有效去除CGT领域里的核酸残留的方法

一、背景

细胞与基因治疗（Cell and Gene Therapy，CGT）作为当下生物医药领域处于前沿、备受关注的创新赛道，改变了传统疾病治疗模式的思路，为遗传性疾病、恶性肿瘤、罕见病等难治性疾病提供了有望改善治疗结果的创新路径，是全球生物医药产业转型升级的核心驱动力。相较于传统小分子药物与抗体药物，CGT药物具有靶向性较强、治疗周期相对集中的特点，成为各药企与科研机构重点布局的方向。但同时，CGT药物属于高端生物制品，生产工艺复杂、质控标准严苛，从载体构建、细胞转染、病毒包装到成品纯化、制剂灌装，全流程对杂质残留控制提出很高的要求。其中，核酸残留污染是贯穿CGT生产全链条的核心质控难题，直接决定药物安全性、合规性与商业化落地效率，成为制约行业规模化生产的关键瓶颈。

图：图片由AI生成

二、不同CGT技术类型及核酸残留污染场景

CGT行业细分赛道丰富，不同技术路线的生产工艺差异显著，核酸残留的来源、类型与污染场景各有不同，精准区分赛道特点是高效去除核酸残留的前提。

1.基因治疗

以病毒载体类基因治疗为核心，主流载体包括rAAV、慢病毒（LV）、腺病毒（AdV）等，是商业化产品较为集中的CGT细分领域。生产过程中，宿主细胞基因组DNA、包装质粒骨架DNA、未降解病毒核酸片段极易残留在病毒收获液中，不仅影响载体纯度，还会引发免疫原性风险。同时，非病毒载体基因治疗的质粒药物，也存在宿主核酸残留、质粒不完全降解的污染问题。

2.细胞治疗

以CAR‑T、CAR‑NK、TIL等免疫细胞治疗为代表，核心是体外改造、扩增自体/异体免疫细胞。在细胞转染、病毒感染、体外扩增全过程中，未整合的病毒核酸、游离质粒DNA、凋亡细胞释放的基因组核酸会持续累积，造成产品核酸污染，大幅提升临床用药安全风险。

3.基因编辑治疗

依托CRISPR/Cas9、TALEN、锌指核酸酶等编辑技术，实现靶向基因修饰。治疗过程中，编辑工具核酸、游离载体核酸、脱靶残留核酸难以彻底清除，易导致基因异位表达、细胞异常增殖等安全隐患，对核酸残留去除的精准度与彻底性要求极高。

三、CGT核酸残留的核心痛点

核酸残留是CGT药物生产中的“隐形安全炸弹”，不同于常规杂质污染，其危害具有隐蔽性、高危性、难去除性，贯穿研发、中试、商业化生产全流程，同时面临合规、安全、成本、效率四大核心痛点，严重制约行业发展。

1.存在较突出的临床安全风险，需关注用药隐患

残留的外源核酸（质粒DNA、宿主基因组DNA、病毒核酸片段）进入人体后，会引发多重安全风险：一是诱发机体免疫排斥、炎症反应，可能引发发热、过敏等不良反应；二是游离核酸可能整合至人体基因组，引发基因突变、细胞异常增殖，存在需要关注的用药安全性风险；三是残留核酸会干扰细胞正常功能，降低CGT药物治疗有效性，导致临床疗效不稳定。

2.合规门槛严苛，申报通过率低

国内外药监部门对CGT药物核酸残留制定了极为严格的质控标准，FDA、NMPA均明确规定了病毒载体、细胞制剂中宿主核酸残留的最大限值，要求残留核酸片段长度、含量必须严格合规。传统去除方法难以达到精准质控要求，极易导致药物质检不合格、临床试验中止、上市申报驳回，大幅拉长项目研发周期，增加研发投入成本。

3.传统工艺效率低下，制约规模化生产

传统核酸去除方法普遍存在操作繁琐、耗时久、去除不彻底的问题，无法适配CGT产业化规模化生产需求。部分工艺需要多轮纯化、长时间反应，不仅大幅拉长生产周期，降低产能效率，还会造成目标产物损耗，降低产品收率，直接推高生产成本，难以满足商业化量产的效率与成本要求。

4.杂质联动污染，影响产品整体纯度

核酸残留易与蛋白杂质、细胞碎片、内毒素结合形成复合物，常规纯化手段难以分离，导致CGT产品整体纯度不达标。同时，残留核酸会干扰后续质检检测结果，造成数据偏差，影响产品质量判定，增加质控难度。

四、核酸残留去除方法汇总

目前行业内已形成多种核酸残留去除技术，涵盖物理法、化学法、生物酶法、基因编辑纯化法四大类，不同方法的适用场景、去除效率、合规性、操作难度差异显著，下表对主流技术进行全面汇总对比，精准适配不同CGT生产工艺需求：

表：核酸残留去除方法汇总对比

去除方法	核心原理	主要技术/试剂	优势	劣势	适用场景
物理去除法	依据核酸与目标产物分子量、粒径、密度差异实现物理分离	氯化铯密度梯度超速离心、离子交换层析、亲和层析、膜过滤	无外源试剂引入，无生物毒性，产物安全性好	去除效率有限，仅去除大分子核酸；无法清除短核酸片段；设备投入高、通量低、耗时长；单独使用很难达到药典标准	rAAV、慢病毒载体后期精制纯化，一般作为辅助纯化步骤，不单独用于核酸消减
化学沉淀法	化学试剂与核酸结合、变性沉降实现核酸分离	PEI沉淀、苯酚萃取	成本低、操作简单，可去除大部分大分子基因组核酸，适合粗品初步除杂	不能降解环状/超螺旋质粒与小核酸片段；化学试剂易残留造成二次污染；反应条件剧烈，易损伤病毒/活细胞，降低收率；不符合GMP商业化生产规范	仅实验室早期粗样品预处理，不用于临床级样品制备
基因编辑纯化法	载体构建阶段利用重组/核酸酶系统，从源头减少质粒骨架核酸污染	TelN‑TelROL、I‑SceI、CRISPR‑Cas9、Cre‑LoxP	源头控污，靶向性强，显著降低骨架核酸包装污染	技术门槛高、研发周期长；适配面窄，多用于特定rAAV载体；工艺复杂，难以快速规模化	载体质粒构建阶段源头优化，不能作为成品快速除残留手段
生物酶解法（全能核酸酶）	核酸酶催化降解所有DNA/RNA，将核酸切割为3‑5bp小分子寡核苷酸	GMP级重组全能核酸酶	降解全部类型核酸（单/双链、线性、环状）；反应速度快、条件温和；对病毒、活细胞损伤小、收率高；工艺易放大，满足国内外药监申报要求	需要管控酶添加量；下游需配套简单工序去除酶蛋白，规避酶残留风险	CGT主流首选；rAAV、慢病毒、CAR‑T/CAR‑NK、质粒样品；覆盖研发、中试、GMP商业化生产全流程

综合对比可见，生物酶解法是目前CGT研发与商业化生产中是被较多项目采用、合规表现较好的核酸去除技术。GMP级全能核酸酶可降解单链、双链、线性、环状、超螺旋等所有形态DNA/RNA，将其分解为3‑5bp小分子寡核苷酸，显著降低核酸污染风险。反应快速温和，兼容各类缓冲体系，仅需管控酶用量，下游搭配简易除酶工艺，即可规避酶蛋白残留风险，适配从实验室研发到商业化生产全链条。

结合CGT行业高效化、合规化、规模化的生产需求，针对传统工艺效率低、纯度差、不合规的痛点，GMP级全能核酸酶快速除杂解决方案，较好地适配CGT多类产品的核酸残留去除需求，是行业中性价比较高、合规性较好、效率较优的方案之一。

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免责声明：本文为CGT行业技术科普与产品信息介绍，文中关于各类技术的分析及产品性能描述，仅基于公开资料与产品说明，仅供技术交流与信息参考，不构成对任何产品疗效、安全性的保证或承诺，亦不构成医疗或治疗建议。文中所列试剂产品仅用于科研或工业生产用途，具体产品性能以正式检验报告及合同约定为准。

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