重组人干扰素生产工艺
天然干扰素分类
1. 根据来源、基因序列和氨基酸组成分类 I 型干扰素: IFNα、IFNβ、IFN τ、IFN ω
来源:白细胞、成纤维细胞、病毒感染的组织细胞等 功能 :抗病毒感染、抗肿瘤生长 免疫调节(较弱) 其中IFN-α为多基因产物,有23种以) 来源:活化的T细胞和NK细胞产生 功能:免疫调节 提高单核巨噬细胞、树突状细胞的抗原提呈能力 增强Tc细胞和NK细胞的杀伤活性 抑制TH2细胞形成,下调体液免疫应答 趋化作用 抗病毒和抗肿瘤作用(次要) 2. 根据动物来源确定分类,例如人干扰素(HuIFN),小鼠干扰素 (MuIFN)。
对淋巴细胞的作用:干扰素对淋巴细胞的作用较为复杂,可受剂量和时间等因素的影 响而产生不同的效应。在抗原致敏之前使用大剂量干扰素或将干扰素与抗原同时投入 会产生明显的免疫抑制作用;而低剂量干扰素或在抗原致敏之后加入干扰素则能产生 免疫增强的效果。在适宜的条件下,IFNγ对B细胞和CD8+T细胞的分化有促进作用, 但不能促进其增殖。IFNγ能增强TH1细胞的活性,增强细胞免疫功能;但对TH2细胞的 增殖有抑制作用,因此抑制体液免疫功能。IFNγ不仅抑制TH2细胞产生IL-4,而且抑制 IL-4对B细胞的作用,特别是抑制B细胞生成IgE。 对其它细胞的作用:IFNγ对其他细胞也有广泛影响:①刺激中性粒细胞,增强其吞噬 能力;②活化NK细胞,增强其细胞毒作用;③使某些正常不表达MHCⅡ类分子的细胞 (如血管内皮细胞、某些上皮细胞和结缔组织细胞)表达MHCⅡ类分子,发挥抗原递 呈作用;④使静脉内皮细胞对中性粒细胞的粘附能力更强,且可分化为高内皮静脉, 吸引循环的淋巴细胞。
1.3干扰素的生物学活性
正常情况下组织或血清中不含干扰素,只有在某些特定因素的作 用下才能诱使细胞产生干扰素。
1.3.1广谱抗病毒活性机制
Ⅰ型干扰素具有广谱的抗病毒活性,对多种病毒如DNA病毒和RNA病 毒均有抑制作用;但这种效应不是直接的,而是通过对宿主细胞的作 用引起的。 ①对干扰素敏感的细胞表面存在于干扰素受体,核内有“抗病毒蛋白” 基因,受干扰素作用后该基因活化,产生的抗病毒蛋白可阻止病毒 mRNA翻译,并促进病毒mRNA降解。 ②干扰素能提高细胞表面MHCⅠ类分子的表达水平,受到病毒感染的细 胞表面MHCⅠ类分子的增加有助于向Tc细胞递呈抗原,引起靶细胞 的溶解。 ③干扰素可增强NK细胞对病毒感染的杀伤能力。
干扰素是一种细胞因子,它是机体感染病毒时,宿主细胞 通过抗病毒应答反应,而产生的一组结构类似、功能相近 的低分子糖蛋白。英文名称为Interferon,简称IFN。 发现:干扰素是1957年英国科学家Isaccs等发现的。他们把灭 活的流感病毒作用于小鸡细胞,结果发现这些细胞产生了 一种可溶性物质,这种物质能抑制流感病毒,并且能干扰 其它病毒的繁殖,因此,他们将这种物质称为“干扰素”。 以后科学家们进一步发现,机体对入侵的异种核酸(包括 病毒)都产生干扰素以进行防御。当机体细胞受到病毒感 染时,机体细胞产生干扰素,干扰病毒复制,它是机体抗 病毒感染的防御系统。
1.5.干扰素生产工艺路线(1)
体外诱生干扰素制备工艺: Sendai病毒诱导人白细胞 1989年:IFNα-n3/Alferon,批准上市 产量低:1g IFNα,需要 3亿ml人血白细胞 来源困难,工艺复杂,收率低,价格昂贵 潜在的血源性病毒污染的可能性
干扰素生产工艺路线(2)
1.4 重组干扰素的临床应用
广谱抗病毒活性(rhuIFNα) 慢性乙型、丙型、丁型肝炎;疱疹、病毒性角 膜炎。 直接抗肿瘤活性(rhuIFNα) 毛细胞和慢性髓样白血病、 Kaposi肉瘤、非霍 奇金淋巴瘤。 免疫调节活性——治疗慢性肉芽肿瘤 (rhuIFNγ) 多发性硬化症 rhuIFNβ
病毒复制
抑制病 毒复制 IFN-诱导蛋白
诱导刺激 胞核
信号转导 胞核
IFN-a
抗肿瘤作用机制
Ⅰ型干扰素能抑制细胞的DNA合成,减慢细胞 的有丝分裂速度;这种抑制作用有明显的选择 性,对肿瘤细胞的作用比对正常细胞的作用强 500~1000倍。另外,Ⅱ型干扰素也可通过增 强机体免疫机制、加强免疫监督功能来实现其 抗肿瘤效应。
上市重组干扰素: α2a、α2b、α1b、 β1b,γ
1992年我国第一个基因工程药物IFN-α1b获得 国家一类新药证书。
研发中的重组干扰素:IFN ω,临床阶段
1.2干扰素的理化性质
143-166aa; MW:18-40 ku; pI: 6.5-7.5; 乙醚、氯仿敏感 容易吸附玻璃、淀粉、醋酸 纤维膜、琼脂和塑料等介质。
人源转化细胞系培养生产工艺: 1999年:IFN α-n1/Wellferon, 批准用于临床。 优点:首次实现大规模商业化生产。 缺点: 活性低,退出临床应用。
干扰素生产工艺路线(3)
基因工程大肠杆菌发酵生产工艺: 上市产品:重组人干扰素rhuIFN 1986,rhuIFNα-2a, rhuIFNα-2b; 1990,rhuIFNγ-1b;1993,rhuIFNβ-1b; 2001-2002: PEG化IFN,PEG-Intron, Pegasys 表达产物:无糖基化,N-met,无活性包涵体 工艺特点:发酵过程,随后变性、复性过程。
免疫调节活性机制
免疫调节作用表现在对宿主免疫细胞活性的影响,如对巨噬细胞、T细胞、B细胞和NK细 胞等均有一定作用。
对巨噬细胞的作用:IFNγ可使巨噬细胞表面MHCⅡ类分子的表达增加,增强其抗原递 呈能力;此外还能增强巨噬细胞表面表达Fc受体,促进巨噬细胞吞噬免疫复合物、抗 体包被的病原体和肿瘤细胞。
第十五章 重组人干扰素生产工艺
主要内容
干扰素概述 基因工程假单胞杆菌的构建与保藏 干扰素的发酵工艺过程 干扰素的分离纯化工艺过程
1 .干扰素概述
干扰素的种类 干扰素的理化性质 干扰素的生物学活性 干扰素的临床应用 干扰素的生产工艺路线
1.1 干扰素的种类
概念: (interferon,IFN)