病毒疫苗作為預防疾病傳播的重要手段,自20世紀起就得到了廣泛的應用和發(fā)展。隨著生物技術的發(fā)展和新冠疫情速催化,近年來病毒疫苗成為焦點。2021年5月7日23時,世界衛(wèi)生組織譚德塞總干事宣布將中國國藥中生北京公司研發(fā)的新冠疫苗列入其緊急使用清單,標志著病毒疫苗的一個重要里程碑。
毫無疑問,病毒疫苗賽道正在“狂飆”突進。但這并不是人類第一次用“疫苗”武器與疾病對抗。作為老前輩的流感病毒疫苗,早已經(jīng)歷近一個世紀的發(fā)展。今天,就讓我們共同回顧和展望流感病毒疫苗的過去和未來。
流感病毒疫苗的發(fā)展歷程
流感疫苗的發(fā)展經(jīng)歷了一個漫長的歷程。一切始于1918年的西班牙流感大流行,當時科學家們無法解釋這次大流行的原因,直到1933年才首次分離出了流感病毒。20世紀30年代中期,Jonas Salk和Thomas Francis成功研發(fā)出第一種流感疫苗,這是一種用雞胚生產(chǎn)的滅活甲型流感疫苗。隨后,科學家發(fā)現(xiàn)流感病毒不僅僅只有一種,而是可以不斷發(fā)生變異和進化,從而導致疫苗的局限性。
為了應對這一問題,科學家們不斷研制新的流感疫苗,1942年成功研發(fā)了包括A(H1N1)亞型和乙型流感病毒的二價滅活流感疫苗,隨后又在1958年和1968年研發(fā)出包括A(H2N2)和A(H3N2)亞型的流感疫苗。為了應對流感病毒的不斷變化,世界衛(wèi)生組織建立了全球流感監(jiān)測網(wǎng)絡(GISN),每年根據(jù)全球流感流行的監(jiān)測情況,結合南北半球的不同環(huán)境特點,預測不同地區(qū)流感未來的流行趨勢,并推薦適合本年度不同地區(qū)流感疫苗生產(chǎn)的疫苗株。
圖1:流感疫苗發(fā)展歷程簡述
此后,科學家們不斷努力改進流感疫苗的制備方法。在20世紀60和70年代,裂解病毒疫苗和亞單位疫苗相繼研制成功,裂解病毒疫苗可以更好地提純出血凝素蛋白,而亞單位疫苗則進一步升級,與全病毒滅活疫苗功效相似但不良反應更少。從1978年起,流感疫苗開始使用多價聯(lián)合制備的方式,不斷加入新的流感病毒株,從二價疫苗發(fā)展到三價和四價疫苗,疫苗覆蓋范圍更廣。進入新世紀后的2003年,第一個流感減毒活疫苗獲批上市,不同于肌肉注射的方式,它使用噴霧劑鼻內(nèi)注射,且是冷適應的,能夠在鼻腔生長但不能在肺部存活。2013年,科學家們研發(fā)出一種基于重組蛋白的制造方法,通過昆蟲病毒表達系統(tǒng)和重組DNA技術制造的三價重組流感疫苗可以使對雞蛋過敏的人也能夠使用,為疫苗的生產(chǎn)帶來更大的靈活性。這些不斷的升級與改進,使流感疫苗在預防和控制流感方面發(fā)揮了更加重要的作用。
流感病毒疫苗的工藝特點
在流感病毒疫苗制備過程中,每個步驟都需要仔細的操作和控制,以確保疫苗的質(zhì)量和安全性。通常來說,制備一款流感病毒疫苗將包含以下工藝步驟:
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病毒種類的篩選:根據(jù)病毒流行情況和病毒種類的危害程度,確定需要生產(chǎn)的流感病毒種類。目前常見的流感病毒有甲型、乙型和C型流感病毒。
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病毒培養(yǎng):將選擇的流感病毒株注入到適合其生長的細胞或雞胚中進行培養(yǎng)。一般使用的細胞包括雞胚細胞、MDCK(犬腎細胞)、Vero(綠猴腎細胞)等。
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病毒的分離與純化:將培養(yǎng)的病毒與細胞分離,使用離心、超濾等方法進行純化,得到純化后的病毒。
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病毒滅活或裂解:為了減少病毒對人體的危害,需要使用化學方法或物理方法將病毒滅活,或者將病毒用化學方法裂解,得到病毒表面的血凝素和神經(jīng)氨酸酯酶等抗原物質(zhì)。
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抗原的制備和提取:通過裂解、超濾等方法得到病毒抗原物質(zhì),通常是病毒的表面抗原物質(zhì),如血凝素和神經(jīng)氨酸酯酶等。
- 抗原的配方:將不同的病毒抗原混合在一起,按照特定的比例配制成流感疫苗的疫苗株。
- 疫苗的制劑和包裝:將配好的疫苗株加入疫苗攪拌器中,加入適當?shù)妮o料和防腐劑,制成流感疫苗的制劑,再進行灌裝、密封、包裝和標簽貼附等工藝步驟,制成最終的流感疫苗產(chǎn)品。
其中,層析純化是最為重要的環(huán)節(jié)之一,因為純化后的病毒顆粒更加純凈,有助于提高疫苗的效力和穩(wěn)定性。一方面,生產(chǎn)企業(yè)需要高效可靠的技術設備才能保證病毒顆粒的高效分離和純化;但與此同時,他們也必須平衡成本和生產(chǎn)效率等因素。
而作為生物工藝核心解決方案供應商的百林科,能夠為流感病毒疫苗企業(yè)提供更優(yōu)秀的國產(chǎn)替代方案,助力企業(yè)降本增效。
圖2:流感病毒疫苗生產(chǎn)工藝(雞胚)流程圖
國產(chǎn)替代,降本增效
百林科純化解決方案
針對流感疫苗*(雞胚)的層析工藝,百林科可提供
MaXtar COLL 700(多模式)或
Chromstar 4FF(凝膠過濾)兩種純化方案。而在細胞基質(zhì)流感,除了分子篩填料的應用,也會再引入陰離子層析進一步控制雜質(zhì)水平,
百林科的MaXtar Q強陰離子交換層析介質(zhì)可以完美勝任。
多模式層析介質(zhì)(MaXtar COLL 700)
區(qū)別于傳統(tǒng)的層析介質(zhì),
MaXtar COLL 700由兩層不同的結構組成:外殼是多孔的鈍化層,確保 700KD以上的大分子不會進孔,直接走外水流穿;核心是偶聯(lián)基團(同時具有疏水和正電荷吸附作用)的球形內(nèi)核,最大程度結合宿主蛋白、核酸等雜質(zhì),能很好的用于多種大分子生物樣本的分離純化,比如:病毒及類病毒顆粒等。相比較傳統(tǒng)的單一模式層析介質(zhì),
MaXtar COLL 700表現(xiàn)出更優(yōu)的
性能:
1. 獨特的雙層結構設計,以流穿模式處理700KD以上大分子,工藝優(yōu)化更容易,更方便線性放大。
2. 改良的MaXtar基架具有更強的剛性,因此在較低的反壓下能實現(xiàn)更高的工藝流速,提高工藝效率。
3. 相比傳統(tǒng)凝膠過濾層析,擁有更大的上樣量,降低成本。
凝膠過濾層析介質(zhì)(Chromstar 4FF)
一款高度交聯(lián)(交聯(lián)比為4%)瓊脂糖基架的凝膠過濾層析介質(zhì),利用不同分子的分子量差異和分子構象不同對其進行分離。該層析介質(zhì)能很好的用于多種生物分子的分離純化,比如:重組蛋白、抗體、核酸、病毒及類病毒顆粒、多糖等。同時Chromstar 4FF擁有極佳的放大生產(chǎn)
性能:
1.高度交聯(lián)的瓊脂糖基架,具有優(yōu)異的剛性。一方面,對柱床高度的限制降低;另一方面,在反壓下能夠?qū)崿F(xiàn)高工藝流速,提高效率。
2.改良的制球工藝,實現(xiàn)更小的擴散效應,提供更好的分辨率。
打鐵還需自身硬——
想為客戶降本增效,過硬的產(chǎn)品質(zhì)量是基礎。位于蘭州的百林科ChromaX™層析填料生產(chǎn)基地已獲得ISO9001:2015質(zhì)量管理體系認證,歡迎客戶進行現(xiàn)場審計。
圖片圖3:百林科ChromaX™層析填料生產(chǎn)基地
此外,百林科填料生產(chǎn)實行四級文件管理,QC相關標準完全對標國際主流標準,能為客戶保證后續(xù)填料變更的順利進行。
√ COA
√ 產(chǎn)品說明書
√ MSDS
√ 工藝驗證、清潔驗證
√ 年度質(zhì)量回顧
√ 化學穩(wěn)定性(溶出物、殘留)RSF文件
√ 產(chǎn)品貨架穩(wěn)定性(含加速試驗)RSF文件
圖4:百林科填料質(zhì)量體系認證證書
實踐出真知
百林科純化方案變更實例
在裂解性流感病毒疫苗產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝中使用百林科Chromstar 4FF進行純化。Chromstar 4FF填料相較原先進口產(chǎn)品方案不光在產(chǎn)品參數(shù)及質(zhì)量檢測方面完全對標,在供貨周期和價格上更有巨大優(yōu)勢。
圖5:Chromstar 4FF試驗圖譜
從圖譜上可以看出,同一種樣品的三次試驗圖譜基本完全重合,起峰時間和峰形基本一致,
工藝穩(wěn)定性非常好,可以保證生產(chǎn)型客戶的穩(wěn)定生產(chǎn)。
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