一类由多种细胞产生并作用于多种细胞的细胞因子。在免疫细胞和白细胞之间相互作用,具有传递信息、激活与调节免疫细胞、介导T细胞和B细胞活化、增殖和分化及在炎症反应中起重要作用等多种功能。

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图1 白细胞介素

2. 干扰素(interferon),其通过与靶细胞表面干扰素结合,诱导靶细胞多种抗病毒蛋白的产生,从而阻止病毒蛋白质的合成,抑制病毒复制和转录,从而实现抗病毒效果。在免疫调节中发挥重要作用,也是促炎细胞因子之一。

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图2 干扰素抗病毒的原理

3. 肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF),主要由活化的巨噬细胞、T淋巴细胞和NK细胞产生。根据来源不同,又分为α肿瘤坏死因子(TNF-α)和β肿瘤坏死因子(TNF-β)。TNF在体内主要有抗肿瘤作用,免疫调节作用和机体代谢作用。

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图3 肿瘤坏死因子TNF家族

(来源:CD70-CD27,肿瘤坏死因子TNF家族中的免疫治疗星)

4.集落刺激因子(colony stimulating factor,CSF),是一种体外的细胞因子,刺激不同的造血干细胞在半固体培养基中形成细胞集落。根据作用不同,又分为粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)等,他们能够刺激不同阶段造血细胞的生长和分化,包括巨噬细胞、粒细胞和嗜酸性粒细胞等。

5. 生长因子(growth factor,GF),是一类具有刺激细胞生长活性的细胞因子,通过特异性与受体结合,调节细胞生长。根据其功能和所作用细胞的不同,又分为神经生长因子(NGF)、转化生长因子(TGF)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)、表皮生长因子(EGF)等。生长因子是一类对微生物和人体代谢至关重要的有机物,具有多种生物活性。生长因子可通过重组蛋白技术生产,利用克隆基因,整合到表达载体中,通过适当的宿主细胞表达,可获得大量的重组蛋白。

6. 趋化性细胞因子(chemokine),又称为趋化因子,是一类由细胞分泌的信号蛋白。主要是诱导细胞定向迁移,趋化因子通过与特定的G蛋白偶联跨膜受体结合,引起一系列信号传导过程,从而调控细胞的迁移、侵袭等生物学行为。趋化因子本身也可通过重组蛋白技术产生,利用重组蛋白技术可高效、可控地生产特定趋化活性的细胞因子,以满足科学研究和临床应用。

重组蛋白的质量控制要点

重组蛋白的质量控制指标一般包括:

重组蛋白的鉴别由于重组蛋白是利用基因重组技术获得的蛋白,通常在获得后需要对其分子结构或其专有属性(如氨基酸序列、肽图谱、等电点或特性免疫等)进行鉴别,以确保重组蛋白的正确性。

重组蛋白的一致性在生产过程中,重组蛋白的质量和性能可能会受到多种因素的影响,一般可通过比对其一级结构来探究重组蛋白与天然蛋白的同一性及不同批次制品间的同一性。

重组蛋白的纯度重组蛋白的纯度直接影响其功能和活性。杂质的存在可能会影响蛋白的生物活性和稳定性。生物制品杂质主要包括制品相关杂质(如电荷异质性、分子大小变异体等)、工艺相关杂质(如宿主细胞蛋白质、宿主细胞DNA等)以及外源污染物等(如细菌内毒素等),应用至少两种不同原理的方法对其进行纯度分析,并采用适宜的检测方法对杂质进行定性和定量分析。

重组蛋白的活性重组蛋白的活性是其功能的关键。一般可采用体外或体内方法、生物化学方法和适宜的物理化学分析方法进行检测,确保其具有预期的生物学效应。

重组蛋白的安全性在重组蛋白的生产过程中,可能会受到各种细菌、病毒等微生物的污染,除了严格避免引入污染物外,还应采用适宜的检测方法对污染物进行控制。

重组蛋白类产品常见的检测项目有:

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