1876年，德國科學家威廉• 屈內（Wilhelm FriedrichKühne，1837~1900）在克勞德•伯爾納的基礎上，從“胰液”中分離提取出一種能降解其他生物物質的物質，它能降解其他的生物物質，這也是胰蛋白酶的第一次分離。他還發(fā)現胰蛋白酶最初是以胰蛋白酶原這一無活性的形式存在，經過轉化成為活性胰蛋白酶。胰蛋白酶的發(fā)現使屈內成為第一位發(fā)現降解蛋白質的酶（即胰蛋白酶）的科學家，并且于1878年首次提出了酶（Enzyme）的概念。

圖1 胰蛋白酶原活化為胰蛋白酶

胰蛋白酶屬于絲氨酸蛋白酶類，能特異性地作用于肽鏈Lys或Arg殘基的羧基端[1]。在生理上參與了動物體內的新陳代謝、消化、凝血等功能的重要過程[2]。在細胞生物學領域，胰蛋白酶能使細胞膜與培養(yǎng)皿結合處蛋白降解，使得兩者分離。并且由于細胞自身內部細胞骨架的張力以及培養(yǎng)液表面張力的作用下成為球形，從而實現細胞的消化。

其前體是沒有活性的胰蛋白酶原，從胰腺分泌之后在小腸中被腸激酶或胰蛋白酶激活[3]。不過尷尬的是，胰蛋白酶本身也是蛋白質，所以厲害起來連自己都切，由原先的β-胰蛋白酶轉化為α-胰蛋白酶，進一步降解為擬胰蛋白酶乃至碎片，活力也逐步下降而喪失。因此胰酶在制劑和活性、穩(wěn)定性的平衡上，面臨一些問題。

目前市面上的胰蛋白酶產品主要有凍干粉和液體兩個形式。未改造的胰蛋白酶一般通過凍干的形式儲存，復溶后使用，這樣保證了酶的活性，使用中，Ca2+有保護和激活作用。為了滿足液體制劑的需求，胰蛋白酶通常也會經過特殊處理消除乳糜蛋白酶活性和甲基化或者突變以防止自切。

這是重組胰蛋白酶的時代
 

早期的胰蛋白酶在生物制藥的主要應用是胰島素的生產，但很快也在其他領域發(fā)光發(fā)熱。但是它的“出生”地——豬、牛、羊胰臟，給他帶來了很多使用限制。動物來源的胰蛋白酶雖然來源廣、價格低的，但這種動物來源的胰蛋白酶一直被生物界質疑，其安全性有一個致命缺點——攜帶大量可感染人的病毒，至少有67種之多[4]！因此，現代生物制藥生產中動物源性原料使用具有潛在風險，一些人畜共患病毒都有可能被帶入終產品中。如牛的BSE/TSE病毒，豬的口蹄疫病毒，人和動物之間傳播的禽流感病毒等等。因此，動物來源胰蛋白酶產品受到嚴格的質量控制，但遺憾的是風險一直都在。

20世紀60年代曾在脊灰疫苗中曾檢測到SV40病毒，在黃熱減毒活疫苗中發(fā)現禽白血病病毒。2010年，又在輪狀病毒疫苗中也先后檢測到豬圓環(huán)病毒核酸（PCV）序列（Merck,GSK），當時推測“元兇”可能是增殖中所用的豬胰蛋白酶。

GMP生產規(guī)則和減少動物源性原輔料的使用，大大降低了外源因子污染的概率。政策層面，2019年9月國家藥監(jiān)局發(fā)布了《疫苗上市后生產工藝變更研究技術指導原則》（征求意見稿）：“生產過程中，應盡可能避免使用人源或動物源性原材料”，疫苗生產原輔料變更，將動物源性的牛血清或胰酶變更為無動物源的原輔料，只需要通過簡化變更流程，鼓勵企業(yè)進行無動物源原輔料的變更。

美國2015年頒布重組胰蛋白酶標準，之后國外重組胰蛋白酶的應用開始增加。2020年版《中國藥典》也增加了重組胰蛋白酶標準[5]，將加快我國非動物源性生物藥物的研發(fā)。

1974年，胰蛋白酶晶體結構被解析，并被歸類為絲氨酸蛋白酶家族。20世紀80年代末90年代初，通過定點突變和重組胰蛋白酶，研究了胰蛋白酶特殊氨基酸位點的功能。此后重組胰蛋白酶生產開始出現，利用基因重組技術在重組大腸桿菌中生產胰蛋白酶，可以完美避開動物病毒污染的風險。重組胰蛋白酶從根源上對動物源胰蛋白酶進行了降維打擊，我們也會在下一篇的文章中詳細給大家講講胰蛋白酶的動物源與非動物源的差別。
 

當前，重組胰蛋白酶已逐漸成為更高標準、更高要求的生物制藥首選。此外，部分疫苗批簽發(fā)還增加胰酶殘留檢測項目。如此以來，企業(yè)勢必也會傾向于使用安全性更加的重組胰蛋白，AOF生物藥物的發(fā)展方向。

上海逐典自研的Trypelectase

非動物來源的重組胰蛋白酶
 

隨著新頒布的2020年版《中國藥典》首次增加了重組胰蛋白酶的標準。國內在生物制藥生產使用安全性更高的重組胰酶已然是未來的趨勢。

為此上海逐典推出了專為疫苗、病毒載體生產設計的Trypelectase重組胰蛋白酶，聚焦于提供高效、非動物源和高質量標準的產品。
 

該胰蛋白酶氨基酸序列與豬/牛胰腺來源的胰蛋白酶一致，由大腸桿菌 （E.coli）重組表達生產。非動物源、GMP級別、藥典標準的Trypelectase重組胰蛋白酶真正做到在傳統動物源胰蛋白酶基礎上的更新換代！
 

• 符合藥典中重組胰蛋白酶的相關標準

• 生產設備和生產環(huán)境符合相關法規(guī)要求，生產過程完全符合GMP指導原則

• 重組生產，生產過程部使用任何動物來源原料，無外源性病毒污染，使用安全

• 批量生產，可以保證穩(wěn)定連續(xù)的批次生產，產品批次間無差異，質量穩(wěn)定

• 純度高，不含雜酶，宿主蛋白和宿主細胞DNA殘留量符合藥典標準

[1]lsen JV, Ong SE & Mann M. Trypsin cleaves exclusively C-terminalto arginine and lysine residues [J], Mol Cel Proteomics, 2004,3(6):608-614.

[2]Lopes AR, Juliano MA, Juliano L, et al. Coevolution of insecttrypsins and inhibitors [J], Arch Insect Biochem Physiol, 2004,55(3):140-152.

[3]Berdutina A V., Neklyudov A D., Ivankin A I, et al.. Comparison ofproteolytic activities of the enzyme complex from mammalian pancreasand pancreatin[J].Applied Biochemistry and Microbiology, 2000, 36(4):363-367.

[4]Marcus-Sekura C，RichardsonJC，HarstonRK，etal. Evaluation of the human host range of bovine and porcine virusesthat may contaminate bovine serum and porcine trypsin used in themanufacture of biological products［J］.Biologicals，2011，39（6）：359-369.

[5]《中國藥典》2020年版,<3603> 重組胰蛋白酶