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，占血漿蛋白的40-60%，半衰期長達20天，具有重要的生理學和藥理學功能，能維持血液正常的滲透壓，穩(wěn)定電解質和酸堿平衡，參與物質運輸。在臨床上，人血清白蛋白一直被譽為“黃金救命藥”，主要用于手術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（圖片來源于網(wǎng)絡）

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(shù)來源于血漿，經(jīng)冷乙醇沉淀、柱層析、過濾等多種技術結合的方式純化獲得。由于人血漿來源有限、動物源性污染風險高，近年來，全球范圍內(nèi)很多公司和實驗室都在嘗試采用基因工程的手段來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(wèi)生部批準上市，成為全球首個獲批上市的治療性重組人血清白蛋白產(chǎn)品，極大推動了全球生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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

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，用于血漿來源的白蛋白或重組白蛋白的捕獲。Mimetic Blue® SA HL P6XL的性能參數(shù)如下表所示。

Mimetic Blue® SA HL P6XL親和層析填料具有良好的化學穩(wěn)定性，如圖1所示，將填料浸泡于不同pH的試劑中，測試3個月，在pH 3-13的范圍內(nèi)，填料無明顯配基脫落，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。基于其良好的化學穩(wěn)定性，Mimetic Blue® SA HL P6XL親和層析填料可高效重復使用，在超過100個批次（>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(shù)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）

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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行融合表達的蛋白質，可延長目的蛋白在體內(nèi)的半衰期，在生物醫(yī)藥領域中具有廣泛的應用價值。早在1992年，歐洲科學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受體激動劑阿必魯肽（Albiglutide），用于治療2型糖尿病，該藥物是將兩個GLP-1串聯(lián)后與rHSA融合，具有長效性，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，用于治療B型血友病。此外，還有很多其他類型的白蛋白融合蛋白正處于臨床試驗階段，例如，生長因子-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、高動態(tài)結合載量、強化學耐受性等特點，主要用于白蛋白融合蛋白的純化。AlbuPure®的性能參數(shù)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的動態(tài)結合載量，結果表明，在pH=4.5，240cm/h線性流速下，AlbuPure®對目標融合蛋白的動態(tài)結合載量最佳，10%流穿時，載量高達38.4mg/mL。

圖4. AlbuPure®動態(tài)結合載量研究

與Mimetic Blue® SA HL P6XL類似，AlbuPure®親和層析填料也具有優(yōu)秀的化學穩(wěn)定性，可耐受1M NaOH溶液的清潔，對常見的變性劑、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(shù)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，雜質蛋白在上樣時流穿，經(jīng)過三次不同pH值下的淋洗步驟，可進一步去除少量掛柱的雜質蛋白，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，擁有超過30年層析介質研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗，是世界級層析介質產(chǎn)品與服務供應商。目前使用Astrea的產(chǎn)品已有超過21個生產(chǎn)工藝通過了FDA和EMA的批準。Astrea Bioseparations在全球擁有3個研發(fā)和生產(chǎn)基地，專注為生物大分子和CGT領域提供行業(yè)領先的層析介質和技術服務。Astrea Bioseparations推出的基于納米纖維的新型層析技術，解決了傳統(tǒng)生物分離工具載量低和工藝耗時問題，實現(xiàn)更快、更環(huán)保、更具成本效益的純化過程，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特性研究進展，生命科學，第25卷，第10期，2013年10月

2.人血清白蛋白純化技術研究進展，生物工程學報，18卷6期，2002年11月

3. 人血清白蛋白融合技術在藥物長效化改造中的應用，生命科學，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