海藻糖在生物醫(yī)藥方面的應(yīng)用
瀏覽次數(shù):1881 發(fā)布日期:2011-12-15
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海藻糖是一種安全、可靠的天然糖類,是由兩個葡萄糖分子以α,α,1,1-糖苷鍵構(gòu)成的非還原性糖,自身性質(zhì)非常穩(wěn)定,并對多種生物活性物質(zhì)具有神奇的保護作用。海藻糖對生物體具有神奇的保護作用,是因為海藻糖在高溫、高寒、高滲透壓及干燥失水等惡劣環(huán)境條件下在細胞表面能形成獨特的保護膜,有效地保護蛋白質(zhì)分子不變性失活,從而維持生命體的生命過程和生物特征。這一獨特的功能特性,使得海藻糖除了可以作為蛋白質(zhì)藥物、酶、疫苗和其他生物制品的優(yōu)良活性保護劑以外,還是保持細胞活性、保濕類化妝品的重要成分。
(1)在醫(yī)學(xué)上已經(jīng)成功地應(yīng)用海藻糖替代血漿蛋白作為血液制品、疫苗、淋巴細胞、細胞組織等生物活性物質(zhì)的穩(wěn)定劑。不僅可以常溫條件下干燥存放,更重要的是可以防止因血源污染而引起乙肝、艾滋病等致命疾病的傳播,世界衛(wèi)生組織對此十分重視。
(2)英國劍橋的Quadrant研究基金會將小兒麻痹癥疫苗與海藻糖混合凍干后,發(fā)現(xiàn)在干燥狀態(tài)下45℃時其穩(wěn)定性和液態(tài)4℃保存條件時相當(dāng)。這項目研究成功,將大大減化疫苗處理工序,降低疫苗的貯存及運輸成本,且保證了長距離運輸疫苗仍可保持相當(dāng)高的活性,這將會大大有助于世界衛(wèi)生組織實現(xiàn)在最大范圍內(nèi)消滅小兒麻痹癥的目標(biāo)。
(3)美國加利福尼亞大學(xué)的約翰•克勞及其同事將海藻糖與制造血小板的細胞混合,經(jīng)干燥脫水使細胞變干后,將其凍干在室溫下可長時間保存。實踐證明,加入海藻糖并經(jīng)長時間保存的血小板在水化后仍有85%存活,存活率比大多數(shù)血庫短期保存的血小板還高。
(4)海藻糖可應(yīng)用于研究用生物試劑的保存,例如各種工具酶、細胞膜、細胞器、抗體、抗原及病毒等等,使得生命科學(xué)研究更為方便快捷有效,英國大學(xué)Camilo.C等詳細的研究了海藻糖對DNA限制性內(nèi)切酶DNA連接酶和DNA聚合酶的保護作用,結(jié)果表明,所有加入海藻糖干燥的酶樣,在70℃保存35天或在37℃保存9個月后,其活力并無損失,仍能精確的將DNA截斷。我國中科院微生物研究所應(yīng)用海藻糖干燥制備、用于人血清膽固醇測定的三種診斷工具酶,在室溫下長期保存后,活性保持率都在90%以上,現(xiàn)已成功的進入于臨床應(yīng)用。這是目前其它種類的保護劑都不可能達到的效果,利用海藻糖作為診斷工具酶等生物試劑的穩(wěn)定劑和保護劑,可置于常溫條件下干燥并保存,不僅簡化了生物試劑的制備過程,也給我國幅員廣大的農(nóng)村地區(qū)患者的疾病診治帶來便利。
(5)雙岐桿菌是腸道中用于改善人體微生態(tài)平衡的細菌,雙岐桿菌活菌制劑作為防病治病的有力武器,在歐美日本等發(fā)達國家倍受歡迎。在我國,雙岐桿菌活菌制劑已逐步成為制藥行業(yè)的一支生力軍。由于雙岐桿菌是一種對生存條件要求極為苛刻的厭氧菌,外界環(huán)境稍有變化就易引起該菌的死亡,因此,如何提高雙岐桿菌的存活率,保證產(chǎn)品的貨架壽命,一直是困擾活菌制劑行業(yè)的技術(shù)難題。目前普遍是采用脫脂牛奶作凍干保護劑,但效果不甚理想,在儲存過程中,細菌的存活率下降很快。近期的研究結(jié)果表明,采用海藻糖作保護劑,雙岐桿菌的存活率比脫脂牛奶提高一倍以上,特別令人振奮的是,海藻糖能夠使凍干雙岐桿菌在常溫下長期保持活性,大幅度延長活菌制劑的保質(zhì)期。從而可以解決活菌制劑行業(yè)所面臨的產(chǎn)品儲存性能差,貨架壽命短的問題。
(6) 應(yīng)用實例
1)、從液態(tài)制品制備固態(tài)制品
將500克無水海藻糖、270克用以上方法制成的蛋黃粉、290克脫脂奶粉、4.4克氯化鈣、1.85克氯化鉀、0.01克硫氨素、0.1克抗壞血酸鈉、0.6克乙酸維生素和0.04克煙酸胺混合后,每份取25克放入防水鋁箔袋內(nèi),熱封好,即制得該固態(tài)制品。因袋內(nèi)空氣含水量少,該產(chǎn)品勿須冷藏,在室溫狀態(tài)下就可長期穩(wěn)定存放。其具有良好的水溶性及分散性,使用前只需將1小袋該固態(tài)品溶于約150-300ml水制成流質(zhì)食品,吸入體內(nèi)或灌入鼻腔、胃或腸內(nèi)即可。
2)、制備固體醫(yī)藥品
為了做BALL-1細胞的皮下移植手術(shù),在剛產(chǎn)下的田鼠體內(nèi)注入用傳統(tǒng)方法制取的免疫血清,以減少其免疫反應(yīng),按一般方法喂養(yǎng)3周后,取出田鼠皮下形成的腫瘤,將其切成小片,然后把小片分散溶在生理鹽水中。溶出的腫瘤細胞用無血清的RPMI1640培養(yǎng)基(pH值7.2)清洗后,再將其溶在新配制的同一種培養(yǎng)基中,稀釋培養(yǎng)液濃度至每毫升含2×106個細胞,并在35℃下保存。
在細胞懸液中加入200IU/ml人體a-干擾素,培養(yǎng)約2小時后,加入300HA/ml HVJ,再培養(yǎng)20小時,誘導(dǎo)培養(yǎng)體產(chǎn)生更多的人體a-干擾素。將細胞培養(yǎng)液在4℃、1,000×g條件下離心,去除沉淀物,上清液用膜過濾,把濾液加進一裝有防a-干擾素抗體的層析柱中,再加入緩沖液使未被吸收的組分流出,隨后把被柱子吸收的組分洗脫出來并濃縮成濃度約為0.01w/v%的人體a-干擾素溶液,其中的人體a-干擾素的比活力約為2×108Iu/mg蛋白,每只田鼠可制得約4ml a-干擾素。
將6克無水海藻糖裝進100ml的防潮塑料瓶中,再往瓶中注入0.2ml約含4×106IU的人體a-干擾素溶液,用橡膠塞給瓶子無菌封蓋,這樣就可制得固體醫(yī)藥品。根據(jù)其制備過程,含人體a-干擾素的溶液經(jīng)和無水海藻糖接觸,就很容易脫水干燥,其不需冷凍干燥,就能使固體制品的a-干擾素穩(wěn)定高效。
該產(chǎn)品易溶于水,其中的人體a-干擾素可作為一種抗敏性試劑(如:抗病毒試劑、抗腫瘤試劑和抗風(fēng)濕癥試劑等),經(jīng)滴注或肌注進入人體內(nèi),有效地預(yù)防或治療多種疾病。該產(chǎn)品適用于內(nèi)科,還可作口腔試劑及診斷劑。
3)、制備固體醫(yī)藥品
將源于人體淋巴素的BALL-1細胞接種到加入20%的胎牛血清的Eagle基礎(chǔ)培養(yǎng)基(PH值7.4)中,按照常規(guī)方法在37℃的懸浮體中培養(yǎng),培養(yǎng)出的細胞用無血清的Eagle基礎(chǔ)培養(yǎng)基(PH值7.4)清洗后,將其倒入新配制的含20%胎牛血清的Eagle基礎(chǔ)培養(yǎng)基中,并濃縮至濃度為1×107cells/ml。在溶液中加入1, 000HA/ml HVJ,在38℃下恒溫培養(yǎng)24小時,使HVJ誘變成a-hTNF。將制得含a-hTNF的細胞懸液在4℃,1,000×g下離心,上清液在含0.01M磷酸鹽緩沖液的生理鹽水中透析15小時后,用膜過濾。為純化a-hTNF溶液,將濾液加入一個裝有抗干擾素抗體的柱子中,把未被柱子吸收的組分倒進一裝有抗腫瘤壞死a-基因單克隆抗體、具有親和性的層析柱中,洗脫出被層析柱吸收的組分,得到a-hTNF溶液濃度至0.01w/v%,其中a-hTNF的比活力大約為2×106JRU/mg蛋白。這樣a-hTNF的得率約為5×104JRU/L細胞培養(yǎng)液。
將10克無水海藻糖裝入100ml的瓶中,再注入0.5ml含1×105JRU a-hTNF的溶液,用橡膠塞無菌封蓋后,即可制得該產(chǎn)品。用以上方法制得的藥品,粉末狀無水海藻糖吸水使a-hTNF的溶液脫水干燥,不需經(jīng)冷凍干燥處理,就能使a-hTNF穩(wěn)定高效。
該產(chǎn)品易溶于水,a-hTNF可作為一種抗敏性試劑(如:抗病毒試劑、抗腹腫劑及抗免疫疾病劑等),經(jīng)滴注或肌注進入人體內(nèi)有效地預(yù)防或治療多種疾病。該產(chǎn)品適用于內(nèi)科,也可作口腔試劑及診斷劑。