纯化病毒载体时，应选择离心法还是亲和色谱法？

Shawn Sternisha博士
高级现场技术支持应用科学家

亲和色谱法（AC），亦称亲和层析法，因其工艺具备可扩展、高通量且支持自动化等优势，常应用于病毒载体纯化。¹ 但该方法依然存在局限性，如树脂昂贵、依赖血清型、无法同时从完整包装和空壳中分离出完整的AAV颗粒。² 相较之下，作为一种基于离心技术的密度梯度超速离心法（DGUC），可通过低成本的方式有效分离空壳和完整包装病毒颗粒，无需对不同血清型进行优化。虽然色谱法支持高通量分析，但密度梯度超速离心法（DGUC）在进行离心前仅需执行简单的浓缩步骤，即可解决可扩展性不足等缺点。在此，我们将简要介绍Yu等人的研究过程，他们采用两种方法纯化AAV，并进行了方法比较。²

超速离心机用于AAV纯化的优势

无需对不同血清型进行优化

病毒载体 已成为前景广阔的基因治疗载体。³ 因此，非血清型依赖性纯化方案的研究，将成为持续推动病毒载体临床发展的关键之举。⁴ 许多AC树脂仅对一种血清型有效，方法开发繁琐。² 而密度梯度超速离心法（DGUC）灵活性高，一种方法即可适用于所有血清型。

成本

Yu等人预估，一项小规模临床试验需10¹⁶ vg/mL AAV病毒基因组。而采用亲和色谱法（AC）产生等量AAV病毒基因组需近10升亲和树脂，费用约50万美元。² 相比之下，如果采用DGUC前先对样品进行浓缩，单次运行SW 28转头便可获得 10¹⁶ vg/mL AAV病毒基因组。这种DGUC纯化的商业化成本（COG）约为2000美元。尽管采用 SW 28 Ti 转头确实有利于提纯AAV，但如果采用贝克曼库尔特生命科学公司的垂直转头和定角转头，比如 VTi-50.1，将大幅缩短运行时间并提高实验通量。

工艺质量：得率和纯度

AAV生产的主要难点在于如何获得满足临床研究所需的病毒数量。Yu等人对起始材料进行浓缩后，仅使用2个38.5mL离心管，通过密度梯度超速离心法（DGUC）提纯超 3 x 10¹⁵ vg AAV.² 而采取亲和色谱法（AC），由于AAV亲和介质的结合容量在10¹² vg/mL范围内，，提纯等量AAV则需要1个3L色谱柱。此外，亲和色谱法（AC）通常无法分辨空壳AAV颗粒，既降低有效得率，又存在重大患者安全风险。⁵ 与之相反，密度梯度超速离心法（DGUC）可有效分离空壳和完整包装病毒颗粒。²

小结

密度梯度超速离心法（DGUC）在AAV纯化方面优势显著，如高纯度、高得率、非血清型依赖性和空壳病毒颗粒有效分离等（Yu）。了解如何提升病毒载体纯化效率，请访问： mybeckman.cn/centrifuges/ultracentrifuges.

1. Smith, et al. (2009). Mol Ther, 17(11). DOI: 10.1038/mt.2009.128

2. Yu, et al. (2020). Mol Ther Methods Clin Dev, 17. DOI: 10.1016/j.omtm.2019.11.009

3. Büning, et al. (2019). Mol Ther Methods Clin Dev, 12. DOI: 10.1016/j.omtm.2019.01.008

4. Arden & Metzger (2016). J Biol Methods, 3(2). DOI: 10.14440/jbm.2016.102

5. Gao, et al. (2014). Mol Ther Methods Clin Dev, 1(9). DOI: 10.1038/mtm.2013.9