CN114835801B - 一种c1酯酶抑制剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种C1酯酶抑制剂及其制备方法，属于生物制药领域。以从血浆制备人凝血酶原复合物的废料即DEAE Sephadex A50凝胶吸附过程中经层析柱流出来的洗涤液为原料，采用PEG沉淀法纯化及capto MMC离子交换层析精制得到C1酯酶抑制剂，最终成品比活性高于6IU/mg。

Description

一种C1酯酶抑制剂及其制备方法

技术领域

本发明属于生物制药领域，具体是指一种C1酯酶抑制剂及其制备方法。

背景技术

C1酯酶抑制剂(C1 esterase inhibitor，以下简称C1-INH)是血浆中的一种丝氨酸蛋白酶抑制剂，分子量大约为100-105kDa，属于单链糖蛋白。人血浆中C1-INH平均浓度大约为0.2mg/mL，相当于1个血浆单位(PU)每毫升，单人C1-INH浓度为0.14mg/ml～0.38mg/ml。

C1-INH在多种生理系统中具有重要的调节作用。在补体系统中，C1-INH的缺少或功能缺损使得补体C1过度活化，继而引起C4及C2裂解失控，补体激肽增多，导致微血管通透性增高，引发水肿。在激肽释放酶-激肽系统中，C1-INH的缺少或功能缺损会导致因子Ⅻ(FⅫa)的过度活化及激肽释放酶的活性提高，从而增加缓激肽的形成。缓释肽可引起毛细血管扩张、渗透性增强，导致血管内容物渗出形成局部水肿。这是引起遗传性血管性水肿的直接发病原因。

遗传性血管性水肿(hereditary angioedema，HAE)是一种罕见、严重的常染色体显性遗传病，发病率为1:10 000～1:50 000。其病因是患者血浆中C1酯酶抑制剂(C1esterase inhibitor，C1-INH)减少或功能缺损。典型临床表现为反复发作性、局限性、自限性皮肤及黏膜水肿。主要累及肢体、颜面、上呼吸道及胃肠道。其中上呼吸道黏膜水肿(upper airway angioedema，UAE)易导致呼吸道阻塞，可引发窒息而危及生命。在未得到及时诊断和恰当治疗的UAE引发的窒息病例中死亡率高达30％～50％。故HAE患者除水肿发作时需要急性治疗外，还需长期服药进行预防性治疗。

目前已经有多种从血浆中提取C1-INH的方法，这些方法大部分都包括至少一步沉淀和几步层析步骤。

Tel和Froger提供了一种从去冷沉淀血浆中提取C1酯酶抑制剂的工艺。去冷沉淀血浆经过DEAE离子交换层析后，再经过PEG沉淀和CM离子交换层析得到95％以上纯度的制品。总活性收率仅32.6％。

US-4915945描述了冷沉淀血浆经DEAE凝胶吸附后再经QAE凝胶吸附，洗脱液经硫酸铵沉淀后，沉淀复溶再经Phenyl-Sepharose疏水层析制备得到C1酯酶抑制剂。该法收率约20％，C1-INH纯度约90％。

WO-A2-01/46219提供了一种制备高比活性、高纯度C1酯酶抑制剂的方法。去冷沉淀血浆经过一次阴离子交换层析后进行PEG沉淀，上清液S/D病毒灭活后再进行二次离子交换层析，然后纳滤、透析冻干得到制品，所得到蛋白比活值大于6U/g。

Kumar描描述了通过3步层析制备高纯度C1酯酶抑制剂的方法。该方法以血浆为原料，依次经过DEAE离子交换层析、苯基疏水层析以及TMAE离子交换层析制备得到纯度98～99％的C1酯酶抑制剂。该法层析步骤多，生产操作复杂且成本较高。

然而上述方法均存在安全性不足和成本高的缺陷，因此开发安全性高并且成本较低的C1酯酶抑制剂是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种C1酯酶抑制剂及其制备方法，该方法以血浆提取人凝血酶原复合物的废料作为原料，通过PEG沉淀去除大部分杂蛋白后，再经过capto MMC离子交换层析纯化精制得到C1酯酶抑制剂，其具有生物安全性高和成本低的优势。

为实现上述目的，本发明的技术方案是包括有：以从血浆制备人凝血酶原复合物的废料为原料，采用PEG沉淀法纯化及capto MMC离子交换层析得到C1酯酶抑制剂。

进一步设置是所述的从血浆制备人凝血酶原复合物的废料为DEAE Sephadex A50凝胶吸附过程中经层析柱流出来的洗涤液。

进一步设置是所述的洗涤液的蛋白浓度3～6wt％。

进一步设置是具体包括以下步骤：

(1)收集DEAE Sephadex A50凝胶吸附的洗涤液，超滤后调节pH至6.2～6.6；

(2)向步骤(1)中的制得物添加PEG4000，搅拌，复测pH，用稀盐酸调节pH值至6.2～6.6；

(3)步骤(2)制得物继续搅拌5～30分钟后离心，离心条件为6000～20000g，离心温度12～26℃，收集上清液；

(4)步骤(3)所述上清液加入S/D溶液，搅拌均匀，温度控制在24～26℃，保温5～7小时后；

(5)步骤(4)所述蛋白液进行capto MMC离子交换层析，用洗涤缓冲液洗涤层析柱直至成基线，用洗脱缓冲液洗脱，收集洗脱液；

(6)将步骤(5)所述洗脱液用30kD超滤膜超滤，加入透析液等体积超滤透析5～7次，得到C1酯酶抑制剂原液；

(7)用透析液稀配C1酯酶抑制剂原液至C1酯酶抑制剂效价60～70IU/ml，得到C1酯酶抑制剂。

进一步设置是步骤(2)所述PEG4000质量分数为10～14％。

进一步设置是步骤(5)所述洗涤缓冲液包括2.94～5.88g/L的枸橼酸钠和3.2～4.09g/L氯化钠。

进一步设置是所述洗脱缓冲液包括2.94～5.88g/L的枸橼酸钠和14.61～20.45g/L氯化钠。

进一步设置是步骤(6)所述透析液A包括2.9g/L枸橼酸钠、6.5g/L氯化钠、5～10g/L丙氨酸和10.0g/L甘氨酸。

进一步设置是所述的C1酯酶抑制剂经过0.2μm滤芯除菌过滤分装，然后进行真空冷冻干燥；所述真空冷冻干燥包括以下步骤：

①药品室温入柜；

②板层温度2分钟内降至-6℃，保温120分钟；

③将板层温度在30分钟内降至-30℃，保温30分钟；

④将板层温度在20分钟内降至-45℃，保温480分钟；

⑤开始抽真空度至10Pa，保持10Pa±5Pa；

⑥将板层温度在300分钟内升至-30℃，保温300分钟；

⑦将板层600分钟升至0℃，保温900分钟；

⑧将板层120分钟升至10℃，保温120分钟；

⑨将板层180分钟升至30℃，保温480分钟；

⑩抽极限真空，保持30℃至真空合格；真空下压塞。

本发明还公开一种如所述的制备方法所制备的C1酯酶抑制剂。

优选的，步骤(1)所述的DEAE Sephadex A50凝胶吸附的洗涤液是以血浆提取人凝血酶原复合物的工艺过程中DEAE Sephadex A50凝胶吸附中经层析柱流出来的洗涤液。其制备方法如下步骤：检疫期合格的人血浆血浆领取后，在D级环境中的层流保护下进行破袋。合并到融浆罐中用30～35℃的循环水进行夹层循环融浆，控制血浆温度在0～4℃之间，血浆融化后，用离心机进行离心，离心力应为6000g～20000g，出液温度0℃～4℃，出液流速应≤4kg/min/台，收集去冷沉淀血浆；去冷沉淀血浆，转移到吸附罐中，控制血浆温度在10～20℃。使用醋酸-醋酸钠缓冲液(pH4.0)调节血浆pH值为7.0±0.2。将平衡后的DEAESephadex A50凝胶加入至去冷沉淀血浆中，凝胶的量为去冷沉淀血浆重量的1.0～1.5％。搅拌下吸附30～60min。将吸附后的凝胶收集于凝胶柱中。用约2倍凝胶体积的洗涤液洗涤凝胶3～5次，每次搅拌3～5分钟，收集洗涤液。

优选的，步骤(2)所述添加PEG4000为PEG4000粉末或者50％PEG4000溶液，优选50％PEG4000溶液；所述PEG4000质量分数的10～14％，优选，10％。所述调节后pH为6.2～6.6，优选为6.4。

进一步的，步骤(2)添加PEG4000搅拌5～10分钟后，复测pH，然后用稀盐酸调节pH为6.2～6.6。

优选的，步骤(3)所述搅拌时间为5～30分钟。所述离心力优选不低于6000g。离心后收集吸附后的上清液。

优选的，步骤(4)所述S/D溶液包括32～34g/L磷酸三丁酯和105～115g/L的聚山梨酯80，更优选的，包括33g/L磷酸三丁酯和110g/L的聚山梨酯80。所述洗脱液与S/D液体积比为8～12:1，更优选的，10:1。

优选的，步骤(5)所述capto MMC离子交换层析上样前优先用平衡缓冲液对所述capto MMC离子交换层析柱进行平衡。在本发明中，所述平衡缓冲液优选包括2.92g/L的枸橼酸钠，2.9g/L氯化钠；所述洗涤缓冲液优选包括2.94～5.88g/L的枸橼酸钠，3.2～4.09g/L氯化钠，更优选的，包括5.88g/L的枸橼酸钠，3.5g/L氯化钠；所述洗脱缓冲液优选包括2.94～5.88g/L的枸橼酸钠、14.61～20.45g/L氯化钠，更优选的，包括5.88g/L的枸橼酸钠，17.52g/L氯化钠。

进一步的，在本发明中，所述平衡缓冲液的pH优选为5.8～6.2。所述洗涤缓冲液的pH为5.5～6.0。所述洗脱缓冲液B的pH优选为5.5～6.0。

本发明提供了上述制备方法制备得到的C1酯酶抑制剂。

有益效果：

1，本发明提供了一种C1酯酶抑制剂的制备方法及其产物和应用。在血浆资源日益趋紧缺的今天，本发明利用血浆提取人凝血酶原复合物的废料即在DEAE Sephadex A50凝胶吸附过程中经层析柱流出来的洗涤液作为原料，用本发明所述方法提取后，C1酯酶抑制剂的收率可达50～60％。通过对人凝血酶原复合物制备过程中废料的利用，能间接节约稀缺的血浆资源，提高吨血浆的产值，对提高市场竞争力有重要意义。

2，本发明制备的C1酯酶抑制剂其比活值可达到≥6IU/mg(《欧洲药典》要求＞4IU/mg)，最后成品中IgA、IgG、纤维蛋白原、纤溶酶原、铜蓝蛋白、C3、白蛋白、铝残留量等杂质含量极微，能进一步保证产品临床使用的安全性。

3，本发明采用PEG4000吸附的方法初步去除原料中的杂蛋白，原料pH调节为6.4，PEG4000质量分数10％条件下，搅拌5～10分钟后，再次用稀盐酸调节蛋白液pH为6.4后，继续搅拌20分钟，C1-INH回收率大于75％，可以去除98％以上的铜蓝蛋白。

4，本发明利用capto MMC离子交换层析纯化C1酯酶抑制剂，经上样、洗涤、洗脱过程，不仅能够最大程度的去除杂蛋白，而且可以保持C1-INH的活性，洗脱液C1-INH活性收率大于85％，C1-INH比活性大于6.0IU/mg，。

5，本发明稀配过程中，使用5～10g/L丙氨酸、10.0g/L甘氨酸做为保护剂，以保证后续冻干和干热过程中活性成分不受影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明一种C1酯酶抑制剂的制备流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1：制备工艺如下：

(1)3000L检疫期合格的人血浆血浆领取后，在D级环境中的层流保护下进行破袋。合并到融浆罐中用30～35℃的循环水进行夹层循环融浆，控制血浆温度在0～4℃之间，血浆融化后，用离心机进行离心，离心力应为6000g～20000g，出液温度0℃～4℃，出液流速应≤4kg/min/台，收集去冷沉淀血浆；去冷沉淀血浆转移到吸附罐中，控制血浆温度在10～20℃。使用醋酸-醋酸钠缓冲液(pH4.0)调节血浆pH值为7.0±0.2。加入45kg平衡后的DEAESephadex A50凝胶，搅拌下吸附30分钟。将吸附后的凝胶收集于凝胶柱中。用90L的洗涤液洗涤凝胶4次，每次搅拌5分钟，收集洗涤液。

(2)将步骤(1)得到的洗涤液浓缩至60L后，稀盐酸调节pH至6.4。

(3)将步骤(2)制得物加入34L的50％聚乙二醇4000溶液，搅拌10分钟后，用稀盐酸调节pH为6.4，继续搅拌30min后进行离心，离心速度控制在≤3L/min/台，进液、出液温度控制12℃～26℃，收集上清液85kg。

(4)按步骤(3)收集的洗脱蛋白液重量的1/10加入S/D溶液8.5kg，搅拌均匀，控制温度24～26℃，连续保温6h后，用0.5M盐酸调节pH至6.0，用孔径为0.45μm的PES滤芯过滤，收集过滤后的蛋白液93kg。

(5)将步骤(4)制得物用经平衡缓冲液(平衡缓冲液的配制方法：称取2.92g的枸橼酸钠以及2.9g氯化钠至配液罐中，加适量注射用水充分溶解，补加注射用水至1升，稀盐酸调节pH为5.9～6.1，搅拌混匀，控制温度在18～26℃)平衡的capto MMC离子交换柱进行上样，上样完毕后，用洗涤缓冲液(洗涤缓冲液B配制方法：称取5.88g的枸橼酸钠以及3.5g氯化钠至配液罐中，加适量注射用水充分溶解，补加注射用水至1升，稀盐酸调节pH为5.5，搅拌混匀，控制温度在18～26℃。)洗涤层析柱直至成基线，然后用洗脱缓冲液(洗脱缓冲液B的配制方法：称取5.88g的枸橼酸钠以及17.52g氯化钠至配液罐中，加适量注射用水充分溶解，补加注射用水至1升，稀盐酸调节pH为5.5，搅拌混匀，控制温度在18～26℃)洗脱，收集洗脱液9.15kg。

(6)将步骤(5)收集的洗脱蛋白液用10kD的超滤膜浓缩后，加入透析液(透析液的配制方法：称取2.9g/L枸橼酸钠、6.5g/L氯化钠、10g/L丙氨酸、10.0g/L甘氨酸，用适量注射用水充分溶解，补加注射用水至1L，搅拌均匀，用稀盐酸或0.5mol/L氢氧化钠调节pH为6.8～7.2，控制温度在20℃～26℃)等体积透析6次，得到C1酯酶抑制剂原液，取样检测效价。

(7)根据C1酯酶抑制剂效价，将步骤(6)所得原液加入透析液进行稀配至C1酯酶抑制剂效价为65IU/ml，得到稀配液，再经孔径为0.2μm的PES滤芯除菌过滤分装后即得到半成品。

(8)半成品经过冷冻干燥得到C1酯酶抑制剂冻干制品：

冻干工艺：

①药品室温入柜；

②板层温度2分钟内降至-6℃，保温120分钟；

③将板层温度在30分钟内降至-30℃，保温30分钟；

④将板层温度在20分钟内降至-45℃，保温480分钟；

⑤开始抽真空度至10Pa，保持10Pa±5Pa；

⑥将板层温度在300分钟内升至-30℃，保温300分钟；

⑦将板层600分钟升至0℃，保温900分钟；

⑧将板层120分钟升至10℃，保温120分钟；

⑨将板层180分钟升至30℃，保温480分钟；

⑩抽极限真空，保持30℃至真空合格；真空下压塞。

(9)将步骤(8)得到的C1酯酶抑制剂冻干制品出柜、轧盖，将制品装入水浴灭菌柜进行99～100℃、60分钟干热病毒灭活。

(10)将步骤(9)得到的C1酯酶抑制剂进行真空检测，真空合格制品送检，检验合格后包装。

本发明与《欧洲药典》中收录的C1酯酶抑制剂关键质量指标的对比见表1。

表1：C1酯酶抑制剂关键质量指标对比表

实施例2PEG沉淀条件优化

2.1PEG沉淀条件初步研究

2.1.1将A50洗涤液pH调节为6.8后，分为6组，分别加入PEG4000至浓度为10％、12％、14％、16％、18％、20％(w/v)，室温搅拌30分钟后，15000g、15℃离心20分钟，取上清液进行特定蛋白分析，结果见表2；另取A50洗涤液分为6组，pH分别调节为6.8、6.6、6.4、6.2、6.0、5.5，加入PEG4000至浓度为14％(w/v)，室温搅拌30分钟后，15000g、15℃离心20分钟，取上清液进特定蛋白分析，结果见表3。

表2 pH6.8时，PEG4000浓度10％-20％对离心后C1-INH及CER含量影响

注：C1-INH：C1酯酶抑制剂；CER：铜蓝蛋白；PEG4000：聚乙二醇4000；-：无

表3 14％PEG4000时，pH5.5～6.8对C1-INH及CER含量影响

注：C1-INH：C1酯酶抑制剂；CER：铜蓝蛋白；-：无

结果表明，PEG4000浓度高于14％后，C1-INH回收率大幅度降低，CER去除率提高；pH小于6.2后，C1-INH回收率大幅度降低，CER去除率提高。2.1.2PEG沉淀条件进一步研究：对试验条件进一步考察，发现A50洗涤液调节pH加入PEG4000搅拌5～10分钟后，再次调节pH，继续搅拌10～20分钟，可以提高CER去除率而不影响C1-INH回收率。以PEG4000浓度10％进行试验，结果见表4。

表4 PEG4000沉淀条件进一步研究

综上所述，A50洗涤液进行PEG沉淀最佳条件为：A50洗涤液pH调节至6.4后，加入PEG4000至浓度为10％，搅拌10分钟后，复测pH后再次调节pH至6.4，继续搅拌20分钟，15000g、15℃离心20分钟。

实施例3capto MMC离子交换层析

对上样液成分分析，其主要杂蛋白为铜蓝蛋白。根据对洗涤、洗脱缓冲液盐浓度梯度考察，洗涤缓冲液包括5.88g/L的枸橼酸钠，3.5g/L氯化钠；洗脱缓冲液5.88g/L的枸橼酸钠，17.52g/L氯化钠，这此条件上，可以除去其他杂蛋白，C1酯酶抑制剂抗原收率可以达到80％以上，活性收率大于85％。

表5 capto MMC离子交换层析结果

实施例4处方研究

取C1酯酶抑制剂中间品(C1酯酶抑制剂效价55IU/ml，含枸橼酸钠约2.9g/L,氯化钠约6.5g/L)，采用不同氨基酸做为保护剂，添加冻干保护剂后各实验组半成品约50ml，每瓶10ml分装各样品，灌装5瓶。冻干后，进行外观、复溶时间、可见异物以及效价指标检测。

表6不同氨基酸做为保护剂冻干后结果

初步研究表明，甘氨酸做为保护剂具有良好的外观以及复溶时间，丙氨酸作为保护剂效价损失最低，考虑两者联合使用做为保护剂。设计6个保护剂配方(见表7)。冻干后，进行外观、复溶时间、可见异物以及效价指标检测。

表7甘氨酸及丙氨酸联合使用不同浓度分组

组别	甘氨酸浓度(％)	丙氨酸浓度(％)
			1	0.5	0.5
2	0.5	1.0
			3	1.0	0.5
4	1.0	1.0
			5	1.5	0.5
6	1.5	1.0

表8甘氨酸及丙氨酸联合使用冻干后结果

冻干后检测结果表明，使用3、4组做为保护剂冻干后具有良好的外观及复溶时间，无肉眼可见异物，并且冻干后效价损失少。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种C1酯酶抑制剂的制备方法，其特征在于包括有：

以从血浆制备人凝血酶原复合物的废料为原料，采用PEG沉淀法纯化及capto MMC离子交换层析得到C1酯酶抑制剂；

具体包括以下步骤：

(1)收集DEAE Sephadex A50凝胶吸附的洗涤液，超滤后调节pH至6.4；

(2)向步骤(1)中的制得物添加PEG4000，搅拌，复测pH，用稀盐酸调节pH值至6.4；

(3)步骤(2)制得物继续搅拌5～30分钟后离心，离心条件为6000～20000g，离心温度12～26℃，收集上清液；

(4)步骤(3)所述上清液加入S/D溶液，搅拌均匀，温度控制在24～26℃，保温5～7小时后；

(5)步骤(4)所述蛋白液进行capto MMC离子交换层析，用洗涤缓冲液洗涤层析柱直至成基线，用洗脱缓冲液洗脱，收集洗脱液；

(6)将步骤(5)所述洗脱液用30kD超滤膜超滤，加入透析液等体积超滤透析5～7次，得到C1酯酶抑制剂原液；

(7)用透析液稀配C1酯酶抑制剂原液至C1酯酶抑制剂效价60～70IU/ml，得到C1酯酶抑制剂；

所述的从血浆制备人凝血酶原复合物的废料为DEAE Sephadex A50凝胶吸附过程中经层析柱流出来的洗涤液；

所述的洗涤液的蛋白浓度3～6wt％；步骤(2)所述PEG4000质量分数为10～14％；

步骤(6)所述透析液包括2.9g/L枸橼酸钠、6.5g/L氯化钠、5～10g/L丙氨酸和10.0g/L甘氨酸。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(5)所述洗涤缓冲液包括2.94～5.88g/L的枸橼酸钠和3.2～4.09g/L氯化钠。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述洗脱缓冲液包括2.94～5.88g/L的枸橼酸钠和14.61～20.45g/L氯化钠。

4.根据权利要求1所述的一种高活性的C1酯酶抑制剂的制备方法，其特征在于，所述的C1酯酶抑制剂经过0.2μm滤芯除菌过滤分装，然后进行真空冷冻干燥；所述真空冷冻干燥包括以下步骤：

①药品室温入柜；

②板层温度2分钟内降至-6℃，保温120分钟；

③将板层温度在30分钟内降至-30℃，保温30分钟；

④将板层温度在20分钟内降至-45℃，保温480分钟；

⑤开始抽真空度至10Pa，保持10Pa±5Pa；

⑥将板层温度在300分钟内升至-30℃，保温300分钟；

⑦将板层600分钟升至0℃，保温900分钟；

⑧将板层120分钟升至10℃，保温120分钟；

⑨将板层180分钟升至30℃，保温480分钟；

⑩抽极限真空，保持30℃至真空合格；真空下压塞。