人血清白蛋白(human serum albumin, HSA)是血漿中含量最多的蛋白質(zhì)，是一種單體多結(jié)構(gòu)域大分子，其非糖基化的單鏈多肽包含585個氨基酸，分子量為66kD。在血漿中其濃度為42~55g/L，約占血漿總蛋白的60%。基于HSA在人體中廣泛的分布以及多種生理功能，隨著生命科學(xué)研究的深入，分子生物學(xué)研究的興起，HSA越來越多的生物活性功能被開發(fā)和利用，成為生物學(xué)研究關(guān)鍵性蛋白質(zhì)。
 

圖1：HSA蛋白結(jié)構(gòu)示意圖

HSA具有優(yōu)秀的配體結(jié)合能力，可為一些配體提供代謝修飾，降低潛在毒素毒性，為人體血漿提供抗氧化的能力；HSA具有親水性、無免疫原性、生物相容性好、化學(xué)性能穩(wěn)定、具有多種藥物結(jié)合位點等優(yōu)點，因而被認(rèn)為是一種非常理想的藥物載體^［1］，被廣泛應(yīng)用于小分子化藥、多肽、蛋白、核酸等多種治療藥物的遞送。HSA既可通過與治療藥物共價結(jié)合、非共價結(jié)合或基因融合的方式載藥，也可以制備成納米粒子載藥，并且HSA載藥體系具有可生物降解、非免疫原性、半衰期長等特點。近年來HSA越來越多的被研究用來作為各類藥物的載體，多種藥物類型已經(jīng)獲批上市。
 

表1已獲批上市的基于人血清白蛋白的藥物遞送系統(tǒng)（摘自陳重等，2022^[2]） 

在腫瘤的治療中，利用HSA載藥可以顯著提高腫瘤細(xì)胞中藥物的分布，提高藥物靶向性。此外，HSA還具有其他優(yōu)勢：1）與藥物融合可延長肽類藥物的半衰期，減少用藥劑量和藥物副作用，減少患者用藥次數(shù)；2）提高黏蛋白的分泌量，用于滴眼液治療干眼癥；3）與膠原蛋白結(jié)合制成止血材料，不僅能結(jié)合、運(yùn)輸藥物，還使止血材料增加了修復(fù)組織功能的作用；4）與聚乙二醇制成水凝膠，可用于外科手術(shù)中；5）與粒細(xì)胞集落刺激因子形成融合蛋白，可大大延長其半衰期^［3-5］。Ssu-Hsueh Tseng,等^[6]就報道了一種白蛋白與干擾素β的融合蛋白，與抗原多肽HPVE7展現(xiàn)出優(yōu)秀的腫瘤生長抑制能力，同時大大延長了藥物的在體內(nèi)的有效時間，達(dá)到長時間抑制腫瘤發(fā)育的作用（圖1）。

 

圖2：TC-1腫瘤造模后不同抗腫瘤藥物處理情況下腫瘤體積增大情況

2. 人血白蛋白輔料行業(yè)痛點
批間差大：人血白蛋白由人血漿經(jīng)乙醇沉淀獲得，會因為人種、地區(qū)、季節(jié)出現(xiàn)波動，批間差異比較大，不利于生產(chǎn)企業(yè)控制工藝條件。
長期處于供不應(yīng)求的狀態(tài)：中國是人口大國，對人血白蛋白的需求旺盛，國內(nèi)人血白蛋白市場一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)人血白蛋白60%以上依賴歐美國家進(jìn)口。受制于原料血漿供應(yīng)，人血白蛋白優(yōu)先供應(yīng)臨床，采購需處方單且不能大批量采購，后期供應(yīng)不能保證。
潛在血液病毒風(fēng)險：人血白蛋白從人血液中提取，而人類血液中存在丙肝、乙肝、艾滋病、梅毒和未知病毒等傳染性疾病的潛在風(fēng)險，歷史上曾出現(xiàn)多起病毒感染事件，雖然對原料血漿進(jìn)行相關(guān)病原體的篩查（一般檢測 HIV、HBV、HCV、梅毒 4 種病毒），但是不能保證所有的病毒都會從源頭上被檢測到，比如處于窗口期的HIV病毒篩查可能顯示陰性，另外可能存在一些未知病毒，尤其是很多細(xì)小病毒都沒有檢測方法。
監(jiān)管嚴(yán)格：世界各國藥品監(jiān)督管理機(jī)構(gòu)對于生產(chǎn)中使用動物源/人源的材料嚴(yán)格限制，CDE 在某行業(yè)指導(dǎo)原則中要求試劑中如使用人源性成分或動物源成分，需提供關(guān)于病毒或傳染性病原體感染以及免疫原性的風(fēng)險分析及控制措施的描述和驗證資料，國家法規(guī)引導(dǎo)行業(yè)用更安全的輔料并主張使用無人與動物來源組分原料進(jìn)行替代，各地也紛紛出臺政策支持重組人血液制品研發(fā)（表2）。
 

表2 中國血液制品行業(yè)相關(guān)政策

（來源：智研咨詢）

鑒于人血白蛋白具有供應(yīng)緊張，潛在血液病毒風(fēng)險等行業(yè)痛點，國內(nèi)外學(xué)者及企業(yè)一直致力于利用基因工程技術(shù)研究開發(fā)重組人血白蛋白。其中禾元生物利用自己的專利技術(shù)平臺——水稻胚乳細(xì)胞生物反應(yīng)器高效重組蛋白表達(dá)平臺（Oryz^HiExp）成功開發(fā)出了植物源重組人血白蛋白OsrHSA，與市售人血白蛋白具有相同的氨基酸組成及結(jié)構(gòu)特征，作用功能完全一致。禾元生物的輔料級植物源重組人血清白蛋白OsrHSA已通過中國CDE藥用輔料備案F20180000305，同時取得FDA批準(zhǔn)DMF文件，DMF No.：029648（IV型）；藥用注射液已完成II期臨床達(dá)到主要臨床研究終點，目前也已經(jīng)進(jìn)入全球多中心臨床III期的試驗階段。
禾元生物的植物源重組人血清白蛋白OsrHSA來源于水稻，可杜絕傳播血源性病毒的潛在風(fēng)險，比血漿來源的人血清蛋白更安全；同時，人類接觸和食用大米（水稻）具有幾千年歷史，與水稻內(nèi)源蛋白具有長期接觸史，對稻米的雜質(zhì)蛋白具有很高的耐受性和相容性，免疫原性較低，比其他表達(dá)體系更安全。由于禾元生物的輔料級人血清白蛋白不來源于血液，因此完全不含有血液蛋白殘留，例如血液中常見的免疫球蛋白，它的存在在藥用輔料中將成為潛在致敏源，同時也可能對藥品制劑產(chǎn)生影響的風(fēng)險。雖然市售天然蛋白利用純化工藝將其大部分去除，但仍有一定殘留，禾元生物的OsrHSA使用IgG ELISA檢測則沒有檢出IgG殘留（圖2）

圖3.ELISA法檢測市售產(chǎn)品與OsrHSA免疫球蛋白（IgG）含量測定

（注：上述BSA與HSA為常見市售產(chǎn)品）

 
植物源重組人血白蛋白OsrHSA與人血白蛋白對比試驗表明，在細(xì)胞培養(yǎng)、藥用輔料等方面與血源人血白蛋白效果相當(dāng)，且由于OsrHSA比血源人血白蛋白純度高，質(zhì)量穩(wěn)定，在安全性方面優(yōu)于血源人血白蛋白。植物源重組人血白蛋白OsrHSA替代血源人血白蛋白用于藥物的研發(fā)和生產(chǎn)，尤其是用于藥用輔料，不僅有助于企業(yè)徹底擺脫血液制品安全風(fēng)險高、供應(yīng)緊張的局面；同時，其利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)，工藝穩(wěn)定，參數(shù)可控，各批次均一穩(wěn)定，便于生產(chǎn)企業(yè)控制工藝條件，提升產(chǎn)品質(zhì)量及市場競爭力，也方便藥政部門的有效監(jiān)管，保障市場良好發(fā)展。
 

[1] Fanali G, di Masi A, Trezza V, Marino M, Fasano M, Ascenzi P. Human serum albumin: from bench to bedside. Mol Aspects Med. 2012 Jun;33(3):209-90.

[2] 陳重, 野慶松, 吳錦慧. 基于人血清白蛋白的藥物遞送系統(tǒng)研究進(jìn)展[J]. 藥學(xué)進(jìn)展, 2022, 46(7):7.

[3] 張建軍，高緣，孫婉瑾. 白蛋白作為藥物載體的研究［J］. 化學(xué)進(jìn)展，2011，23（8）：1747-1754.

[4] 富巖，馬金玲，孫麗，等. 重組人血清白蛋白/干擾素α2a融合蛋白的藥效學(xué)、藥代動力學(xué)及安全性評價［J］. 中國醫(yī)藥生物技術(shù)，2012，7（6）：401-411.

[5] 季秀峰，石莉，鄧意輝. 白蛋白納米粒藥物傳遞系統(tǒng)的研究進(jìn)展［J］. 沈陽藥科大學(xué)學(xué)報，2010，27（12）：968-978.

[6] Tseng SH, Cheng MA, Farmer E, et al. Albumin and interferon-β fusion protein serves as an effective vaccine adjuvant to enhance antigen-specific CD8+ T cell-mediated antitumor immunity. J Immunother Cancer. 2022;10(4):e00434