质粒存在于细菌、酵母菌和放线菌等生物中，是一种独立存在于染色体以外的可自主复制的遗传物质DNA。质粒后来被生物学家开发用作分子生物学研究最常用的克隆载体。由于质粒分子量小，稳定易于操作，安全可靠，容易纯化分离，因此是基因工程中常用、简单的载体，将目的外源基因递送到受体细胞中，并进行增殖和表达。现今，CGT行业如火如荼地迅猛发展，各种各样的病毒载体以及核酸类生物产品都要用到高质量、高纯度的质粒。

CGT的快速发展驱动质粒市场增长

基因治疗领域中最常用的载体AAV和LV的生产都以质粒作为重要的生产原始物料，在过去的两年里全球CGT市场大幅增长，多款CGT新药被批准上市，每年需要大量符合GMP级质量要求的质粒。由于质粒DNA的大尺寸、剪切敏感性、高粘度以及质粒DNA本身与生产过程中产生的杂质之间的相似性，高质量质粒的生产面临诸多挑战，工业界也因此需要优化质粒生产工艺以满足产量需求。

2022年4月19日，朗信生物的1类新药LX101注射液获CDE临床试验默示许可，这是中国首款靶向RPE65基因治疗注射液，用于治疗RPE65双等位基因突变相关的遗传性视网膜变性（IRD）患者。宜明细胞利用自身AAV“一站式”CDMO服务平台，从菌种库构建、GMP质粒开发生产、GMP AAV载体开发生产、相关方法学开发验证及稳定性研究等方面为朗信生物提供了合规、高效、高质量的服务，推动了LX101项目获批IND。

质粒还可以用于免疫细胞治疗产品的体外基因修饰。今年5月10号，上海医药行业协会发布《免疫细胞治疗产品生产用质粒生产质量管理指南》，该指南于6月1日起正式实施，适用于生产免疫细胞治疗产品体外基因修饰系统用的质粒的生产质量管理。这代表着国内免疫细胞治疗产品的法规越来越完善。

此外，DNA疫苗和mRNA疫苗也会用到质粒。如新冠期间爆火的mRNA疫苗，还有癌症疫苗等都需要质粒DNA。

质粒的开发关键工艺流程

质粒开发工艺的主要流程包括质粒菌种构建、发酵培养、裂解澄清、浓缩置换、层析精纯。质粒开发面临的最大挑战是大规模的生产放大和纯化，既要保持高超螺旋结构质粒的产出，又要保持高纯度。目前大部分质粒的生产采用的是发酵工艺，但由于采用的发酵条件及操作不当，导致菌种表达量不高，质粒产量过低难以满足需求，对此可以从培养方式、营养物质、溶氧、pH、温度、代谢产物以及培养基成分和浓度这几个方面进行优化。宜明细胞拥有成熟的质粒生产工艺，上游发酵工艺的发酵规模可以达到200L。在质粒开发过程中，下游纯化非常关键，其中的裂解工艺又是最关键的一环。裂解工艺影响着质粒的产量和纯化的难度，最常用的是碱裂解，在强碱性环境中DNA氢键断裂，DNA双链解开成单链变性，随后用酸性缓冲液将原液调至中性，变性质粒迅速复性，溶解于溶液环境中，而染色体DNA不能迅速复性，和变性蛋白质一样形成絮状杂质，从而达到分离的目的。由于絮状杂质具有一定的可溶性，所以常用絮凝剂（CaCl2或固体NH4HCO3）使杂质进一步析出，但絮凝剂的引入增加了对澄清滤器的挑战，在工业大规模生产时，需要更大规模的多级滤器，不仅硬件成本高，占地面积大，生产效率低，重要的是这种开放式操作不符合GMP生产规范。科百特优化开发的新一代一次性深层过滤产品，无需离心，也无需额外添加助滤剂，单级精度即可得到高质量的超高载量滤液，从5L到500L的发酵规模均可满足，不仅具有低成本、小空间的优势，其高性能的澄清能力也降低了下游精纯的难度和成本。大规模质粒DNA精纯的首选方法是层析法，包括离子交换层析、亲和层析、分子排阻层析等，利用目标产物与杂质（包括基因组DNA片段、蛋白、RNA、不同构象的质粒DNA和内毒素等）在分子大小、构象、电荷和疏水性等化学性质、以及与配体结合强弱等方面的差异来分离。宜明细胞开发的下游纯化工艺采用两步层析法，极大地节省了填料成本，提高了纯化效率。

2023年8月30日（周三）19:00-20:30，医麦客将携手科百特生命科学应用及技术总监杨萌先生和宜明细胞研发总监张华先生，分别从“质粒澄清解决方案”和“质粒工艺开发策略介绍”两个角度，详细介绍两家公司高质量质粒产品与服务，结合实际应用案例，共同探讨“高质量质粒开发生产优化策略”，希望为行业从业者提供更多高质量质粒开发工艺经验和帮助，欢迎各位朋友届时观看医麦客直播！

科百特

科百特作为一家扎根中国本土，服务全球的先进新型科技创新公司，始终致力于各种微孔过滤膜、纳米纤维和超滤膜的研究和开发，为全球客户提供创新的过滤纯化解决方案，其产品和技术广泛应用于生物制药、化学制药、医疗器械和半导体集成电路等多个行业。科百特目前已开发出了十多种独特的核心材料，拥有600多项专利技术，建立了从滤膜、折叠滤芯、囊式过滤器、超滤膜堆、中空纤维滤芯、除病毒滤芯、一次性储液袋（2D/3D）和搅拌袋、金属过滤器，过滤系统设计和验证测试分析的完整的过滤分离产业链。科百特总部设于杭州，在北京、武汉、合肥均设有分公司，以及在上海、苏州、中国台湾、日本、美国、新加坡、韩国成立了七家子公司，目前拥有员工5100多名，工程师超过1000名，为全球106个国家的超过28000家客户提供服务。

宜明细胞

宜明细胞从创立之初即专注于基因治疗技术的开发和应用，为新药研发提供CDMO“一站式”解决方案。宜明在济南、苏州两地建立了超万平GMP生产基地，拥有数十条生产线，其中原核发酵规模为10L-50L-200L，真核细胞培养规模分别为50L-200L-500L-2000L，同时配备先进的纯化工艺，AAV病毒滴度产率高达1E14VG/L；此外，为了在技术创新和基础研发层面拥有更多可能性和前瞻性视角，宜明还在加拿大落地了CMC研发中心，继续在CGT领域深耕细作，协助生物医药企业加速推动研发和生产、IND、临床等各环节，为生物医药产业的发展继续做出贡献。

温馨提示

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