海藻糖在凍干保護中的應用分享

1.    引言

慢病毒載體（Lentiviral Vector，LV），基于人類免疫缺陷型病毒（HIV）發(fā)展，不僅對分裂細胞，而且對非分裂細胞都具有侵染能力。它能在體內(nèi)長期穩(wěn)定地表達基因，因此在腫瘤免疫的過繼性細胞療法中，特別是TCR-T和CAR-T細胞療法中得到了大面積應用。其中，慢病毒載體在CAR-T細胞的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中起到關鍵作用，通過攜帶目的基因的慢病毒載體侵染T細胞。而慢病毒的滴度，直接關系到侵染是否成功，是這一過程中的關鍵因素。

然而，慢病毒載體由蛋白質(zhì)和核酸組成，這使得其儲存條件面臨與其他生物制品類似的挑戰(zhàn)。例如，它通常無法在常溫或4℃冷藏條件下長時間保存，熱穩(wěn)定性差，且反復凍融會降低其滴度。目前，尚無理想的慢病毒載體凍存保護液，即使采用-80℃冷凍保存或加入甘油保護劑，也無法有效防止慢病毒載體在儲存過程中滴度降低。此外，慢病毒載體的運輸需要低溫冷鏈，這無疑增加了運輸成本，且無法百分之一百避免運輸帶來的風險。

因此，尋找一種有效的保護劑和儲存方法，以穩(wěn)定慢病毒載體的滴度并簡化其運輸過程，成為了亟待解決的問題。這其中，海藻糖作為良好的凍干保護劑，憑借其特別的分子結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，展現(xiàn)出巨大的應用潛力。

2.    研究分析

華東師范大學沈鴻偉等在慢病毒載體凍干制劑的制備及穩(wěn)定性研究中發(fā)現(xiàn)，海藻糖作為一種良好的凍干保護劑，在制劑制備及穩(wěn)定性方面發(fā)揮了重要作用。這項研究為生物醫(yī)藥制劑等相關領域提供了新的思路和方法，進一步推動了海藻糖在慢病毒載體凍干制劑制備中的應用。

海藻糖在凍干保護中的優(yōu)勢在于其特別的分子結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)。海藻糖是一種非還原性雙糖，具有較好的熱穩(wěn)定性、吸濕性和結(jié)晶性。在冷凍干燥過程中，海藻糖可以有效地保護生物分子和細胞免受損傷，同時還可以抑制冰晶的形成，減少干燥過程中細胞的破裂。此外，海藻糖還具有良好的化學穩(wěn)定性和生物相容性，可以與多種藥物和生物分子結(jié)合，提高制劑的穩(wěn)定性和有效性。

在慢病毒載體凍干制劑的制備中，海藻糖可以有效地保護病毒載體免受損傷，提高制劑的病毒滴度和侵染力。同時，海藻糖還可以抑制制劑的聚集和沉淀，提高制劑的均勻性和穩(wěn)定性。此外，海藻糖還可以通過調(diào)節(jié)制劑的滲透壓和結(jié)晶狀態(tài)，控制制劑的復溶時間和質(zhì)量。

3.    凍干保護劑的選擇

凍干保護劑主要可分為以下幾類:一般為多羥基化合物、糖類、氨基酸、蛋白質(zhì)、聚合物和無機鹽等化合物。因為凍干保護劑不但要具有保護生物制品活性的效果和結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變，而且要具有凍干賦形的作用。

糖是一種較的凍干保護劑，本研究中采用的海藻糖屬于二糖，比蔗糖具有更低的吸濕性和更高的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度，其羥基能替代水分子與蛋白質(zhì)分子表面部分結(jié)合，而且海藻糖分子較小，能填充到蛋白質(zhì)分子的空隙中，有效地限制蛋白質(zhì)分子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，在凍干時可以對慢病毒的蛋白衣殼形成保護，因此凍干制劑保護效果更好。

氨基酸具有酸性羧基和堿性氨基，能夠調(diào)節(jié)制品溶劑環(huán)境的pH值，不同類別的氨基酸具有不同的親水性功能，而親水性強的氨基酸較易與蛋白質(zhì)產(chǎn)生氫鍵，這對蛋白質(zhì)在凍干的過程中的穩(wěn)定性和活性具有重要的保護作用，如組氨酸、丙氨酸等，可以增加慢病毒載體包膜蛋白和組氨酸磷酸鹽緩沖液間的張力，提高慢病毒載體包膜蛋白水化水平。而加入二價陽離子類，如CaCl2和MgSO4這兩種無機鹽，可延遲海藻糖結(jié)晶，通過和磷酸根陰離子存在下氫鍵網(wǎng)絡以及分子遷移率的變化抑制結(jié)晶。