基因治疗解决方案
基因治疗(gene therapy)药物一般通过将外源基因 (或基因编辑工具)导入靶细胞或组织,替代、补偿、阻断、 修正、增加或敲除特定基因以发挥治疗作用[1]。按照基因导入人体的方式不同,基因治疗可分为ex vivo疗法(体外离体疗法)和in vivo疗法(体内疗法)。Ex vivo疗法一般在体外将外源基因(或基因编辑工具)导入细胞,制备成为经基因修饰的细胞或细胞衍生产品,最终经回输以发挥治疗作用。In vivo疗法将外源基因(或基因编辑工具)通过非病毒载体(如LNP)或病毒载体(如腺相关病毒AAV、慢病毒LV等)导入人体发挥治疗作用。

Fig. 1 基因治疗[1][2]

体外酶法合成DNA载体
体外酶法合成DNA载体可以有效替代传统的质粒DNA生产,完美避开生物发酵过程的诸多不可控风险,并且可以在更短的时间内完成工业化生产,达到加快生产、降低成本的目的。在基因治疗领域主要应用于制备AAV、LV等病毒载体。
01 phi29 DNA Polymerase

phi29 DNA polymerase具有很强的链置换活性和连续合成的特性,可用于在体外合成双链DNA。

注:在某些应用场景下,使用此酶会有专利限制

02 TelN Protelomerase

TelN Protelomerase可用于合成线性闭合mini DNA载体,其在识别位点 TelRL(56bp)切割双链DNA,并在酶切位点处留下共价封闭的发夹结构,有效地将环状DNA转化为有发夹末端的线性DNA。在实际应用中会将质粒上的目的片段和骨架序列通过TelRL位点间隔。

注:TelRL底物序列需要专利授权

Fig.2 TelN Protelomerase可有效将环状DNA转化为有发夹末端的线性DNA,其活性与知名供应商相当。在50 μl体系中加入513 fmol dsDNA和不同酶量的TelN Protelomerase(由5 U/assay依次2倍梯度稀释,NC为阴性对照),30℃反应30 min。

03 限制性内切酶

经TelN Protelomerase切割-连接形成的DNA载体有两类,一类含骨架序列,一类含目的片段。骨架序列上有相应的限制性酶切位点,恺佧生物提供高活性的限制性内切酶用于酶切骨架序列。

04 Exonuclease III/T5 Exonuclease

经TelN Protelomerase切割-连接形成的DNA载体有两类,一类含骨架序列,一类含目的片段。骨架序列上有相应的限制性酶切位点,经酶切后形成平末端或粘性末端,进一步经Exonuclease III或T5 Exonuclease作用,达到降解骨架序列,富集目的片段的目的。

Fig. 3 Exonuclease III & T5 Exonuclease有效降解BsaI线性化的双链DNA(BsaI酶切后形成5’突出末端),而对TelN Protelomerase线性化的双链DNA无影响(TelN Protelomerase线性化形成带有发夹末端的线性DNA )。在20 μl反应体系中加入2 μg 经BsaI/TelN Protelomerase处理过的双链DNA和100 U Exonuclease III/20 U T5 Exonuclease,37℃下反应30 min。

注:图中的Exo III代表Exonuclease III;T5 Exo代表T5 Exonuclease

基因编辑疗法
01 Cas9、AsCas12a、hfCas12Max®等基因编辑核酸酶

主要参与细胞与基因治疗药物(如造血干细胞、T细胞等)的基因修饰, 其中,GMP级Cas9核酸酶于高标准的CGT蛋白酶GMP生产车间生产,并经体外胞内双重验证。已完成DMF备案(编号:036578),并已协助客户完成IND申报;hfCas12Max®是辉大基因(HuidaGene)自主开发的新型DNA基因编辑工具酶,恺佧生物获得在大中华区研究级蛋白的生产销售排他许可,以及GMP级产品的生产销售普通许可。

Fig. 4 Cas9核酸酶体外切割DNA实验,三批次的Cas9核酸酶的体外切割效率基本相当。
Fig. 5 Cas9核酸酶用于293T细胞、Jurkat细胞、T细胞的基因敲除,其在不同细胞中的基因敲除效率与竞品相当。
Fig. 6 hfCas12Max® RNP 电转 CD3+ T 细胞后,TIDE 分析B2MTRAC 基因敲除效率都超过 90%。
Fig. 7 经流式检测,由 hfCas12Max®介导的基因编辑系统可以高效地同时敲除 CD3+ T 细胞的 B2M和TRAC ,双基因敲除效率超过 90%。
02 AccuBase®胞嘧啶碱基编辑器

AccuBase®是通过基因工程手段设计的CBE,将窗口范围内的 C 脱氨形成 U,U利用细胞内修复机制转变为 T,从而实现C→T的转变,在编辑的过程中不会引入 DSB,确保了编辑的安全性。此外,创造性地将脱氨酶可逆的包裹起来,只有当 sgRNA 与靶位点结合时才能发挥脱氨作用,大幅度降低了与非靶 DNA 的随机结合,可以实现接近零脱靶的效果,同时维持高效的编辑活性。

Fig. 8 使用AccuBase®分别敲除原代T细胞的PDCD1, TRAC和B2M基因,经流式分析,在蛋白水平上,AccuBase®对PD1和B2M的敲除效率超过80%,对TRAC的敲除效率达到96%。
Fig. 9 利用GOTI(genome-wide off-target analysis by two-cell embryo injection)分析AccuBase®在全基因组的脱靶水平,发现相比对照组的编辑器(检测出700多个SNV),AccuBase®得到的SNV与GFP对照组水平接近。
03 Cas9 (CRISPR Associated Protein 9) ELISA Kit

定量检测基因编辑细胞药物在回输人体之前胞外或胞内中Cas9核酸酶的残留。试剂盒检测范围为0.25 ng/ml-16 ng/ml,灵敏度可达0.125 ng/ml。

Fig. 10 拟合标准曲线,R2达到0.9997。

使用同一试剂盒测试高中低三个不同浓度的Cas9核酸酶在稀释缓冲液中的加样回收率。

Fig. 11 在稀释缓冲液中检测不同浓度Cas9样本的加样回收率均介于80%-120%,表明本试剂盒检测Cas9核酸酶残留的准确度高。

使用三批次试剂盒分别对高中低三个不同浓度的Cas9核酸酶进行检测,每个样本重复检测10次,计算这10次检测的平均值(M)和标准差(SD),计算变异系数(CV)。

如Table 1所示,每批次试剂盒检测高中低三个不同浓度的Cas9样本的CV均小于10%,表明试剂盒对Cas9的残留检测具有良好的批内重复性。

使用三批次试剂盒对高中低三个不同浓度的Cas9核酸酶进行检测,每个样本使用同批次检测10次,三批次共检测30次,计算这30次检测的平均值(M)和标准差(SD),计算变异系数(CV)。

如Table 2所示,每个样本三个批次间的CV均小于15%,表明试剂盒对Cas9的残留检测具有良好的批间重现性。

04 AAV Titration ELISA Kit

AAV是基因治疗领域常用的病毒载体,AAV病毒颗粒滴度的检测方法有Dot blot、TEM、AUC、ELISA、SEC-MALS等。恺佧生物开发了AAV2/5/6/8/9 Titration ELISA Kit,旨在为AAV病毒颗粒滴度的测定提供更便捷、更可靠的解决方案。

Fig. 12 拟合AAV9 Titration ELISA Kit的标准曲线,其定量范围为2.03E+07-1.30E+09 capsids/ml。

ELISA间接法检测不同浓度的AAV9抗体与AAV2/5/8/9交叉结合,以检测抗体的浓度为横坐标,OD450值为纵坐标绘制曲线;ELISA夹心法检测AAV9抗体与完整AAV9以及变性AAV9的结合,以AAV9的颗粒滴度为横坐标,OD450值为纵坐标绘制曲线。

Fig. 13 AAV9检测抗体与AAV2/5/8/9交叉结合,结果显示AAV9检测抗体只特异性结合AAV9,不会交叉结合AAV2/5/8的衣壳蛋白。
Fig. 14 AAV9检测抗体与变性AAV9结合检测,结果显示AAV9检测抗体不结合变性的AAV9衣壳。

使用同一试剂盒测试高中低三个不同滴度AAV9样本在稀释缓冲液中的加样回收率。

Fig. 15 在稀释缓冲液中检测不同滴度AAV9样本的加样回收率均介于80%-120%,表明本试剂盒检测AAV9滴度的准确度高。

05 MaxNuclease全能核酸酶

在基因治疗领域,主要用于药物生产过程中去除宿主DNA和质粒DNA等杂质,GMP级MaxNuclease全能核酸酶于高标准的CGT蛋白酶GMP生产车间生产,不使用含动物源原材料,分析方法经系统验证,并经过全方位的QC放行检测,满足从研发到商业大规模生产的使用需求,并且已完成DMF备案(编号:036799)。

Fig. 16 MaxNuclease降解核酸效果

06 MaxNuclease ELISA Kit

定量检测基因治疗药物中MaxNuclease全能核酸酶的残留,试剂盒检测范围为46.88 pg/ml-3000 pg/ml,灵敏度可达23.44 pg/ml。

Fig. 17 拟合标准曲线,R2达到0.9995。

产品列表
货号 产品名称 规格
PHI-BE101 phi29 DNA Polymerase 500 U/5000 U 立即询价
TLN-BE001 TelN Protelomerase 10 kU/50 kU 立即询价
BSA-EE101 Bsal 1000 U/5000 U 立即询价
GMP-BSA-EE101 Bsal(GMP grade) 20 kU/400 kU 立即询价
BSP-BE101 BspQl 1000 U/10 kU 立即询价
SAP-SE101 Sapl 1000 U/10 kU 立即询价
SAP-SE102 Sapl V2.0 1000 U/10 kU 立即询价
XBA-EE101 Xbal 2000 U/20 kU 立即询价
KPN-KE101 Kpnl 2000 U/20 kU 立即询价
NRU-RE101 Nrul 2000 U/20 kU 立即询价
SAL-SE101 Sall 2000 U/20 kU 立即询价
EXO-EE101 Exonuclease III 500 U/5000 U 立即询价
T5E-PE101 T5 Exonuclease 1000 U/10 kU 立即询价
KACTUS-CAS9 Cas9 Nuclease 1 mg/3 mg 立即询价
KACTUS-CAS9-GMP Cas9 Nuclease (GMP grade) 3 mg 立即询价
CAS-MM00B Cas9 (CRISPR Associated Protein 9) ELISA Kit 96 T 立即询价
CAS-EE111 SpCas9 D10A Nickase 1 mg 立即询价
CAS-EE121 AsCas12a Nuclease 1 mg 立即询价
CAS-EE128 hfCas12Max® 500 μg/1 mg 立即询价
KD-0001 BS-EP1(Trade name: AccuBase® 200 μg/500 μg/1 mg 立即询价
GMP-KD-0001 BS-EP1(Trade name: AccuBase®), GMP grade 1 mg 立即询价
AV2-MM00B AAV2 Titration ELISA Kit 96 T 立即询价
AV5-MM00B AAV5 Titration ELISA Kit 96 T 立即询价
AV6-MM00B AAV6 Titration ELISA Kit 96 T 立即询价
AV8-MM00B AAV8 Titration ELISA Kit 96 T 立即询价
AV9-MM00B AAV9 Titration ELISA Kit 96 T 立即询价
NUC-SE101 MaxNuclease全能核酸酶 50 kU/250 kU/5 MU 立即询价
GMP-NUC-SE101 MaxNuclease全能核酸酶(GMP grade) 250 kU/5 MU 立即询价
NUC-SE00B MaxNuclease ELISA Kit 96 T 立即询价

[1] 体内基因治疗产品药学研究与评价技术指导原则(试行)

[2] Savić N, Schwank G. Advances in therapeutic CRISPR/Cas9 genome editing. Transl Res.