靜脈注射用人免疫球蛋白（IVIG）是世衛(wèi)組織（WHO）收錄的核心基本藥物，廣泛應(yīng)用于原發(fā)性免疫缺陷、自身免疫性疾病及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的臨床救治，是不可或缺的血液制品“救命藥”。當(dāng)前全球血漿資源緊缺，IVIG市場長期供不應(yīng)求，同時傳統(tǒng)純化工藝普遍存在純度與收率難以兼顧的行業(yè)痛點：產(chǎn)品中殘留的免疫球蛋白A（IgA）極易引發(fā)IgA缺陷人群的過敏性休克，前激肽釋放酶激活劑（PKA）則會誘發(fā)血管活性不良反應(yīng)，嚴(yán)重制約IVIG產(chǎn)品的安全性與臨床應(yīng)用范圍。

針對上述行業(yè)難題，浙江大學(xué)林東強(qiáng)教授團(tuán)隊聯(lián)合成都遠(yuǎn)大蜀陽生命科學(xué)有限公司開展產(chǎn)業(yè)化工藝攻關(guān)，創(chuàng)新研發(fā)出硅藻土吸附+兩步差異化陰離子交換層析（AEX）一體化純化工藝。該工藝可徹底清除PKA、凝血因子XII（FXII）、前激肽釋放酶（PK）、激肽釋放酶（K）四類接觸系統(tǒng)有害雜質(zhì)，最終將產(chǎn)品中IgA、IgM殘留量分別控制在3.83μg/mL、10.70μg/mL的超低水平，同時保障IgG回收率穩(wěn)定在86.9%以上。目前該工藝已順利通過800L中試驗證，工藝穩(wěn)定性、安全性、經(jīng)濟(jì)性俱佳，為國產(chǎn)IVIG提質(zhì)降本、產(chǎn)業(yè)化升級提供了成熟可行的全套技術(shù)方案。

一、核心工藝創(chuàng)新：三步法精準(zhǔn)靶向雜質(zhì)

傳統(tǒng)IVIG純化工藝多聚焦于IgA、IgM的去除，忽視了PKA及其關(guān)聯(lián)雜質(zhì)的系統(tǒng)性管控，且常規(guī)除雜工藝往往以損耗IgG成品收率為代價。本研究創(chuàng)新性提出分級精準(zhǔn)除雜工藝策略，通過多工序差異化搭配，實現(xiàn)不同分子量、不同理化性質(zhì)雜質(zhì)的靶向去除，在保障高回收率的前提下全方位提升產(chǎn)品純度。

圖1 IVIG 硅藻土吸附聯(lián)合兩步 AEX 純化工藝示意圖

辛酸沉淀：去除大部分雜蛋白和脂質(zhì)，獲得 Fraction I+II+III 中間體

硅藻土吸附：工藝最關(guān)鍵創(chuàng)新點，完全去除 FXII、PK 和 K，同時將 FXII 轉(zhuǎn)化為易被后續(xù) AEX 去除的 PKA

第一步 AEX（Capto Q，小孔徑）：去除單體 IgA 和殘留 PKA 等酸性雜質(zhì)

第二步 AEX（GPQ，大孔徑）：精準(zhǔn)截留二聚體 IgA、IgM 和 α2 - 巨球蛋白等大分子雜質(zhì)

二、關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：硅藻土是 PKA 系統(tǒng)雜質(zhì)完全去除的核心

本研究首次系統(tǒng)闡明了硅藻土在IVIG純化中的核心除雜機(jī)制：硅藻土表面呈強(qiáng)負(fù)電性（等電點pI≈1.9），可通過靜電作用特異性吸附帶正電的FXII（pI≈6.8）與PK（pI≈8.7）。由于這兩種雜質(zhì)的等電點與IgG（pI=6.1-8.5）高度重疊，傳統(tǒng)沉淀、層析工藝無法實現(xiàn)有效分離，這也是長期以來IVIG接觸系統(tǒng)雜質(zhì)殘留的核心技術(shù)瓶頸。

圖2 硅藻土吸附對 FXII、PKA、PK 和 K 的去除效果及動力學(xué)

系列動力學(xué)實驗明確了硅藻土的最優(yōu)工藝參數(shù)與除雜特性，核心實驗結(jié)論如下：

• 短時間吸附（5分鐘）僅能部分降低FXII活性，無法實現(xiàn)徹底去除，成品中仍存在可檢測的PKA殘留，無法滿足高品質(zhì)生產(chǎn)要求

• 吸附時間≥1 小時可實現(xiàn)FXII、PK、K 的 100% 去除（低于檢測限）

• 硅藻土無直接吸附PKA的作用，但可高效催化FXII轉(zhuǎn)化為PKA，實現(xiàn)雜質(zhì)形態(tài)轉(zhuǎn)化，后續(xù)搭配兩步AEX層析可將轉(zhuǎn)化生成的PKA完全清除，從根源解決PKA殘留難題

該機(jī)制的發(fā)現(xiàn)，填補(bǔ)了行業(yè)內(nèi)IVIG接觸系統(tǒng)雜質(zhì)協(xié)同去除的技術(shù)空白，為從工藝端系統(tǒng)性提升IVIG產(chǎn)品安全性提供了全新的理論支撐與技術(shù)路徑。

三、樹脂篩選與參數(shù)優(yōu)化：國產(chǎn) GPQ 樹脂性能超越進(jìn)口

為進(jìn)一步優(yōu)化精制效果，研究團(tuán)隊選取三款主流陰離子交換層析樹脂開展平行對比篩選，結(jié)合實驗設(shè)計（DoE）高通量優(yōu)化上樣pH、電導(dǎo)率核心參數(shù)。實驗結(jié)果證實，國產(chǎn)蘇州博進(jìn)GPQ大孔徑樹脂綜合性能顯著優(yōu)于進(jìn)口Bio-Rad HPQ樹脂、國產(chǎn)納微SCSY樹脂，在保障高IgG回收率的同時，展現(xiàn)出更優(yōu)異的大分子雜質(zhì)去除能力，實現(xiàn)了國產(chǎn)樹脂對進(jìn)口同類產(chǎn)品的性能超越。

圖3 三種 AEX 樹脂上樣條件優(yōu)化的 DoE 等高線圖

參數(shù)優(yōu)化實驗明確，pH與電導(dǎo)率的精準(zhǔn)協(xié)同調(diào)控是實現(xiàn)IgG與雜蛋白高效分離的核心關(guān)鍵，各項參數(shù)對純化效果的影響規(guī)律如下：

• pH<5.0 時，IgG 純度下降

• pH>6.0 且電導(dǎo)率 < 3.0mS/cm 時，IgG 回收率顯著降低

• 最優(yōu)條件為pH 6.0，電導(dǎo)率 3.0mS/cm

在該最優(yōu)工藝參數(shù)下，GPQ樹脂可精準(zhǔn)截留IgA、IgM、α2-巨球蛋白等主要雜質(zhì)，雜質(zhì)去除效率達(dá)到實驗最優(yōu)水平。

圖4 GPQ 樹脂對 IgA、IgM 和 α2M 的去除效果

上樣容量測試結(jié)果顯示，最優(yōu)工藝條件下，GPQ樹脂可穩(wěn)定承受25CV上樣量且無明顯雜質(zhì)穿透，相較于傳統(tǒng)工藝15–20CV的上樣容量，大幅提升層析生產(chǎn)效率，有效降低單位產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗與時間成本。

圖5 三種上樣條件下 GPQ 層析柱的雜質(zhì)穿透曲線

研究對比了兩組核心候選工藝參數(shù)的綜合性能，結(jié)果表明pH 6.0、電導(dǎo)率3.0mS/cm條件下，工藝在IgG回收率、成品純度、雜質(zhì)殘留控制三大核心指標(biāo)上，均全面優(yōu)于pH 7.0、電導(dǎo)率5.0mS/cm工藝，是適配工業(yè)化生產(chǎn)的最優(yōu)參數(shù)組合。

圖6 兩種上樣條件下 GPQ 層析柱的分離性能對比

四、800L 中試驗證：工藝穩(wěn)健性優(yōu)異，可直接產(chǎn)業(yè)化

為驗證優(yōu)化工藝的工業(yè)化適配性與放大穩(wěn)定性，研究團(tuán)隊開展800L規(guī)模化中試實驗，完整模擬工業(yè)化生產(chǎn)流程。中試數(shù)據(jù)表明，該工藝放大后穩(wěn)定性、重現(xiàn)性優(yōu)異，各工序除雜效果與成品指標(biāo)均達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，具備直接落地產(chǎn)業(yè)化的條件。

表1 800L 規(guī)模工藝的 IgG 回收率與純度

同時，工藝容錯性測試顯示，在pH 5.5–6.5、電導(dǎo)率2.0–4.0mS/cm的常規(guī)生產(chǎn)波動范圍內(nèi)，工藝均可保持穩(wěn)定的除雜效果與產(chǎn)品收率，完美適配工業(yè)生產(chǎn)中的參數(shù)偏差，具備極強(qiáng)的生產(chǎn)穩(wěn)健性。

五、行業(yè)意義與展望

該研究成果是近年國內(nèi)IVIG純化領(lǐng)域兼具創(chuàng)新性與落地性的重大突破，打破了傳統(tǒng)工藝的技術(shù)局限，產(chǎn)業(yè)化價值突出，核心優(yōu)勢與行業(yè)意義體現(xiàn)在四大方面：

產(chǎn)品安全性大幅升級：首次實現(xiàn)PKA、FXII、PK、K四類風(fēng)險雜質(zhì)的完全清除，成品IgA殘留量遠(yuǎn)低于主流市售產(chǎn)品，從工藝端杜絕了IVIG輸注引發(fā)的過敏、血管活性不良反應(yīng)，產(chǎn)品安全等級顯著提升

生產(chǎn)成本顯著降低：以高性能國產(chǎn)樹脂替代進(jìn)口耗材，大幅降低原材料采購成本；同時樹脂上樣量大幅提升，生產(chǎn)效率顯著提高，整體生產(chǎn)成本可降低30%以上，經(jīng)濟(jì)效益突出

生產(chǎn)線兼容性極強(qiáng)：工藝基于傳統(tǒng)低溫乙醇血漿分離體系優(yōu)化改造，無需新增大型設(shè)備、無需重構(gòu)生產(chǎn)線，可直接適配現(xiàn)有工業(yè)化生產(chǎn)線落地應(yīng)用，落地門檻低、推廣性強(qiáng)

核心技術(shù)自主可控：突破了國外企業(yè)在高端IVIG精制工藝、高端層析樹脂領(lǐng)域的長期壟斷，構(gòu)建了完全自主可控的國產(chǎn)IVIG高品質(zhì)純化技術(shù)體系，助力血液制品行業(yè)國產(chǎn)化升級

伴隨臨床IVIG高劑量治療方案的普及，全球IVIG市場需求持續(xù)攀升，供應(yīng)缺口持續(xù)擴(kuò)大。該工藝的成功產(chǎn)業(yè)化，將有效提升國產(chǎn)IVIG的產(chǎn)能與品質(zhì)，緩解國內(nèi)血液制品供應(yīng)壓力，降低臨床用藥成本。同時，本次研究建立的雜質(zhì)分級精準(zhǔn)去除工藝?yán)砟睿矠槟蜃印⑷搜椎鞍椎绕渌獫{制品的工藝優(yōu)化、提質(zhì)降本提供了全新的思路與參考范式，對推動國內(nèi)血液制品行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要的示范意義。