人干扰素α2b和IgG Fc片段融合蛋白显著延长体内半衰期

重组人干扰素α(rHuIFNα)已被广泛用于临床治疗多种人类病毒性疾病和肿瘤。但IFNα在体内半衰期较短从而导致IFNα在用药后数小时即从血浆中被清除。目前常用化学修饰和构建融合蛋白的方法来延长IFNα的半衰期。在本研究中, 构建了IFNα2b与人IgG免疫球蛋白Fc片段的融合基因(IFNα2b-Fcγ)并在毕赤酵母中以二聚体形式分泌表达, 并有部分糖基化。不同亚型Fcγ片段的融合蛋白对IFNα2b抗病毒活性均有一定影响。其中IFNα2b-Fcγ2所受影响最小, 较单纯的IFNα2b降低了2.3倍, 抗病毒活性可达4.29x107 IU/mg, 大鼠皮下注射后循环血液中半衰期达65 h, 血液中存留时间120 h以上, 比商品重组干扰素的体内半衰期延长约8倍, 血液存留时间延长10倍, 显示了其良好的临床应用 前景。     

人血清白蛋白-干扰素α2b融合蛋白在CHO细胞中的表达

干扰素α2b(interferonα2b,IFNα2b)是一种用于病毒性疾病和肿瘤性疾病治疗的多功能细胞因子,因其在体内的半衰期短限制了其在临床上的应用。将IFNα2b连接到人血清白蛋白(human serum albumin,HSA)的C端,构建融合蛋白HSA-IFNα2b。构建含融合蛋白的真核表达质粒p MH3/HSA-IFNa2b,经电转的方法转入中国仓鼠卵巢(Chinese hamster ovary,CHO)细胞中。经G418抗性压力筛选和目的蛋白的表达量筛选,最终获得一株高表达的稳定细胞株(CHO/p MH3/HSA-IFNa2b)。表达的目的蛋白经Western blot验证显示,产物具有IFNα2b和HSA的双抗原性。经悬浮驯化稳定后,通过批次筛选得到一株稳定的高克隆表达株,产量约为65mg/L,进一步选取高表达克隆株在悬浮驯化中不同代数进行批次培养,不同代数之间蛋白质的表达量和生长情况没有明显的差异,获得一株稳定遗传表达的单克隆细胞株,3L摇瓶的流加培养结果显示,最佳发酵时间为15天,蛋白质表达量为121mg/L。经离心获得的发酵液,经两步纯化后获得蛋白质纯度高达96.8%的目的蛋白,总回收率为22.3%。参照《中国药典》2015版对IFNα2b的检测方法,结果显示,CHO表达的HSA-IFNα2b比活性为4.16×106IU/mg。首次将HSA-IFNα2b在哺乳动物细胞CHO中构建表达,表达获得高活性的HSA-IFNα2b融合蛋白。     

双抗体夹心ELISA定量检测IFNβ-HSA融合蛋白方法的建立

为了建立β干扰素与人血清白蛋白融合蛋白(IFNβ-HSA)的酶联免疫定量分析方法,以抗IFNβ单克隆抗体为包被抗体,IFNβ-HSA融合蛋白为夹心抗原,辣根过氧化酶(HRP)标记抗HSA单克隆抗体为检测抗体,建立了一种定量测定IFNβ-HSA融合蛋白的双抗体夹心ELISA方法.并进行了检测限、精密度、准确度和稳定性等方法学考核.结果表明,包被抗体和检测抗体的最佳工作浓度均为2μg/ml,抗原浓度在51.88-3320 ng/ml范围内呈良好线性关系,相关系数R2>0.99.检测限为10ng/m1.经方法学考核,批内、批间变异系数分别为4.86%和8.08%,回收率为91.9%～110.4%,与IFN-B、IFN-α、HSA、IFNα2b-HSA基本无交叉反应.健全性分析表明发酵液稀释倍数对该方法无影响,8 d连续检测标准曲线表明稳定性良好.这种定量检测IFNβ-HSA融合蛋白的双抗体夹心ELISA方法,灵敏度高,重复性好,为当前融合蛋白发酵优化、分离纯化研究提供了定量检测的方法,并为后期药代动力学、临床研究提供了思路和备选方法.     

人β干扰素-血清白蛋白融合蛋白在毕赤酵母中的分泌表达

利用重叠PCR技术在体外拼接IFN β和HSA基因,将得到的融合基因插入到毕赤酵母分泌型表达载体pPIC9K中,置于启动子AOX1和α交配因子信号肽的作用下,分泌表达融合蛋白IFNβ-HSA。重组质粒pPIC9K-IFNβ-HSA经SalI线性化,电击转化毕赤酵母KM71,经G418筛选得到高拷贝转化子。PCR鉴定后,用甲醇诱导表达,SDS-PAGE和Western blot分析表达的融合蛋白IFNβ-HSA表明该蛋白分子量约为90kDa且具有HSA的抗原性;用细胞病变抑制法测定发酵液上清中融合蛋白的干扰素活性约为640IU/ml。     

胸腺素α1/干扰素α-2b融合基因表达载体的构建与表达

通过PCR人工合成模板的方法获得牛Tα1基因,与含IFNα-2b基因的pAG-IFN重组质粒,构建Tα1/IFNα-2b融合基因重组质粒pUC18-Tα1/IFN,经序列分析证实,融合基因Tα1和IFNα-2b与GenBank登录基因的序列一致性分别为100%和98.5%,仅IFNα-2b有两处碱基发生无义突变.再将融合基因亚克隆入pBV220,构建融合表达载体pBV220-Tα1/IFN,转化到E.coli M15经IPTG诱导,实现了Tα1-IFNα-2b融合蛋白的高表达,约占菌体总蛋白的24.5%,为包涵体形式.这为研制Tα1-IFNα-2b双重活性的融合蛋白奠定了基础.     

胸腺素α1与复合α干扰素融合蛋白的表达及其生物学活性

实验旨在获得具有双重生物学活性的重组胸腺素α1(Thymosin alphal,TM-α1)与复合α干扰素(IFNα-con)融合蛋白.选择大肠杆菌偏爱的密码子.将合成的TM-α1与IFNα-con编码序列构成的融和基因克隆至大肠杆菌表达载体pET-22b( )、在宿主茵BL21(DE3)-Codon plus-RP-X中成功表达了可溶性融合蛋白(TM-α1.IFN-con).表达量占总蛋白的20%以上.通过硫酸铵沉淀、疏水层析,阴离子交换层析、阳离子交换层析,分子筛层析后,产品纯度达到96%以上.采用细胞病变抑制法测定融合蛋白的抗病毒活性,采用细胞增殖实验检测融合蛋白对小鼠脾淋巴细胞增殖的影响.结果表明.融合蛋白的抗病毒活性优于市售的IFNα1b和IFNα2a.对小鼠脾淋巴细胞增殖的影响与市售的合成胸腺素α1相同.已有研究证实.该融合蛋白具有良好的体外抗HBV作用.其体外抗HBV活性比联合应用TM-α1和干扰素α强,且细胞毒性明显低于联合应用TM-α1和干扰素α,以上结果表明,通过大肠杆菌表达的可溶性融合蛋白(TM-α1.IFN-con).既具有良好的干扰素α抗病毒作用.也具有胸腺素α1促淋巴细胞增殖作用.     

长效重组蛋白药物的研究进展

重组蛋白药物经静脉和皮下注射后通常半衰期较短,目前延长蛋白药物半衰期的方法主要基于三种原理：1、增大蛋白药物分子量;2、利用血浆药物平衡;3、减少免疫原性。本文针对构建突变体、PEG化修饰和与血清白蛋白融合三种延长重组蛋白药物半衰期的方法,及其已上市的和正在研发中的长效重组蛋白药物的特征、半衰期和免疫原性问题进行了综述。     

烟草细胞中高效表达的药用蛋白可以提高血清的半衰期

小分子治疗蛋白, 如干扰素α2b(IFNα2)和人生长激素(hGH), 由于其对血清蛋白酶的易感性及分子小, 可被肾迅速清除, 因而一般在血清中的半衰期都很短。化学衍生处理虽可以克服这些问题, 但却要以降低蛋白的生物活性为代价。本研究建立了一种新方法, 使干扰素α2b (IFNα2)和人类生长激素(hGH)在烟草细胞中高效表达为阿拉伯半乳糖聚糖糖蛋白嵌合体(AGP)。这样不仅提高了药用蛋白的产量, 而且提高了其血清半衰期。这种嵌合糖蛋白的分泌量比没有糖基化时高500~1800 倍。重要的是, 与未糖基化的干扰素和人生长激素相比, 这种嵌合糖蛋白的体内血半衰期提高13倍, 生物活性仍保持与未糖基化时相似。这种嵌合糖蛋白注射到小鼠体内未引起免疫性反应。     

层析法去除重组人血清白蛋白干扰素α2b融合蛋白的内毒素

用柱层析方法在生产重组人血清白蛋白干扰素α2b融合蛋白过程中去除产品中的内毒素.所用柱层析组合为Blue-sepharose亲和柱层析、SOURCE 15 ISO疏水柱层析、Q Sepharose F.F.离子交换柱层析、Sephadex G25 Coarse凝胶过滤柱.采用鲎试剂法检测柱层析各阶段得到蛋白中的内毒素含量;并用RP-HPLC方法测定柱层析各阶段得到蛋白的纯度与浓度,求出每毫克蛋白的内毒素含量.结果为每步柱层析过程式均有去除内毒素的作用,最终所得蛋白的内毒素含量降为1 EU/mg,去除率达到99.9%.因而生产重组人血清白蛋白干扰素α2b融合蛋白所用分离纯化柱层析技术在纯化蛋白的同时能有效的去除产品中内毒素,所得产品内毒素的含量远低于药典对注射剂的内毒素含量要求.     

人干扰素α1b突变体IFNα1b/31K的构建及其生物学评价

目的:构建干扰素α1b突变体IFNα1b/31K,以期获得高效低毒的新型药物分子。方法:根据合理药物设计,采用定点突变技术,将干扰素α1b第31位氨基酸残基突变为K,并构建表达IFNα1b/31K重组蛋白。纯化后,对其抗病毒活性、抗肿瘤细胞增殖活性和动物体内急性毒性进行考察。结果:IFNα1b/31K表达量占菌体总蛋白的30%以上。纯化后的IFNα1b/31K纯度大于95%,比活性约为IFNα1b的1.7倍,抗肿瘤增殖活性比IFNα1b降低,未见对实验动物的急性毒性作用。结论:成功设计构建并表达了高效低毒的IFNα1b突变蛋白分子。     

重组人干扰素α2b抗流感病毒的研究

采用鼻腔给药方法,随机选取昆明小鼠60只,每组20只,共分3组,第1组为病毒对照组,第2组为感染前给药组即感染病毒前24h给药,第3组为同时给药组即病毒感染与用药同时进行,小鼠每天滴鼻给药1次,IFNα2b滴鼻剂剂量为10000IU/只,病毒浓度为10个EID50,对照组给予生理盐水,连续给药6d后处死小鼠,观察小鼠肺部病变,并采用血凝滴定法检测鼠肺中流感病毒含量。观察重组人干扰素α2b(IFNα2b)抗流感病毒效果,小鼠肺部病变严重程度依次为1组>3组>2组,血凝滴定结果表明,1、2与3组GMT平均值分别为4.141,2.000,2.070,重组人干扰素α2b滴鼻剂对流感病毒有明显抑制作用。     

层析法去除重组人血清白蛋白干扰素a2b融合蛋白的内毒素

用柱层析方法在生产重组人血清白蛋白干扰素α2b融合蛋白过程中去除产品中的内毒素。所用柱层析组合为Blue-sepharose亲和柱层析、SOURCE 15 ISO疏水柱层析、Q Sepharose F.F.离子交换柱层析、Sephadex G25 Coarse凝胶过滤柱。采用鲎试剂法检测柱层析各阶段得到蛋白中的内毒素含量; 并用RP-HPLC方法测定柱层析各阶段得到蛋白的纯度与浓度, 求出每毫克蛋白的内毒素含量。结果为每步柱层析过程式均有去除内毒素的作用, 最终所得蛋白的内毒素含量降为1 EU/mg, 去除率达到99.9%。因而生产重组人血清白蛋白干扰素a2b融合蛋白所用分离纯化柱层析技术在纯化蛋白的同时能有效的去除产品中内毒素, 所得产品内毒素的含量远低于药典对注射剂的内毒素含量要求。     

重组HSA-hG-CSF融合蛋白在毕赤酵母中的表达

为了延长G-CSF半衰期,我们利用甲醇酵母表达重组人血清白蛋白融合的集落细胞刺激因子（rHSA-G-CSF）。用PCR方法从人胎肝cDNA文库扩增出HSA cDNA序列,hG-CSFcDNA序列从大肠表达载体中酶切获取。将HSA和hG-CSF两片段连接后,克隆到酵母分泌型表达载体pGENYK中,酶切线性化后原生质体转化导入酵母细胞进行整合。工程菌经发酵灌培养表达,层析法分离纯化融合蛋白。纯化的融合蛋白经Western 印迹分析表明具有HSA和G-CSF的免役原性,体外生物学活性分析表明,同縻尔数的融合表达产物的活性为E.coli表达G-CSF单体的活性的50%以上。体内动物实验研究表明,经HSA融合的G-CSF的半衰期为G-CSF单体的15-20倍。甲醇酵母表达的融合HSA的G-CSF具有比G-CSF更长的半衰期,有良好的临床应用前景。     

层析法去除重组人血清白蛋白干扰素a2b融合蛋白的内毒素

用柱层析方法在生产重组人血清白蛋白干扰素α2b融合蛋白过程中去除产品中的内毒素。所用柱层析组合为Blue-sepharose亲和柱层析、SOURCE 15 ISO疏水柱层析、Q Sepharose F.F.离子交换柱层析、Sephadex G25 Coarse凝胶过滤柱。采用鲎试剂法检测柱层析各阶段得到蛋白中的内毒素含量; 并用RP-HPLC方法测定柱层析各阶段得到蛋白的纯度与浓度, 求出每毫克蛋白的内毒素含量。结果为每步柱层析过程式均有去除内毒素的作用, 最终所得蛋白的内毒素含量降为1 EU/mg, 去除率达到99.9%。因而生产重组人血清白蛋白干扰素a2b融合蛋白所用分离纯化柱层析技术在纯化蛋白的同时能有效的去除产品中内毒素, 所得产品内毒素的含量远低于药典对注射剂的内毒素含量要求。     

重组人白蛋白干扰素α-2b融合蛋白的稳定性研究

研究重组人白蛋白干扰素α-2b融合蛋白(rHSA-IFNα-2b)的稳定性.以抗病毒活性和纯度为主要检测指标,考察rHSA-IFNα-2b的热稳定性,酸碱稳定性以及冻融耐受性.rHSA-IFNα-2b在37℃、55℃下放置5h后生物学活性无明显降低,60℃水浴lh即可见活性降低了约40%;pH值(分别为2、3、9)改变时,生物学活性未发生明显变化;rHSA-IFNα-2b反复冻融后聚合体逐渐增加,冻融4次后聚合体含量达到17.91%,但生物学活性无明显降低.重组人白蛋白干扰素α-2b融合蛋白对热、酸碱变化稳定,但不宜冻融.     

脑啡肽-干扰素α-m融合蛋白外用治疗单纯疱疹病毒感染

为探讨脑啡肽-干扰素α-m融合蛋白(EI)外用治疗单纯疱疹病毒感染的作用,分别用HSV-1感染兔子角膜、HSV-2感染豚鼠阴道建立动物感染模型.兔子角膜感染24h后用融合蛋白滴眼液治疗,每天3次,每次0.5ml,共14天.豚鼠阴道感染48h后,用融合蛋白涂剂抹外阴病灶,每天3次,每次10mg,共14天.用IFNα-m和生理盐水/赋形剂作为对照.采用记录病损程度分级法进行临床症消减观察,并于治疗前后测定实验动物病灶病毒滴度、HSV抗体滴度及NK细胞活性.结果显示:与IFNα-m相比,EI治疗组实验动物病毒感染症状大幅减轻且病程缩短,动物病灶中病毒滴度下降,抗HSV抗体滴度升高,NK细胞活性增强.说明脑啡肽干扰素融合蛋白具有较强的消除炎症和局部抗病毒作用,可用于治疗HSV感染引起的疾病.     

HIV-1gag/IFNα-2b表达产物的生物活性研究

目的:将艾滋病病毒核心蛋白(gag)与干扰素(IFNα-2b)融合基因表达的融合蛋白作为免疫原免疫小鼠,动态观察小鼠的体液免疫、细胞免疫与CTL应答.方法:将IFNα-2b基因片段插入到gag基因的nt531位点,经脂质体转染与血凝素阴性蚀斑筛选,挑出重组痘苗病毒.经SDS-PAGE和Western blot鉴定表达产物.以小鼠为实验对象,用重组痘苗病毒vJ38gag/IFNα-2b免疫小鼠,用ELISA方法检测血清IgG抗体含量.用流式细胞仪测定小鼠外周血CD+4、CD+8T淋巴细胞计数.3H-TdR掺入法检测细胞毒性T淋巴细胞杀伤活性.结果:血清IgG抗体含量逐渐增高,实验组与对照组比较差异有显著性意义(p＜0.05).CD+4、CD+8T淋巴细胞计数、CTL检测实验组与对照组比较差异均有显著性意义(p＜0.05).结论:重组痘苗病毒vJ38gag/IFNα-2b能增强小鼠的体液免疫、细胞免疫和CTL应答.IFNα-2b可以作为免疫佐剂增强机体的免疫状态.     

截短型胰高血糖素样肽-1的融合构建与表达

为了延长截短型胰高血糖素样肽1（shorted glucagon like peptide1,sGLP1）在血浆中的半衰期,将sGLP1的C端与人血清白蛋白（human albumin,HSA）的N端通过6个氨基酸的柔性连接子融合在一起,构建了融合表达菌株Pichia pastoris GS115/sGLP1HSA。以4g/L G418筛选出来的阳性工程菌株,经5L发酵罐培养,甲醇诱导48h,表达量可达0.8g/L。培养液经超滤、葡聚糖G25除盐、蓝色凝胶亲和层析纯化后,经HPLC分析产物纯度达95%,回收率达60%。正常小鼠糖耐量实验和对GKⅡ型糖尿病模型鼠的治疗证明sGLP1/HSA具有明显的降糖效果,为获得大量sGLP1/HSA融合蛋白进行临床实验研究奠定了基础。     

HIV结构蛋白与痘苗病毒共表达产物的免疫原性研究

目的 将艾滋病病毒外膜蛋白(env)与干扰素(IFNα-2b)融合基因表达的融合蛋白作为免疫原免疫小鼠,观察小鼠的免疫功能状态和细胞免疫应答.方法 将IFNα-2b基因片段插入到env基因的下游,经脂质体转染,筛选重组痘苗病毒,经SDS-PAGE和Western blot鉴定表达产物.用重组病毒vJ1 6env/IFNα-2b免疫小鼠,以生理盐水和野生型痘苗病毒作为对照,检测小鼠脾淋巴细胞对ConA、LPS及IgG的反应性;用流式细胞仪测定小鼠脾淋巴细胞CD4 、CD8T细胞计数与CTL.结果 与对照组比较,实验组脾淋巴细胞对ConA、LPS及IgG的反应性显著增高(P＜0.05);CD4T淋巴细胞计数和CTL活性也显著增高(P＜0.05);CD8T淋巴细胞计数呈增高趋势,但未达到显著意义的程度.结论 重组痘苗病毒v J16env/IFNα-2b能增强小鼠的免疫功能和诱导细胞免疫.     

毕赤酵母高效分泌长效人生长激素的研究

目的:为了延长人生长激素(HGH)在血浆中的半衰期,构建了高效分泌表达人血清白蛋白(HSA)与HGH融合蛋白(HSA-HGH)的工程毕赤酵母菌株。方法:从人胎肝cDNA文库中扩增HSA基因,从HGH工程菌载体中扩增HGH基因,将其克隆至真核表达载体pHIL-D2,载体线性化后采用电击法转化毕赤酵母GS115。通过原位双层膜法筛选高效分泌表达菌株。分别采用SDS-PAGE和Western印迹鉴定融合蛋白。对工程酵母培养条件进行研究,发酵液经离子交换层析、亲和层析和分子筛层析纯化。纯化的蛋白经N端序列测定,分子量测定和等电聚焦电泳进行鉴定。冻干的蛋白制剂经食蟹猴试验进行药代动力学和药效动力学测试。结果:确立了工程酵母的最佳培养工艺,融合蛋白表达量达100mg/L。纯化后蛋白纯度达95%以上,得率达42%。融合蛋白与预期结果一致,经食蟹猴试验,显示有良好的生物活性,与等摩尔剂量的重组人生长激素相比,半衰期延长6.8倍,清除率慢44倍。结论:融合蛋白呈现明显的长效动力学特征,为开发重组长效人生长激素HSA-HGH融合蛋白药物(rHSA-HGH)奠定了基础。