[發明專利]在連續流動體系中保持窄停留時間分布的機械方法

有效

• 申請號: 201880046288.2
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN110891665B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: R.圖切利;J.考爾馬雷;L.梅西爾;M.荷爾斯泰因;C.吉萊斯皮;R.希爾
• 申請（專利權）人: EMD密理博公司
• 主分類號: B01D15/08
• 分類號: B01D15/08;C07K1/16;C07K1/22;C07K1/36;C12N7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 羅文鋒;李志強

在連續流動體系中維持窄停留時間分布的方法，其特別適用于病毒滅活，如在蛋白純化過程期間。將流體樣品引入軸向流動通道，并使其以離散包或區域在其中流動以使停留時間分布和軸向分散最小化。本文所述的實施方案避免或最小化了在蛋白純化過程期間使用大罐或儲器進行病毒滅活的需要；減少了病毒滅活所需的總時間，和/或減少了在蛋白純化過程期間進行病毒滅活操作所需的總物理空間，這繼而減少了純化過程的總占地面積。

本申請要求2017年5月11日提交的美國臨時申請序列號62/504,633的優先權，其公開內容通過引用以其整體并入本文。

背景技術

治療性蛋白、尤其是單克隆抗體的大規模生產和圍繞純化的經濟性是生物制藥工業日益重要的問題。治療性蛋白通常在已經工程化以產生目標蛋白的哺乳動物細胞或細菌細胞中產生。然而，一旦產生，需要將目標蛋白與各種雜質如宿主細胞蛋白(HCP)、內毒素、病毒、DNA等分離。

在典型的純化過程中，細胞培養收獲物經歷澄清步驟以除去細胞碎片。然后使包含目標蛋白的澄清的細胞培養收獲物經歷一個或多個層析步驟，該步驟可包括親和層析步驟或陽離子交換層析步驟。為了確保治療性候選物的病毒安全性并符合法規要求，在純化過程中實施病毒清除單元操作。這樣的步驟包括蛋白A和離子交換層析、過濾和低pH/化學滅活。病毒滅活通常在層析步驟后(例如在親和層析后或在陽離子交換層析后)進行。在典型的大規模純化過程中，將包含目標蛋白的層析洗脫合并物收集在大罐或儲器中，并在混合下經歷病毒滅活步驟/過程持續延長的時間段，這可能花費數小時至一天或更長時間，以實現洗脫合并物中可能存在的任何病毒的完全滅活。

在單克隆抗體(mAb)處理中，例如，以分批模式進行一系列獨立的單元操作，其中使用存儲罐在單元操作之間儲存材料并有利于步驟之間的任何必要的溶液調節。通常，將材料收集到一個罐中，在此調節材料以實現目標滅活條件。這可以通過添加酸以達到低pH目標水平或者可以通過在基于去污劑的滅活過程中添加去污劑來實現。接著，將材料轉移到第二罐中，在此將其保持在滅活條件下歷時規定的溫育時間。轉移的目的是消除第一罐的壁上的液滴的風險，所述液滴可能尚未達到目標滅活條件并且可能包含病毒顆粒。通過將材料轉移到不同的罐，降低了這種風險。

本領域已知幾種病毒滅活技術，包括將蛋白溶液暴露于某些溫度、pH或輻射，以及暴露于某些化學試劑如去污劑和/或鹽。一種病毒滅活方法包括大的存儲罐，在此材料保持在滅活條件如低pH和/或暴露于去污劑下，持續60分鐘。這種靜態保持步驟是向連續處理發展的瓶頸。

然而，病毒殺死動力學表明，滅活時間可以顯著短于60分鐘，這表明處理時間可以顯著減少，可以消除用于病毒滅活的靜態存儲罐，并且該方法可以更適合于連續處理和/或流動滅活。

最近，期望有一種連續方法，其中將單元操作連接在一起并且手動溶液調節被最小化。為了促進這一點，正在努力開發在線處理方法以使得能夠進行在線病毒滅活以及其它在線溶液調節。連續處理中的挑戰是流體從點A到點B的有效移動。一個實例是流體通過一段管的活塞流移動。mAb處理中涉及的流動通常落入層流狀態(雷諾數小于2100)。在這種狀態下，分子由于徑向擴散而分散，結果是，溶質脈沖沿著流動方向軸向地擴展。這被稱為泰勒分散，并在圖1中示意性地示出。層流的Poiseuille流導致拋物線型速度分布。脈沖的前端和尾端以尖銳的界面開始，但由于流體的層流而變成拋物線形狀。軸向擴展隨著時間繼續，并且分子變得更加在管長度上分散。在管出口處對標記物物類的脈沖注入所獲得的所得濃度分布中觀察到軸向分散的影響，如圖2所示。該濃度分布反映了標記物物類的停留時間的寬分布。這種變化的停留時間可能導致不確定是否所有流體在病毒滅活環境中具有足夠的停留時間，或者導致體系尺寸過大以確保沒有分子比預期更快地離開。因確保病毒滅活的足夠長停留時間所致，蛋白(產物)暴露于滅活條件過長的停留時間，這具有不期望的后果，如潛在的降解和聚集。

在連續或半連續流動體系中，期望提供一種維持窄停留時間分布的方法。

提供用于生物分子純化、特別是用于蛋白純化的連續或半連續流動體系將是期望的。

概述