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Proteintech HumanKine® Cytokines & Growth Factors 在臨床應用上的7大優勢

Proteintech HumanKine® Cytokines & Growth Factors 在臨床應用上的7大優勢

Proteintech HumanKine® Cytokines & Growth Factors 在臨床應用上的7大優勢

 

 

20 世紀分子生物學在編寫(write)、編輯(edit) 和擦除(erase) DNA 方面的突破為醫學創造了新的可能性。這種潛力的成功實現是主要利用易處理的生命系統來製造活性人類蛋白質。一個值得注意的早期例子是Genentech公司使用大腸桿菌製造重組胰島素。

隨著生物學和醫學的發展,重組蛋白的需求也發生了變化。對於活性,許多蛋白質需要進行只有在真核系統中才有的醣基化和加工。這導致了昆蟲和中國倉鼠卵巢 (CHO) 細胞作為重組蛋白生產者的發展。

隨著科學和醫學的進步,這些系統一直在努力滿足不斷增長的需求。例如:人類幹細胞技術和 CAR-T 細胞療法需要培養基,而其成分必須不含動物成分及外來物質,但仍要保持高活性和可擴展性。

對於人類的應用和研究,人類細胞表達系統是最理想的。HumanKine® 重組蛋白全系列產品均使用 HEK293 細胞製成,非常適合臨床研究的新需求。

以下就是 HumanKine® 產品相較於其他產品更勝一籌的原因:

1. 不含動物和異種成分 (Animal component and xenobiotic free)

在生產過程中的任何階段都未使用源自動物或由動物製成的產品。

無動物成分和異種蛋白質的好處:

  • 最終產品不包含任何來自動物組織、體液或其衍生成分。
  • 從採購到最終產品的所有材料都在專門的無動物設施中儲存和處理。
  • 最終產品和過程中不涉及使用非人類動物來源的材料或由非人類動物來源製成的重組材料。

 

2.無標籤 (Tag-free)

無任何標籤表達和純化。

無標籤蛋白質的好處:

  • 沒有標籤用於蛋白質的表達和純化。
  • 加入標籤常常會導致感興趣的蛋白質結構發生變化。
  • 有時標籤會干擾蛋白質的活性位點,導致生物活性改變。
  • 標籤的存在可以增加某些蛋白質的免疫原性,這使得無標籤重組蛋白更適合體內應用。

 

3. 原生折疊和成熟 (Native folding and maturation)

儘管 CHO 和昆蟲細胞是真核細胞,但它們處理人類蛋白質的能力在許多情況下與人類細胞不符。例如:下圖顯示人類細胞比 CHO 細胞產生更多成熟的激活素 A 二聚體(mature Activin A dimers)。

 

▲來自 CHO 細胞和 HumanKine® 系統的純化Activin A以Coomassie blue染色之 SDS-PAGE 凝膠,證明了成熟激活素 A 二聚體(Activin A dimers)的形成。

 

4. 天然人類醣基化修飾 (Native human glycosylation)

醣基化對蛋白穩定性和活性至關重要。CHO 和昆蟲細胞在這個過程中有著截然不同的機制,進而產生與人類非常不同的醣基化物種。下圖為不同表達系統之間醣基化差異的範例。

 

▲人類細胞表達(Humanzyme)和 CHO EPO 醣基化的 HPLC 比較,顯示出聚醣組成存在顯著差異。Fetuin作為陽性對照組(positive control)。

 

5. 高穩定性 (High stability)

由於天然醣基化和成熟,人類細胞表達的蛋白質在穩定性方面可以勝過其他系統。下圖顯示出HumanKine FGF在培養中比大腸桿菌來源的FGF具備更好的穩定性。

 

HumanKine®(FGF basic-TS,紅色)和大腸桿菌衍生的FGF(FGF basic,藍色)在 37°C 無細胞培養的穩定性比較。

 

6. 高活性 (High activity)

上述特徵協同作用產生的蛋白質往往比其他表達系統中產生的蛋白質具有更高的活性。下圖比較了真核系統之間多種細胞因子的活性。

 

昆蟲、人類和大腸桿菌細胞表達的細胞因子(A- IL1B; B- IL6; C- IL23; D- TGFB1)的活性比較,由人類 CDE4+ 細胞的 Th17 分化確定。

 

 

在相同的產品當中,藍色長條為 HEK293 表達之 TNF α,而大腸桿菌表達之 TNF α 為黃色長條。 在此處可以看到人類表達系統的蛋白在IL-6生產效率上具備更高的活性。您可以看到,如果您使用 HumanKine 產品來獲得同樣的活性,則 TNF α 的濃度可以降低到大腸桿菌中的五分之一,這可以降低您的使用量。

 

許多生物技術故事都有一個共同點:在細菌中發現一個普遍原則,然後研究模式生物,直到準備好應用於人類目標上。而蛋白質的生產也遵循這種模式,通過 HumanKine® 產品,我們最終得以進入利用人類細胞製造人類蛋白質供人類使用的階段。

 

7. GMP方針 (GMP Policy)

Proteintech's HumanKine GMP facility

 

這是您看到的Proteintech的 GMP 實驗室,於2019年 6 月啟用,從收購到能夠開設實驗室之間的轉變非常快。工作人員與HumanZyme 成立以來一直參與流程的人員相同,因此他們對產品非常了解並有豐富的知識可以將其轉化為 GMP等級。除此之外,他們還著手制定了 SOP 和批次記錄,以便能夠按照 GMP 的要求進行生產,並且實驗室能夠在開放後的九個月內獲得 ISO 13485 認證,特別是在疫情封鎖期間,這不是一個簡單的成就。

 

Proteintech HEK293 expressed proteins are ISO13485 certified GMP ancillary materials that can be used in clinical manufacturing

 

更詳細地說明這個方針,這些 HEK293 表達的蛋白質是經過 ISO 13485 認證的 GMP 輔助材料,因此它們可以用於臨床製造過程。 正如官方聲明所說,他意味著原材料是合格的,而無塵室、儀器設備的定期檢查也合格。 我們有經過驗證的流程和 SOP、經過驗證的檢測方法、明確定義的標準和過程中的品質檢查。 正如之前提到的,對於人員、文檔和可追溯性都進行了系統性和有組織的培訓計劃,而偏差和 CAPA 也都被及時記錄並採取了有效的行動。

 

Differences between research use only proteins and GMP grade proteins

 

更詳細地說明研究 (RUO) 等級和 GMP 等級之間的差異,首先它們是在同一工廠中製造的,因此它們可以用於開發,然後在相同的 QMS 下將技術轉移到 GMP 產品中。在分析方法的部分,即使是同樣的分析方法,仍然要在 GMP 等級進行驗證。此外,我們目前在進行對於所有產品的穩定性研究,並且也很樂意分享您可能需要的任何穩定性數據。關於驗證的部分,GMP等級產品必須進行相關驗證,每個產品三批。這意味著這些產品具有GMP合規性,而 RUO 產品則不是。最後,它們都符合美國藥典的規定,而美國藥典基本上是通過 FDA 的黃金標準。

 

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HumanKine®系列產品

Cat No. Product Name Activity spec. Purity Refs
HZ-1138 Activin A ≤5 ng/mL EC50 >95% 23
HZ-1222 beta NGF ≤3 ng/mL EC50 >95% -
HZ-1128 BMP-2 ≤60 ng/mL EC50 >95% 30
HZ-1045 BMP-4 ≤10 ng/mL EC50 >95% 53
HZ-1229 BMP-7 ≤100 ng/mL EC50 >95% 8
HZ-1211 Cystatin C ≤5 µM IC50 >95% -
HZ-1168 EPO ≤2.5 ng/mL EC50 >95% 4
HZ-1285 FGF Basic TS ≤0.5 ng.mL EC50 >95% 27
HZ-1218 FGF-4 ≤1.25 ng/mL EC50 >95% 1
HZ-1100 FGF-7 (KGF) ≤7.5 ng/mL EC50 >95% 2
HZ-1103 FGF-8b ≤10 ng/mL EC50 >95% 2
HZ-1151 FLT3 Ligand ≤0.8 ng/mL EC50 >95% 13
HZ-1207 G-CSF ≤0.1 ng/mL EC50 >95% 8
HZ-1311 GDNF ≤ 10 ng/mL  EC50 >95% 1
HZ-1002 GM-CSF ≤0.5 ng/mL EC50 >95% 14
HZ-1084 HGF ≤20 ng/mL EC50 >95% 11
HZ-1007 HGH ≤0.5 ng/mL EC50 >95% 2
HZ-3001 HSA N/A >95% 2
HZ-1066 IFN alpha 2A ≤0.4 ng/mL EC50 >95% 8
HZ-1072 IFN alpha 2B ≤0.12 ng/mL EC50 >95% 3
HZ-1298 IFN beta ≤0.1 ng/mL EC50 >95% 2
HZ-1301 IFN gamma ≤0.05 ng/mL EC50 >95% 9
HZ-1164 IL-1 beta ≤0.05 ng/mL EC50 >95% 20
HZ-1015 IL-2 ≤5 ng/mL EC50 >95% 7
HZ-1074 IL-3 ≤2 ng/mL EC50 >95% 10
HZ-1004 IL-4 ≤0.6 ng/mL EC50 >95% 21
HZ-1019 IL-6 ≤0.5 ng/mL EC50 >95% 25
HZ-1281 IL-7 ≤1 ng/mL EC50 >95% -
HZ-1240 IL-9 ≤1 ng/mL EC50 >95% 2
HZ-1145 IL-10 ≤1.5 ng/mL EC50 >95% 1
HZ-1256 IL-12 ≤2 ng/mL EC50 >95% 4
HZ-1113 IL-17A ≤2 ng/mL EC50 >95% 4
HZ-1116 IL-17F ≤10 ng/mL EC50 >95% -
HZ-1254 IL-23 ≤4 ng/mL EC50 >95% 12
HZ-1275 IL-27 ≤12 ng/mL EC50 >95% 2
HZ-1235 IL-28A ≤5 ng/mL EC50 >95% 2
HZ-1245 IL-28B ≤1 ng/mL EC50 >95% 3
HZ-1156 IL-29 ≤5 ng/mL EC50 >95% 3
HZ-1109 Lefty-1 ≤40 ng/mL EC50 >95% 1
HZ-1292 LIF ≤0.2 ng/mL EC50 >95% -
HZ-1192 M-CSF ≤4 ng/mL EC50 >95% 7
HZ-1118 Noggin ≤15 ng/mL EC50 >95% 8
HZ-1030 OSM ≤1 ng/mL EC50 >95% 3
HZ-1215 PDGFaa ≤10 ng/mL EC50 >95% 2
HZ-1278 Pleiotrophin-PTN ≤3 ng/mL EC50 >95% -
HZ-1308 PDGFbb N/A >95% 1
HZ-1161 pro-IGF-II ≤50 ng/mL EC50 >95% 2
HZ-1024 SCF ≤25 ng/mL EC50 >95% 12
HZ-1306 Sonic Hedgehog ≤350 ng/mL EC50 >95% -
HZ-1011 TGF beta 1 ≤0.5 ng/mL EC50 >95% 114
HZ-1092 TGF beta 2 ≤0.5 ng/mL EC50 >95% 4
HZ-1090 TGF beta 3 ≤0.5 ng/mL EC50 >95% 8
HZ-3010 Thrombin N/A >95% 1
HZ-1014 TNF alpha ≤0.5 ng/mL EC50 >95% 19
HZ-1248 TPO ≤5 ng/mL EC50 >95% 5
HZ-1204 VEGF 121 ≤15 ng/mL EC50 >95% 18
HZ-1038 VEGF 165 ≤5 ng/mL EC50 >95% 21
HZ-1296 Wnt3A ≤20 ng/mL EC50 >95% 1

 

參考資料

https://www.ptglab.com/news/blog/why-human-cell-expressed-proteins-are-superior-for-clinical-applications/

https://www.ptglab.com/videos/Other/cytokines-and-growth-factors/