王鳴宇,王 斐,臧恒昌,張 惠
(1.山東大學(xué)藥學(xué)院,山東濟(jì)南250012;2.山東泰邦生物制品有限公司,山東泰安271000;3.北京凱元盛世科技發(fā)展有限責(zé)任公司,山東濟(jì)南250012)
·綜 述·
人血白蛋白生產(chǎn)及其應(yīng)用研究進(jìn)展
王鳴宇1,2,王 斐1,臧恒昌1,張 惠3
(1.山東大學(xué)藥學(xué)院,山東濟(jì)南250012;2.山東泰邦生物制品有限公司,山東泰安271000;3.北京凱元盛世科技發(fā)展有限責(zé)任公司,山東濟(jì)南250012)
人血白蛋白是臨床上一種特殊的急救藥品,本綜述介紹了人血白蛋白的生產(chǎn)以及在醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用,展望了人血白蛋白的應(yīng)用前景及發(fā)展趨勢(shì),以期為國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用提供思路。
人血白蛋白;生產(chǎn);應(yīng)用
人血白蛋白(human albumin)是最早從人血漿中提取并大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用的血液制品,在臨床上有著重要的應(yīng)用價(jià)值[1]。自20世紀(jì)40年代進(jìn)入臨床使用,人血白蛋白一直有“救命藥”之稱,成為一種特殊的臨床急救藥品。但由于原料的限制和臨床上不合理的使用,目前市場(chǎng)上人血白蛋白價(jià)格高昂,供不應(yīng)求。因此,本文將人血白蛋白的生產(chǎn)工藝以及臨床應(yīng)用進(jìn)行總結(jié),以期為研究者及生產(chǎn)廠家提供理論參考。
目前國(guó)內(nèi)外主要以人源血漿為原料,采用低溫乙醇法、層析法、低溫乙醇法和層析法相結(jié)合的生產(chǎn)工藝進(jìn)行人血白蛋白的分離純化[2]。此外,基因重組技術(shù)生產(chǎn)白蛋白因能夠克服傳統(tǒng)法血源供應(yīng)不足、血液中可能存在病毒等缺陷[3],現(xiàn)在成為世界范圍內(nèi)人血白蛋白生產(chǎn)研究的重點(diǎn)。以下對(duì)各方法的原理及特點(diǎn)進(jìn)行介紹。
1.1 低溫乙醇法 低溫乙醇法于1940年由美國(guó)哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Edwin J.Cohn教授發(fā)明,其分離血漿蛋白的原理是[4]:向蛋白質(zhì)的水溶液中加入乙醇,從而降低水分子的活度,排斥蛋白質(zhì)周圍的水分子,使蛋白質(zhì)分子間通過極性基團(tuán)的相互作用在范德華力的作用下發(fā)生凝聚而沉淀。浦奕奕[4]結(jié)合低溫乙醇法的基本原理以及自身的工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)低溫乙醇法生產(chǎn)人血白蛋白的原理和生產(chǎn)工藝進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。作為傳統(tǒng)且成熟的生產(chǎn)方式,目前國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)基本均采用此種方法生產(chǎn)人血白蛋白。
1.2 層析法 為克服低溫乙醇法存在操作環(huán)境苛刻、產(chǎn)品的純度不夠高、乙醇本身的不安全性等缺點(diǎn)[5],近年來,層析法被開發(fā)應(yīng)用到人血白蛋白的制備過程中。羅亮等[6]對(duì)柱層析法生產(chǎn)人血白蛋白進(jìn)行了研究,首先采用DEAE-C柱層析法得到白蛋白,然后在68℃條件下加熱30 min使雜蛋白變性,達(dá)到去除雜蛋白的目的。熱變性結(jié)合層析色譜法分離提純白蛋白可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝,提高白蛋白的收率,并有效的降低生產(chǎn)費(fèi)用。
1.3 低溫乙醇法和層析法結(jié)合 低溫乙醇法和層析法相結(jié)合可以保留冷乙醇沉淀病毒滅活的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)在制備過程可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化控制,生產(chǎn)的人血白蛋白純度高、安全性高。楊海榮等[7]將層析技術(shù)與冷乙醇工藝相結(jié)合,成功地探索出一條生產(chǎn)人血白蛋白的新路線:首先將冷乙醇沉淀后的血漿上清進(jìn)行脫鹽除乙醇,然后用陽離子交換樹脂吸附非白蛋白組分,最后疏水層析處理得到純度>99%,收率為81.2%的人血白蛋白制品。
1.4 重組技術(shù) 早在1981年Lawn R.M.首次報(bào)道了重組白蛋白在大腸桿菌中獲得成功表達(dá),此后,各國(guó)實(shí)驗(yàn)室已在大腸桿菌、枯草桿菌、酵母、植物及轉(zhuǎn)基因動(dòng)物等成功表達(dá)了人血白蛋白。Kobayashi等[8]用畢赤酵母進(jìn)行表達(dá)制備重組白蛋白,產(chǎn)率維持在1.4 g·L-1。Yang He等[9]通過轉(zhuǎn)基因水稻成功制備得到重組人血白蛋白,純度>99%,產(chǎn)量為每kg糙米可得到2.75 g重組人血白蛋白。目前,日本綠十字、美國(guó)默克、英國(guó)Delta公司三家藥企掌握制備重組人血白蛋白制劑的技術(shù),在國(guó)內(nèi),華北制藥經(jīng)過自主開發(fā),能夠制備藥用輔料級(jí)的重組白蛋白,海正藥業(yè)的重組人血白蛋白制劑及輔料處于臨床審批階段。尋求更好的方法以得到更高質(zhì)量、更低成本的重組白蛋白依然有著重要的研究?jī)r(jià)值。
白蛋白是血漿中含量最高的蛋白質(zhì),占血漿總量的50%~60%,在人體內(nèi)有著重要的生理作用[10]:①增加血容量和維持血漿膠體滲透壓;②運(yùn)輸和排毒作用;③內(nèi)皮穩(wěn)定作用。正是這些生理作用,人血白蛋白有著重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。
2.1 在慢性肝病中的應(yīng)用 人血白蛋白能夠顯著提高肝硬化及其并發(fā)癥患者的膠體滲透壓,對(duì)臨床上肝硬化、門靜脈高壓癥、肝腹水等患者有著重要的治療應(yīng)用價(jià)值。Kwok等[11]采用隨機(jī)效應(yīng)薈萃分析的方法對(duì)1 518名肝硬化病人進(jìn)行調(diào)查研究,發(fā)現(xiàn)治愈伴有感染的肝硬化病人時(shí),人血白蛋白相對(duì)其他血容量擴(kuò)充劑能夠更有效的減少病人的死亡率和對(duì)腎臟的損傷,并且能夠有效降低肝硬化病人因穿刺而引起的循環(huán)系統(tǒng)紊亂帶來的危險(xiǎn)。
2.2 在腎病綜合癥中的應(yīng)用 腎病綜合征可由多種病因引起,癥狀包括大量蛋白尿、低蛋白血癥、高脂血癥和水腫。靜注白蛋白可以提高病人的血漿膠體滲透壓,同時(shí)可以補(bǔ)充白蛋白,緩解低蛋白血癥狀,因此臨床上常和利尿藥合并用于腎病綜合征的治療。Ghafari等[12]將尿量和鈉外排量作為評(píng)價(jià)指標(biāo),通過對(duì)腎病綜合征病人的臨床治療發(fā)現(xiàn)聯(lián)合輸注呋塞米(利尿藥)和白蛋白的臨床治療效果好于單獨(dú)輸注呋塞米的治療效果。這是因?yàn)槁?lián)合用藥后,白蛋白的增加腎小球的濾過率的作用以及呋塞米的利尿作用提高了其治療效果。
2.3 在膿毒癥中的應(yīng)用 在膿毒癥患者中,由于血管收縮舒張功能異常和通透性增加,病人常出現(xiàn)血容量降低、組織器官低灌注狀態(tài),因此及時(shí)進(jìn)行有效液體復(fù)蘇成為膿毒癥治療的關(guān)鍵措施,臨床上人血白蛋白常用于膿毒癥病人的液體復(fù)蘇。Finfer等[13]為研究白蛋白在膿毒癥液體復(fù)蘇中的作用,將1 218名重癥膿毒癥患者分成輸注白蛋白組(603名患者)和生理鹽水組(615名患者),采用相應(yīng)的治療措施,結(jié)果表明沒有證據(jù)顯示使用白蛋白能夠?qū)δI臟或其他器官的功能造成損傷,白蛋白組的病死率(30.7%)低于生理鹽水組的病死率(35.3%)。但是近年來白蛋白用于膿毒癥液體復(fù)蘇的臨床治療的價(jià)值卻一直存在爭(zhēng)議,鄭巖等[14]通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的查閱與回顧,總結(jié)現(xiàn)有研究表明白蛋白用于膿血癥的液體復(fù)蘇是安全、有效的,能夠改善患者的低蛋白血癥,更好的維持循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定,但是缺乏降低病死率的充分證據(jù)。2012年《歐洲危重病協(xié)會(huì)關(guān)于危重患者中膠體應(yīng)用的共識(shí)》推薦“人血白蛋白可用于嚴(yán)重膿毒癥患者的液體復(fù)蘇治療”。
2.4 在潰瘍中的應(yīng)用 白蛋白能改善血液循環(huán),維持血漿膠體滲透壓,增加蛋白含量,增加局部組織營(yíng)養(yǎng)供應(yīng),對(duì)于潰瘍有很好的治愈效果。樂開林等[15]將80例糖尿病足潰瘍患者分為治療組(42例)和對(duì)照組(38例),分別采用白蛋白外敷加一般治療方法和一般治療方法進(jìn)行臨床治療,結(jié)果表明應(yīng)用白蛋白治療糖尿病足潰瘍能夠加快患者的創(chuàng)面愈合速度,療效顯著且無不良反應(yīng)。
2.5 在腦部疾病中的應(yīng)用 人血白蛋白能夠迅速提高膠體滲透壓,阻止水分向腦損傷區(qū)域聚集;能夠擴(kuò)張容量血管,改善腦損區(qū)血液循環(huán),消除腦水腫液;可以結(jié)合內(nèi)外源毒性物質(zhì),有效穩(wěn)定機(jī)體環(huán)境,因此常用于腦部疾病的臨床治療。夏磊等[16]通過臨床對(duì)照實(shí)驗(yàn)研究白蛋白對(duì)治療高壓腦出血的療效影響,結(jié)果顯示28 d后白蛋白治療組的患者較對(duì)照組和甘油果糖組的患者血腫體積明顯減小,血IL-6、TNF-α及MDA含量降低,血SOD活性升高,神經(jīng)功能缺損評(píng)分顯著改善,因此采用白蛋白治療高壓腦出血患者能夠促進(jìn)血腫吸收,起到保護(hù)神經(jīng)功能的作用。但是Ginsberg等[17]對(duì)841例缺血性腦中風(fēng)患者的最新研究結(jié)果表明,靜脈注射25%的人血白蛋白(8 mL·kg-1,體重≥94 kg時(shí)靜注750 mL)用于患者的臨床治療并不能夠產(chǎn)生有效的治療效果,不能對(duì)腦及神經(jīng)起到保護(hù)作用。鑒于此,人血白蛋白對(duì)于缺血性腦中風(fēng)的臨床治療價(jià)值還需要進(jìn)一步的研究,以起到臨床治療的指導(dǎo)作用。
2.6 在危重患者中的應(yīng)用 目前,隨著對(duì)白蛋白的臨床應(yīng)用的深入研究,白蛋白在危重患者中的應(yīng)用受到越來越多的爭(zhēng)議[18]。一方面,作為一種優(yōu)良的復(fù)蘇液,白蛋白長(zhǎng)期被廣泛地應(yīng)用于危重患者的臨床治療。另一方面,有些學(xué)者認(rèn)為與其他復(fù)蘇液相比,白蛋白用于危重患者的臨床治療并沒有降低患者的死亡率和并發(fā)癥的發(fā)生率,加之白蛋白的昂貴價(jià)格以及可能出現(xiàn)的副作用等缺點(diǎn),對(duì)白蛋白在危重患者中的臨床使用提出了質(zhì)疑。Liberati等[19]通過對(duì)8 452例危重患者的研究發(fā)現(xiàn)沒有證據(jù)表明白蛋白臨床治療能夠降低低血容量、燒傷及低蛋白血癥患者的死亡率。因此,關(guān)于白蛋白在危重患者中的臨床應(yīng)用亟待更全面、深入的研究,以便指導(dǎo)白蛋白在危重患者治療中的合理應(yīng)用。
隨著國(guó)家對(duì)采血站的整頓和規(guī)范、制備工藝的不斷優(yōu)化、新版GMP的強(qiáng)制執(zhí)行,人血白蛋白產(chǎn)品的質(zhì)量得到了大大的提升,已經(jīng)成為最安全的藥品之一。同時(shí)作為一種臨床常用急救藥物,需求量巨大,長(zhǎng)期供不應(yīng)求、價(jià)格居高不下,傳統(tǒng)的人血白蛋白的生產(chǎn)方式已無法滿足市場(chǎng)的需求。隨著生物技術(shù),特別是基因重組技術(shù)的發(fā)展,為人血白蛋白的生產(chǎn)提供了新的方法和思路,目前重組人血白蛋白已經(jīng)在一些國(guó)家上市銷售并且有著巨大的市場(chǎng)前景。
雖然白蛋白有著重要的臨床應(yīng)用價(jià)值,但是關(guān)于其使用的合理性和安全性一直飽受爭(zhēng)議,特別是在危重患者的急救當(dāng)中的使用合理性還存在很大的分歧。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,人們對(duì)于生活質(zhì)量和生命健康的要求越來越高,因此,醫(yī)藥工作者應(yīng)該進(jìn)行更廣泛、更深刻的調(diào)查研究,形成規(guī)范的人血白蛋白的應(yīng)用指南,使人血白蛋白得到更加合理、有效的利用。
[1]Rozga J,Piatek T,Malkowski P.Human albumin:old,new,and emerging applications[J].Ann Transplant,2013,18:205-217.
[2]Kobayashi K.Summary of recombinant human serum albumin development[J].Biologicals,2006,34(1):55-59.
[3]楊曉波,王曉雷,王峰.人血白蛋白提取工藝的對(duì)比分析與改進(jìn)方案[J].生命科學(xué)儀器,2010,8(2):44-48.
[4]浦奕奕.低溫乙醇法在人血白蛋白工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].考試周刊,2008,3:236-237.
[5]倪道明.血液制品[M].第3版.北京:人民衛(wèi)生出版社,2013:91.
[6]羅亮,蔡駿,初毅波,等.熱變性與柱層析法結(jié)合生產(chǎn)人血白蛋白工藝的研究[J].藥物生物技術(shù),1998,5(1):38-42.
[7]楊海榮,羅堅(jiān),董愛華,等.疏水層析結(jié)合冷乙醇沉淀純化人血清白蛋白[J].生物工程學(xué)報(bào),2004,20(6):943-947.
[8]Kobayashi K,Kuwae S,Ohya T,et al.High-level expression of recombinanthuman serum albumin from the methylotrophic yeast Pichia pastoris with minimal protease production and activation[J].JBiosci Bioeng,2000,89(1):55-61.
[9]He Y,Ning T,Xie T,et al.Large-scale production of functional human serum albumin from transgenic rice seeds[J].Proc Natl Acad Sic USA,2011,108(47):19078-19083.
[10]趙大輝,王桂茹,陳秀文,等.人血白蛋白的生理功能及其應(yīng)用護(hù)理研究[J].護(hù)理研究(中旬版),2011,25(2):380-381.
[11]Kwok CS,Krupa L,Mahtani A,et al.Albumin reduces paracentesis-induced circulatory dysfunction and reduces death and renal impairment among patients with cirrhosis and infection:a systematic review and meta-analysis[J].Biomed Res Int,2013,295153.
[12]Ghafari A,Mehdizadeh A,Alavi-Darazam I,et al.Coadministration of albumin-furosemide in patients with the nephrotic syndrome[J].Saudi JKidney Dis Transpl,2011,22(3):471-475.
[13]SAFE Study Investigators,F(xiàn)infer S,McEvoy S,et al.Impact of albumin compared to saline on organ function and mortality of patients with severe sepsis[J].Intensive Care Med,2011,37(1):86-96.
[14]鄭巖,馬朋林.白蛋白用于膿毒癥液體復(fù)蘇:是僅僅無害還是有益[J].中國(guó)急救醫(yī)學(xué),2013,33(2):101-104.
[15]樂開林,孫宏偉,楚湘寧.白蛋白治療糖尿病足潰瘍42例臨床觀察[J].中國(guó)社區(qū)醫(yī)師,2012,14(2):98-99.
[16]夏磊,程謙濤,王麗君,等.人血白蛋白對(duì)腦出血繼發(fā)損傷的影響及機(jī)制[J].廣東醫(yī)學(xué),2012,33(24):3806-3809.
[17]Ginsberg MD,Palesch YY,Hill MD,et al.High-dose albumin treatment for Acute ischaemic stroke(ALIAS)Part2:a randomised,double-blind,phase 3,placebocontrolled trial[J].Lancet Neurol,2013,12(11):1049-1058.
[18]李金卓.危重患者應(yīng)用人血白蛋白臨床研究進(jìn)展[J].中國(guó)保健營(yíng)養(yǎng)(下旬版),2013,9:5524-5525.
[19]LiberatiA,Moja L,Moschetti I,etal.Human albumin solution for resuscitation and volume expansion in critically ill patients[J].Intern Emerg Med,2006,1(3):243-245.
Research progress on production and application of human album in
WANGMing-yu1,2,WANG Fei1,ZANG Heng-chang1,ZHANG Hui3
(1.School of Pharmaceutical Sciences,Shandong University,Jinan 250012,China;2.Shandong Taibang Biological Products Co.,Ltd.,Taian 271000,China;3.Beijing Kaiyuan Shengshi Sciencce and Technology Development Co.,Ltd.,Jinan 250012,China)
Human albumin is a special clinical rescuemedication.This review introduced the production of human albumin and its application asmedicine.In addition,it also looked ahead at the prospects and trends of human albumin,expecting to provide ideas for the development and application of domestic related products.
Human albumin;Production;Application
R977.6
A
2095-5375(2014)10-0600-003
王鳴宇,男,研究方向:制藥工程,E-mail:dayu9681@163.com
臧恒昌,男,教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向:多糖類藥物研究、藥品生產(chǎn)工藝優(yōu)化及在線過程分析與過程控制,Tel:0531-88380268,E-mail:zanghcw@126.com