专利名称:免疫球蛋白溶液的巴氏灭菌法的制作方法
本发明与免疫球蛋白的溶液加热有关，加热的目的在于减少或消除这些物质在临床使用时的病毒传染的危险和减少可能伴发的引起临床付反应的酶污染，同时又没有附随物质对免疫球蛋白的结构和功能有害影响。
商业免疫球蛋白制剂主要包含免疫球蛋白G(IgG)分子，广泛地用于无γ球蛋白症和低γ球蛋白症、抗病原生物体的被动免疫法，予防Rh过敏症和处置象突发性血小板减少性紫癜(ITP)的自体免疫疾病的替代疗法。给药的主要途径是通过静脉或肌肉注射。然而，已有报导说通过静脉注射大剂量的免疫球蛋白会传染NonA NonB(NANB)肝炎和可能的其他病毒传染病。
免疫球蛋白通常是利用科恩(Cohn)冷酒精法(见美国专利No2390074)，用离子交换色谱法或其他已公开的方法从血浆或胎盘血分离，这些方法所依据的是所含蛋白质的物理、化学或免疫的性质。
几种操作方法正用于由于粗心而污染了抗血友病因子A(Factor VIII)的浓缩物以及其他用人体血浆混合物制造的蛋白质制剂的病毒失活，例如免疫球蛋白溶液。使用“蒸汽”、“干燥加热”或“化学”处理，例如用β-丙酰基内酯(BPL)和紫外照射或者胆酸酯/三硝基丁基磷酸酶(TNBP)等方法都已经尝试过。在低温干燥状态(或干加热处理)在60℃加热72小时的抗血友病因子A的浓缩物曾把NANB肝炎传染给13个患有血友病的接受者当中的11个(见Colombo M.等，Lancet 1985;21-4)。在20个接受在潮湿状态和部分蒸汽压力下加热过的浓缩物的病人中，没有出现NANB肝炎，而出现了3例B型肝炎(见Schimpf K.等New England J.of Medicine，316，918〔1987〕)。然而这些方法都不能免除肝炎的传染。使用BPL/紫外线辐射，在消除病毒传染的同时，可能导致蛋白质分子的化学改性和形成可能引起临床反应的新抗原。
实验室研究表明，胆酸酶/TNBP在消除来自聚集产物的类脂包被的病毒方面是非常有效的。一个涉及七个事先没有接触过血浆制品的病人的有限的临床研究表明没有发生肝炎传染(见Horowitz，M.S.等，Thrombosis and Hemostasis，58(1)P.371〔1987〕)。然而，这个方法只能应用于破坏类脂包被的病毒，很遗憾，而后要除去在这个方法中所应用的化学物质却是困难的。
众所周知，巴氏灭菌法，即对溶液加热，对于病毒和其他生物体的失活是很有效的。把巴氏灭菌法应用于牛奶，通常是71.7℃进行15秒钟(见Pelczar M.J.等，Microbiology，4th Ed.，McGraw-Hill，1977，PP.833-835)。这种处理表明它使结核丝杆菌有效地失活，该菌大概是现今抵抗力最大的病原体了。用巴氏灭菌过的普通血清白蛋白，在超过35年的期间内，还不曾听说过有传染任何血清肝炎或其他病毒的病例(见Edsall，J.T.，Vox Sang.46338-340〔1984〕)。抗血友病因子A(Factor VIII)浓缩物的巴氏灭菌法，在存在象糖和氨基酸这样稳定剂的情况下，大大地减少了肝炎的传染(见Schimpf，K.等，同上)。抗凝血酶Ⅲ-另一种血浆制品在有0.5M柠檬酸存在的情况下的巴氏灭菌法，多年来一直是一种必要的操作，自从它应用以来，没有报导过有肝炎传播的情况。
因此，免疫球蛋白溶液的巴氏灭菌法使病毒失活的可能性会是引人注目的。然而，人们知道IgG的分子在溶液中加热时会聚集(见Rosenqvist，E.等，Molecular Immunology，24，No.5，PP.495-501〔1987〕)。事实上，在63℃下将IgG溶液加热15分钟是一种生产可溶性IgG聚集体(aggregates)的广泛使用的方法。这种聚集体具有类似于抗原抗体复合体的性质，也就是说它们将补体固定，结合在巨噬细胞上，引起阿图斯(Arthus)反应(见Christian，C.L.，J.Immunology 84，112-121)。利用聚集的IgC分子Fc段活化补体系统导致了许多生产一种用于静脉注射的可溶的IgG的尝试，或者可以通过改善IgG与血浆的分离步骤，或者通过改性或切除Fc段(见McClelland D.B.L.，Yap P.L.，Clinics in Haematology 13，No.1 Feb.1984)。
因此，免疫球蛋白在溶液状态时，如果不要形成聚集的话，就不能加热这一总的观点多年来一直是免疫球蛋白化学的一个组成部分。Fernandes，P.M.等(美国专利No4440679)和Hirao，Y.等(Published European Patent Application No.0196761)对下述内容提出专利保护的要求，即免疫球蛋白在溶液状态可以加热并保持它的生化性质，但这一方法需要有大量糖或糖醇作为主要的稳定剂(多达50%W/V或更高)。一种附加稳定剂，它可以是一种中性的氨基酸、一种中性的无机盐、一种有机羧酸或表面活性剂，是由Hirao等在上述欧州专利申请中提出要求专利保护的，以提供附加的稳定性。然而存在大量的作为稳定剂的糖也可能使病毒稳定。蔗糖已用做真空冷冻干燥后立克次氏体和病毒防腐的稳定剂成分(见Bovarnick等，J.Bacteriology 59，509-522，〔1950〕)。Ng P.K.等(见Thrombosis Research 39 439-447〔1985〕)指出在抗血友病因子A溶液巴氏灭菌中，加入蔗糖保护了猪的细小病毒(Porcine Parvovirus)免遭失活。此外，从蛋白质溶液中除去大量的糖和糖醇也是困难的。
本发明允许在不加任何稳定剂的情况下对免疫球蛋白溶液进行巴氏灭菌，使病毒失活，而又不会明显地改变IgG分子或它们的生理活性。我们已经指出，当免疫球蛋白溶液在低离子强度和中等酸度的PH下加热时，保持了生物活性并且仅出现极少的聚集(少于5%)，这是在国际卫生组织(WHO)为适用于静脉注射用的免疫球蛋白制剂所推荐的标准范围之内的(WHO/BS/83.1396-Annex2)。
在本发明中，IgG稀的水溶液，一般浓度小于5%W/V，最好是小于2%W/V，它的巴氏灭菌是在下述条件下进行的在一个中等的温度，一般是大约35℃到大约75℃，最好是大约50℃到大约60℃;在中等酸度条件下，PH一般是大约3.5到大约6.5，最好是大约4到大约6;在低离子强度下，一般相当于水溶液，离子强度小于0.05mM NaCl水溶液所具有的离子强度。
根据本发明处理的免疫球蛋白溶液一般具有低蛋白质浓度，通常小于5%W/V，最好小于2%W/V。
为了达到所存在的病毒失活的目的，所必需的加热时间长度取决于病毒的类型和浓度，以及加热的温度。就其典型情况而言，加热时间至少需10小时。
在使用Sindbis人体免疫缺损-1(Human Immunodefi-ciency-1)和牛痘病毒作为模式的实验中，表明在pH为4至6、温度为56℃至60℃的情况下，将IgG稀溶液加热10小时，其破坏病毒的效果，至少与25%普通血清白蛋白的溶液在这种温度下的巴氏灭菌效果相同，并且比抗血友病因子A溶液在有以糖和糖醇为稳定剂的巴氏灭菌的效果要好。免疫球蛋白溶液的巴氏灭菌还产生了这样一种结果，即减少或消除了某些可能引起临床反应的酶污染(见Alving，B.M.等Immunohemotherapy，ed.Nydegger，Academic Press〔1981〕)。在体外试验时，这种酶污染还可以引起非活化的部分凝血激酶时间的缩短和形成血管舒缓素(Kal-likreins)。
与其说本发明不限于用于临床用现有工业用的方法，包括科恩(Cohn)分级分离制备的免疫球蛋白的巴氏灭菌法，倒不如说免疫球蛋白的制备方法与我们的方法的用途不相干，并且用其他方法由血浆制备的，或者用一般遗传工程制备的，以及由发酵液体培养基分离出来的免疫球蛋白，也包括从转移基因(transgenic)动物得到溶液，同样也能适用于这种巴氏灭菌法。
商业免疫球蛋白属于一种被称为多变的类型，是一种针对大量抗原决定基的抗体的混合物。这些免疫球蛋白也被称为多克隆。本发明的巴氏灭菌法也适用于所谓单克隆抗体，它们是由混合瘤(hybri-doma)细胞制造的，并且不是多变的，但是对于一种特殊的抗原决定基是专门的。
因此，本发明是适用于种类繁多的天然的和改性的免疫球蛋白溶液的巴氏灭菌法，包括γ球蛋白(IgG)溶液;直接从血液中获得的免疫球蛋白混合物，和主要含有γ球蛋白和少于5%的其他种类的免疫球蛋白，它包括IgA，IgM和IgE;静脉注射免疫球蛋白(IVIG)，高免疫球蛋白，例如Rho(D)免疫球蛋白和B型肝炎免疫球蛋白;IgG类单克隆抗体，最好是IgG1亚类;以及IgG类人体骨髓瘤蛋白，最好是IgG1亚类。
本发明用下面的例子加以说明例1本例说明γ球蛋白溶液的巴氏灭菌法。
γ球蛋白溶液是由科恩(Cohn)馏分Ⅱ+Ⅲ制备的，这是根据科恩在J.A.C.S.Vol.68，PP.459到475(1946)上公开的科恩乙醇沉淀法进行的。馏分Ⅱ是用Kistler等在VoX Sanguinis 7，414(1962)所描述的方法得到。馏分Ⅱ被溶解并用过滤使之分离。pH调到4.0±0.3，乙醇和盐用具有超过滤单元(M.W.C.O100000的微孔盒式系统)分离过滤除去。为了除去盐，使溶液进一步对蒸馏水在4℃下透析60小时。蛋白质浓度用蒸馏水调到1%W/V，PH值用0.1N盐酸调到5.0，溶液在60℃加热10小时。
为了了解各种病毒和细菌抗体的浓度，要分析巴氏灭菌前后样品。没有发现任何一种抗体浓度有所降低。当试验样品的抗补本活性、前激肽释放酶激活剂活性(PKA)、分子大小分布(用大小排阻色谱法)和SDS PAGE(测定蛋白质成分)时，没有看到由于巴氏灭菌的结果而发生有害的影响。产生中不符合要求的PKA的活性实际上由于巴氏灭菌的结果而被消除了。
所得结果总结于下面表Ⅰ中表Ⅰ测定 控制 经过巴氏灭菌抗体分类 1%IVIG 1%IVIG麻疹 1∶32 1∶32流行性腮腺炎 1∶23 1∶23脊髓灰质炎类型Ⅰ 8.1μ/ml 8.1μ/ml脊髓灰质炎类型Ⅱ 9.3μ/ml 9.3μ/ml风疹 1∶182 1∶256流感bx 2.4mcg/ml 2.5mcg/ml(Hemophilus flu.bx)破伤风 1.6I.U./ml 2.4I.U./ml化学的抗补体(mg/CH50) 1.2 1.0PKA(%BOB ＃2) 4.5% 0%(前血管舒缓素激活剂)物理的大小排阻色谱法% 聚集体 ＜1% ＜1%%双倍体 5.5% 4.4%%单倍体 93.5%-94.5% 94.6%-95.6%S降解 0 0SDS-PAGE在巴氏灭菌后没有观察到额外的谱带。
例2。
本例说明静脉注射的免疫球蛋白(IVIG)的巴氏灭菌。
一种经过真空冷冻干燥的静脉注射的免疫球蛋白制剂，由申请人制备，没有用化学的或酶的方法进行过予先改性的天然IgG组成，用蒸馏水再生，溶液在4℃相对于蒸馏水进行深度透析，以除去葡萄糖和盐，用蒸馏水将蛋白质浓度降低到1%W/V，用0.1N的盐酸将pH值调到5.0，溶液的电导为110micros(25℃)。在60℃和10小时完成巴氏灭菌。
进行下述实验是为了确保巴氏灭菌不会对IgG产生危害。
(ⅰ)测定巴氏灭菌前后免疫球蛋白溶液在210到320nm之间的园振二向色性光谱。这些光谱是利用ORD/CD-15分光偏振计在25℃时测得的，CD两光谱是相同的。
(ⅱ)利用Cary219Uv/vis分光光度计在240到350nm之间所测得的巴氏灭菌前后两种溶液的紫外光谱也是相同的。
因此，作为在60℃、PH5.0和10小时条件下对该溶液进行巴氏灭菌的结果，蛋白质的三维结构并没有出现肉眼看得见的构象变化。
如同用大小排阻色谱法所测得的那样，聚集体的浓度由小于1%增加到巴氏灭菌后的2%，但仍然大大低于世界卫生组织(WHO)所推荐的适用于静脉注射的免疫球蛋白溶液的5%的上限。检测不到降解产物。
然而，巴氏灭菌前后的免疫球蛋白溶液，恢复了等渗性和中性pH值后，仍保持它们的聚集(aggregate)能力，并且当在62.5℃水浴浸泡14分钟后，两样品产生大约20%聚集体(aggregate)。在巴氏灭菌后，检测不出抗补体的活性和各种抗体的浓度有什么变化。在巴氏灭菌后PKA的浓度进一步减少到“不可检测”的程度。
在体外，通过化验来评价巴氏灭菌前后免疫球蛋白溶液的生物活性，这种化验包括免疫球蛋白与补体(C1)的第一组分的结合，以及测量与Fc-受体-支撑(bearing)前单核细胞的细胞线(cellline)U937竞争性结果。已经证明在U937细胞线中Fc受体的性质在亲合力和多肽的链结构方面与正常人体单核细胞和巨噬细胞是类似的(见Anderson，C.L.，J.Exp.Med 156 1794-1806〔1982〕)。在两个样品中的C1结合表示分别在6.5μM和5μM具有50%抑制的普通活性。相同的样品，在等渗、62.5℃条件下加热聚集14分钟后，表明C1结合在0.0013μM和0.0035μM有50%的抑制，在与C1的结合上，增量大于100倍。
对于用非巴氏灭菌和巴氏灭菌的样品来说在与U937Fc受体有竞争性的结合上要达到50%的抑制所需要的蛋白质的浓度是15nM和16nM。对于具有整体的Fc功能的免疫球蛋白制剂来讲，这和Law等所报导的20nM的值是一致的(Molecular Immu-nology，23，331-338〔1986〕)。Gamimmune(Cutter Labs的商标)，一种还原性和烷基化的免疫球蛋白制剂，据报导，要达到同样的效果需要两倍多。
因此，巴氏灭菌不会使IgG对C1的结合能力有明显的增加，并且不影响它与单核细胞和巨噬细胞的相互作用。同时，将在体外的实验同在体内完成的实验相互关连是困难的，这些观察结果表明，在巴氏灭菌前后的免疫球蛋白制剂之间，在调理素的功能(通过在Fc和正常人体单核细胞以及巨噬细胞之间的相互作用)和恢复从属于抗原结合的补体系统能力方面，没有发现有明显的差别。
例3本例说明Bho(D)免疫球蛋白的巴氏灭菌。
将用科恩(Cohn)乙醇分级分离法制备的和用DEAE Sephadex A50(Pharmacia Sweden)处理过的Rho(D)免疫球蛋白粉末(112g)用706ml蒸馏水溶解，溶液通过膜滤器过滤使之澄清，并通过一个SephadexC25柱(100cm×10cm)使之脱盐。收集容隙体积所含蛋白质并将浓度稀释为大约0.5%W/V。
用4ml1.0N盐酸将pH调到4.9，将稀释的溶液倒入500ml玻璃瓶中，密封并在60℃水浴中巴氏灭菌11小时。没有检测到抗体-D的效力降低。在巴氏灭菌前后的样品中聚集体的浓度低于1%。没有检测到PKA活性，并且在巴氏灭菌后抗补体的活性没有改变。所得结果总结于下面表Ⅱ中表Ⅱ试验 前 后蛋白质浓度 0.5% 0.5%Anti-D浓度(mcg/ml) 45 45PKA浓度(%BOB ＃2) 1% 0.0%抗补体活性(mg/CH50) 0.15 0.15大小排阻色谱法(Pharmacia Superose 12 HR10/30)聚集体浓度 ＜1% ＜1%单倍体+双倍体 ＞99% ＞99%降解产物 0 0
例4本例说明用巴氏灭菌使免疫球蛋白溶液中Sindbis和人体免疫缺陷病毒-1(HIV-1)失活。
(a)比较免疫球蛋白溶液中(pH4.0和脱盐)和含有50%蔗糖、1M甘氨酸(pH7.0)抗血友病因子A溶液中的病毒失活。是使用Sindbis病毒进行的。将Sindbis病毒种菌加到1%免疫球蛋白溶液中(脱盐和pH4.0)。将该溶液在水浴中加热到56℃。为了检验病毒传染性，分别在0.25、0.5、1.0、2.0和3.0小时取出样品，并立即加入4.5%碳酸钠溶液(pH8.0)加以中和。
同样，用同样的Sindbis病毒种菌加到含有50%蔗糖、1M甘氨酸的抗血友病因子A溶液中(pH7.0)，并在水浴中加热到60℃。分别在0.5、1.0、2.0、4.0、8.0小时取出并加以检验。
所得残余病毒传染性的结果，用组织培养传染性剂量(TCID50)的以10为底对数来表示，总结于下面表Ⅲa中表Ⅲa样品处理时间 Log10TCID50滴接种的IgG溶液 定度(Spiked IgG Soln) pH 7.0/4℃ 0小时 5.1(等渗的)接种的IgG溶液 pH 7.0/4℃ 0小时 4.5(脱盐的)″ pH4.0/56℃ 0.25小时 ＜0.5″ pH4.0/56℃ 0.5小时 NVD
″ pH4.0/56℃ 1.0小时 ＜0″ pH4.0/56℃ 2.0小时 NVD″ pH4.0/56℃ 3.0小时 NVD接种的25%NSA溶液 pH7.0/60℃ 0小时 5.3(Spiked25%NSA Soln)″ pH7.0/60℃ 0.25小时 1.7″ pH7.0/60℃ 0.5小时 0.7″ pH7.0/60℃ 1.0小时 NVD″ pH7.0/60℃ 2.0小时 NVD接种的抗血友病因子A溶液 pH7.0/60℃ 0小时 5.1(Spiked Factor ⅧSoln)(50%蔗糖，1M甘氨酸)″ pH7.0/60℃ 0.5小时 2.9″ pH7.0/60℃ 1.0小时 2.3″ pH7.0/60℃ 2.0小时 ＜0″ pH7.0/60℃ 4.0小时 NVD″ pH7.0/60℃ 8.0小时 NVD注NVD等于未检出病毒。
对于pH4.0的脱盐免疫球蛋白溶液在56℃加热仅0.25小时就得到最低减少4.5log10TCID50量。在2小时和3小时后，没有检测到病毒活性。在25%普通的血清白蛋白(NSA)溶液中，经过在60℃下的加热后，也获得了类似的Sindbis病毒失活率。对于加稳定剂的抗血友病因子A(FactorⅧ)溶液，通过在60℃加热1小时后log10TCID50仅减少2.3。在60℃加热4小时后，达到了检测不出病毒的效果。
(b)重复进行关于人体免疫缺陷病毒-1(HTV-1)在25%NSA溶液中悬浮液的类似实验。已经发现在25%NSA溶液中HIV的失活速率大大快于Sindbis病毒(见下面表Ⅲb)。在60℃下经过8分钟后消除了全部8.5log10TCID50。由于在56℃的免疫球蛋白溶液中和在60℃的25%NSA溶液中Sind-bis病毒的失活速率比较低，那么有理由假定，如果免疫球蛋白溶液中存在HIV病毒的话，在60℃温度下经过10小时巴氏灭菌后，HIV病毒的传染性将明显地降低。所得结果在下面表Ⅲb给出。
表Ⅲb样品残余HIV处理时间 log10TCID50/mlHIV接种25%NSA 60℃ 0分钟 8.4(HIV Spiked 25%NSA)″ 60℃ 4分钟 ＜0″ 60℃ 8分钟 NVD″ 60℃ 60分钟 NVD注NVD即未检出病毒。
例5本例说明用巴氏灭菌使牛痘病毒失活。
牛痘病毒的菌种加入到1%的脱盐免疫球蛋白溶液中，该溶液的pH值为5.4，巴氏灭菌在60℃下进行2小时。是用同样的病毒菌种接种1%的脱盐免疫球蛋白溶液，并在37℃下培养2小时，获得一种正的样品控制。残余的病毒传染性在已受孕的鸡蛋中用滴定法测定，并用每毫升log10PFV(POCK forming units)来表示。
所得结果总结于下面表Ⅳ中。
表Ⅳ样品处理时间 log10PFU/ml1%IgG中的牛痘病毒 pH6.8/37℃ 2小时 5.9(脱盐)″ pH5.4/60℃ 2小时 NVD在McIlvaine中牛痘病毒 pH7.6/37℃ 2小时 6.3缓冲液″ pH7.6/37℃ 24小时 6.3注NVD即未检测出病毒。
全部病毒的传染性(log10PFU/ml6.3)在60℃温度下2小时内被破坏。这种失活并不是由于存在任何可能存在的抗牛痘病毒活性，而这种抗牛痘活性可能存在于开始的免疫球蛋白溶液中。一种类似的接种(Spiked)的IgG溶液的病毒传染性不受37℃、2小时培养过程的影响。同样的牛痘病毒菌种在用McIlVaine缓冲液稀释时，发现在37℃下，在超过24小时的时间内是稳定的。Hilfenhaus等在Vox Sanguinis，50，208，〔1986〕中报导过在含54%的蔗糖和1.8M甘氨酸的抗血友病因子A(Fac-torⅧ)的溶液中进行10小时巴氏灭菌后牛痘病毒传染性减少6.2log10ID50/ml。然而，在热处理前，样品中全部牛痘病毒(6.7log10ID50/ml)在热处理结束时完全失活是不能达到的。
因此，在60℃下脱盐免疫球蛋白溶液的巴氏灭菌比含有50%蔗糖和1.0至2.0M的甘氨酸的稳定的抗血友病因子A溶液巴氏灭菌，就使牛痘病毒的失活来说，更为有效。
例6本例说明单克隆抗体的巴氏灭菌。
抗淋巴细胞增多症(lymphocytosis)促进因子(LPF，Pertussis toxin)的鼠科单克隆抗体从小鼠腹水中分离出来。该抗体属于IgG1亚类，该抗体溶液在G-25柱上脱盐后，收集空隙容积馏分(The Void Volume fractions)。用0.06M的盐酸将pH调到5.0。一种正的控制样品是通过加入0.02M三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(tris hydrochloride)/0.12M氯化钠、pH6.8的条件下制备的。在巴氏灭菌前后用ELISA测定抗-LPF的活性。在巴氏灭菌后，仍然不可能使在中国仑鼠卵巢(CHO)细胞中百日咳毒素失活。
所得结果总结于下面表Ⅴ中表Ⅴ抗-LPF单克隆(脱盐)试验 0小时 10小时/60℃蛋白质浓度 0.1mg/ml 0.1mg/mlpH 5.0 5.0抗-LPF活性 100% 60%在CHO细胞中1320(滴定度) 1320(滴定度)百日咳毒素的失活例7本例说明人体骨髓瘤IgG1、IgG2和IgG3的巴氏灭菌。
血清来自三个确诊为多种骨髓瘤的病人。这三种骨髓瘤蛋白质分别属于IgG1、IgG2和IgG3亚种。IgG用硫酸铵沉淀法和DEAE-纤维素色谱法从全部样品中分离，如Stevenson，G.T.和Dorrington，K.J.所描述的那样(见Biochemical Journal 118，703〔1970〕)。
被提纯的那些IgG(1.5ml)在4℃下相对于蒸馏水进行深度透析。将经过透析的溶液的蛋白质浓度稀释为0.26%W/V，并将pH用0.06M盐酸调到4.8±0.2。样品在60℃加热10小时。在IgG1溶液中没有检测出产生聚集体(aggregate)，同时在IgG2和IgG3溶液中，经过巴氏灭菌后，发现聚集体的浓度分别为3.3%和2.7%。通过加入0.02M三羧甲基氨基甲烷盐酸盐(tris hydrochloride)和0.12M氯化钠，pH6.8，得到三种蛋白质的正的控制样品。这些溶液在60℃下加热10小时。等渗的IgG1溶液不如IgG2或IgG3对于在60℃下加热聚集敏感。事实上，发现其聚集体浓度小于1%。
等渗IgG2溶液在60℃加热后会有24%的聚集体，而等渗的IgG3溶液已经100%地转变为不溶的聚集体。
所得结果总结于下面表Ⅵ中表Ⅵ骨髓瘤样品 蛋白质浓度 pH 溶液张性 聚集体%% (Tonicity) 0小时/60℃ 10小时/60℃IgG10.22 6.8 等渗的 ＜1% ＜1%IgG20.24 6.8 等渗的 ＜1% 24%IgG30.24 6.8 等渗的 ＜1% 100%IgG10.26 4.9 脱盐 ＜1% ＜1%IgG20.26 4.8 脱盐 ＜1% 3%IgG30.26 5.0 脱盐 ＜1% 3%
如表Ⅵ所示，对于稀的IgG1的蛋白质浓度，无论溶液是等渗的还是脱盐的，在加热条件下，都没有观察到有聚集现象或只有很少聚集，这一结果可以和高浓度、高温度下所得结果相比较(见下面表Ⅶ)。
例8本例说明人体骨髓瘤IgG1的巴氏灭菌。
来自具有确诊了的多种骨髓瘤病人的经过提纯的IgG1，如上述例子所描述。经过提纯的蛋白质浓度为18.3mg/ml的IgG1溶液(1ml)在G-25柱(6cm×1cm)上脱盐。含蛋白质的空隙容积馏份被收集并且用蒸馏水将蛋白质浓度稀释为0.46%W/V。加入0.06M的盐酸，将溶液pH调到5.0。通过加入0.02M的三羧甲基氨基甲烷盐酸盐(tris hydrochloride)和0.12M的NaCl、pH6.8制备正的控制样品。样品在65℃、70℃和75℃加热10小时，分子大小分布分析的结果总结于下面表Ⅶ中。
这种特殊的脱盐骨髓瘤IgG在65℃下加热10小时后不产生聚集体。仅当这种物质在70℃下加热10小时后出现聚集。这种在前面例子中在60℃加热时不产生聚集体的等渗的IgG1，在65℃下加热后，含有18%的聚集体。当在70℃或更高温度下进行加热时，出现了胶凝现象。
表Ⅶ样品加热温度℃ 蛋白质浓度 pH 溶液张性 聚集体%(%) 0小时 10小时IgG1(65℃) 0.42 6.8 等渗 ＜1% 18%IgG1(70℃) 0.42 6.8 等渗 ＜1% 胶凝IgG1(75℃) 0.42 6.8 等渗 ＜1% 胶凝IgG1(65℃) 0.46 5.0 脱盐 ＜1% ＜1%IgG1(70℃) 0.46 5.0 脱盐 ＜1% 75%IgG1(75℃) 0.46 5.0 脱盐 ＜1% 100%例9本例说明在免疫球蛋白聚集作用上离子强度的影响。
将不同量的氯化钠加入已经深度透析的0.5%的免疫球蛋白溶液中，用2mM的盐酸将pH调到5.0。在60℃对每一个样品进行10小时巴氏灭菌。在巴氏灭菌后，用大小排阻色谱法(Pharmacia FPLC，Superose 12柱)测定聚集体的百分率。
所得结果总结于下面表Ⅷ中表Ⅷ样品 所加NaCl 25℃导电率 在巴氏灭菌后，相对于不加NaCl样品聚集体的增加 %1 0.0005mM 40micros 1%2 0.005mM 39micros 0%3 0.05mM 44micros 4%4 0.5mM 73micros 7%5 5.0mM 480micros 22%6 50.0mM 3900micros 胶凝如同从这些结果可以看到的那样，由于加入了高于0.05mM的NaCl，使得在巴氏灭菌后聚集体形成明显上升。加入50mM的NaCl导致指示蛋白质变性的溶液的胶凝。
从这些结果可以看出，显然，在巴氏灭菌前，为避免免疫球蛋白溶液的聚集作用，免疫球蛋白溶液应该具有最小的离子强度。这可以通过许多物理-化学方法，例如透析法、电透析法、胶体过滤法或离子交换法来实现。
例10本例说明pH在免疫球蛋白聚集作用上的影响。
通过加入0.1N盐酸或者0.5N的氢氧化钠，将1%的免疫球蛋白溶液样品的pH分别调到3.0、3.5、4.0、5.0和7.0。然后使予先调到所要求pH的样品相对于蒸馏水进行深度透析。透析后，将每一免疫球蛋白溶液用0.1N盐酸再调到先前所要求的pH值。原来pH为5.0、7.0的样品不需要调节。对于每一样品在56℃下进行9小时巴氏灭菌。
这些样品形成聚集体的结果总结于下面的表Ⅸa中表Ⅸa样品 pH 9小时56℃加热后聚集%1 1%IgG溶液 3.0 43%2 ″ 3.5 15%3 ″ 4.0 5%4 ″ 5.0 ＜1%5 ″ 7.0 13%
如从表Ⅸa结果所看出的那样，只有在pH4.0和5.0时所产生的聚集体浓度最小(＜5%)。
在1%的IgG溶液中，在pH分别为4.0、4.5、5.0、5.5和6.8的情况下进行类似的实验。溶液在60℃加热10小时，pH值在4.0至5.5之间时，所获得的聚集体浓度是可以接受的(＜5%)。
所得结果总结于下面表Ⅸb中表Ⅸb样品 pH 60℃、10小时加热后，聚集%11%IgG溶液 4.0 2%2 4.5 ＜1%3 5.0 ＜1%4 5.5 ＜1%5 6.8 34%例11本例说明在免疫球蛋白的聚集作用上蛋白质浓度的影响。
pH为4的免疫球蛋白溶液利用微孔超过滤盒式系统(100，000MWCO)相对于蒸馏水进行深度透析，以除去盐和乙醇。得到10%W/V浓度的免疫球蛋白溶液。将这种溶液的浓度用蒸馏水稀释为3%W/V，2%W/V和0.5%W/V。将这些溶液的pH调到4.0，并将它们在56℃下进行9小时巴氏灭菌。
所得结果总结于下面的表Ⅹ中
表Ⅹ样品 蛋白质浓度 9小时，56℃巴氏灭菌后聚集%经透析过滤的IgG溶液 3.0% 6%″ 2.0% 4%″ 0.5% 2.6%对于3%W/V的免疫球蛋白溶液来说，聚集体的浓度最高。0.5%的溶液聚集体的浓度最低。显然，对于要求形成最低聚集体巴氏灭菌来讲较低的蛋白质浓度是最好的。
例12本例说明乙醇在免疫球蛋白聚集作用中的影响。
一种免疫球蛋白溶液，在pH5下加以深度透析。加入蒸馏水，将蛋白质浓度调到0.2%W/V。加入不同量的乙醇，使其在样品中的浓度为0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0和10%V/V。在60℃进行10小时巴氏灭菌。
所得结果总结于下面表Ⅺ中表Ⅺ样品 乙醇浓度%V/V 60℃，10小时巴氏灭菌后聚集体%0.2%IgG溶液 0.0 1.5%″ 0.1 1.0%″ 0.2 1.0%″ 0.5 2.0%″ 1.0 2.6%″ 2.0 4.5%
″ 5.0 20.7%″ 10.0 31.7%表Ⅺ所列聚集体形成数据表明乙醇浓度高于0.5%V/V引起明显的IgG分子的聚集。
例13本例说明利用酶污染的巴氏灭菌来减少免疫球蛋白溶液的污染物。
可能存在于免疫球蛋白制剂中的酶污染物主要是通过巴氏灭菌来减少。在前激肽释放酶活化剂(PKA)的活性和未活化的促凝血酶致活酶时间(non-activated Partial Thromboplastin Time)(NAPTT)上的影响总结于下面表Ⅻ中表Ⅻ 结果试验 样品 加热处理(HT) 热处理前 热处理后PKA活性 1%VIG pH5/60℃/10小时 4.5% 0%(%BoB＃2)PKA活性 5%Rho(D) pH4/37℃/48小时 28% 3%(%BoB＃2)NAPTT 1%Rho(D) pH5/60℃/10小时 ＜44秒 103秒(控制时间151秒)巴氏灭菌消除了在1%静脉注射免疫球蛋白溶液中的PKA活性。甚至在pH4、37℃和48小时的处理，显著地将PKA的浓度从28%减少到3%。1%Rho(D)的NAPTT在巴氏灭菌后显著地从少于44秒延长到103秒。这表示在制剂中存在的凝血剂活性减少了。
综上所述，本发明提供了一个新颖的、予料不到的用于免疫球蛋白溶液巴氏灭菌方法。这种巴氏灭菌使各种病毒失活，减少酶活性而不引起聚集或损失生物制剂活性。在本发明范围内还可以作进一步的改进。
权利要求
1.一种免疫球蛋白水溶液的巴氏灭菌方法，其特征在于在大约35℃到大约75℃的温度下、在大约3.5到大约6.5的PH值和在低离子强度下对该溶液加热足够长的时间，该时间要足以使对该溶液的巴氏灭菌能使该水溶液中所存在的病毒失活，同时又保留免疫球蛋白的生物制剂活性，并不产生高于5%的免疫球蛋白聚集作用。
2.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于所述离子强度小于0.05mM氯化钠水溶液所具有的离子强度。
3.根据权利要求
1或2所述的方法，其特征在于所述免疫球蛋白溶液的蛋白质浓度小于大约2%W/V。
4.根据权利要求
1至3的任意一项权利要求
所述的方法，其特征在于所述温度为大约50℃到大约60℃。
5.根据权利要求
1至4的任意一项权利要求
所述的方法，其特征在于所述溶液的PH值为大约4至大约6。
6.根据权利要求
1至5的任意一项权利要求
所述的方法，其特征在于所述溶液的乙醇含量小于5%V/V。
7.根据权利要求
1至6的任意一项权利要求
所述的方法，其特征在于所述免疫球蛋白水溶液是γ-球蛋白水溶液。
8.根据权利要求
1至6的任意一项权利要求
所述的方法，其特征在于所述免疫球蛋白水溶液是静脉注射免疫球蛋白或超免疫免疫球蛋白。
9.根据权利要求
1至6的任意一项权利要求
所述的方法，其特征在于所述免疫球蛋白水溶液是IgG种或IgG1亚种单克隆抗体。
10.根据权利要求
1至6的任意一项权利要求
所述的方法，其特征在于所述免疫球蛋白水溶液是IgG种或IgG1亚种人体骨髓瘤蛋白质。
专利摘要
病毒失活而又不使IgG分子及其生理活性有明显改变的免疫球蛋白溶液的巴氏灭菌法，通过在低离子强度下和中等酸度的pH值下将这种溶液加热到中等高度的温度来实现，它不需任何稳定剂而且具有极小的聚集作用。
文档编号A61K38/16GK87101294SQ87101294
公开日1988年7月6日 申请日期1987年11月25日
发明者安东尼·A·马格年, 华保诚, 保罗·丹尼斯 申请人:康诺特实验室有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan