📢 製程專刊

耐鹽性核酸水解酶：

徹底去除染色質，提升病毒載體製程回收率

克服在生理鹽與高鹽環境時酵素失活限制，ArcticZymes SAN 核酸水解酶系列徹底降解染色質，改善過濾阻塞並大幅降低每劑生產成本（COGS）。

隨著細胞與基因治療（Cell and Gene Therapy, CGT）技術持續發展，腺相關病毒（Adeno associated Virus）與慢病毒（Lentivirus）已成為重要的基因遞送工具。然而，極高的製造成本限制了基因治療的普及。其中，在病毒下游純化製程（Downstream Processing, DSP）病毒顆粒容易聚集導致後續過濾、層析過程中增加耗材的損耗及降低使用次數，並可能導致回收率下降，進而增加整體製造成本，都是導致成本居高不下的關鍵瓶頸。

在宿主細胞裂解收取病毒過程中，會釋放大量的宿主細胞 DNA（Host Cell DNA, hcDNA）， 而這些 DNA 並非全以游離形式存在，而是與組蛋白等蛋白質緊密結合，形成結構龐大的染色質（Chromatin）。染色質具有複雜的3D結構與表面負電荷，易與病毒顆粒產生非專一性交互作用，促發病毒聚集（Aggregation）造成以下的影響：

• 過濾阻塞與截留損失：聚集體體積顯著增大，導致澄清濾膜與無菌濾膜提早阻塞，通量驟降並截留大量病毒。
• 干擾層析純化：未充分降解的染色質複合物與管柱介質產生交互作用，影響雜質去除效率，降低回收純度。
• 傳統核酸酶的局限：研究證實，即使經過傳統核酸酶處理，仍常檢出殘留染色質碎片與病毒共存，成為聚集的持續誘因。

圖 1. 穿透式電子顯微鏡（TEM）影像分析：經過傳統核酸酶（Benzonase^®）處理後，仍可在製程中清楚觀察到染色質片段（白色虛線）與病毒顆粒共同存在並相互包覆，引發嚴重的病毒顆粒聚集。

提高製程中的鹽濃度（如 NaCl）是削弱 DNA 與蛋白質交互作用、使染色質鬆散的最直接手段，因此，透過提高鹽濃，減少染色質堆積也是病毒生產常用方法之一。然而，市面上傳統來源（如 Serratia marcescens）之核酸酶具有鹽敏感性——在細胞培養常見的生理鹽濃度（約 150 mM）下核酸酶活性已折損過半，在高鹽條件下更迅速失活。因此傳統核酸酶在病毒生產時無發發揮最大去除核酸的效益。為此，挪威 ArcticZymes Technologies 開發出專利 Salt-Active Nucleases（SAN）系列，源自海洋極端嗜鹽生物，專門針對不同製程鹽濃度量身打造：

圖 2. 不同鹽濃度條件下的相對核酸酶活性（Relative Nuclease Activity）：傳統核酸酶在生理鹽濃度活性驟降；M-SAN HQ 則在生理鹽濃度達到 100% 活性峰值，而 SAN HQ 在 300–600 mM 高鹽條件下展現極致耐鹽特性。

關鍵技術平台：精準匹配不同製程環境

• M-SAN HQ（生理鹽優化）：適用於 125–250 mM NaCl 生理鹽環境，特別適合對滲透壓與高鹽敏感的慢病毒（LV）製程，不需額外調鹽即可達到極致核酸切割效率。
• SAN HQ（高鹽優化）：適用於 300–600 mM NaCl 高鹽條件，在高鹽去聚集的同時維持極高酵素活性，徹底瓦解 AAV 與腺病毒製程中的染色質結構。

2. 慢病毒（LV）製程實測：顆粒粒徑均一化、無菌過濾回收率達 2 倍

全球細胞基因治療 CDMO 領導廠商 Oxford Biomedica（OXB）在慢病毒（LV）製造流程中實測比對SAN 與業界傳統核酸酶的表現：

圖 4. 病毒經不同核酸酶處理，過濾前顆粒粒徑分布：SAN 組（藍線）顯著降低顆粒聚集，顆粒粒徑呈現高度集中與均一。	圖 5. 無菌過濾回收率分析：相較於傳統核酸酶，SAN 處理組將無菌過濾回收率大幅提升至近 2 倍。

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• [原廠網頁] GMP Grade Nucleases for Biomanufacturing
• [原廠文章] Why Gene Therapy Is So Expensive: Reducing Viral Vector Costs
• [文獻] Removal of chromatin by salt-tolerant endonucleases for production of recombinant measles virus