“藥”點分析：

● 全球新冠疫苗開發現狀

● 新冠疫苗不同開發思路解析

● 賽多利斯針對不同類型疫苗的工藝解決方案

 

1. 全球新冠疫苗開發現狀

根據WHO官網提供的的全球疫苗臨床實驗項目清單，截止到4月20日，一共有下列項目位居前列：

 

其中，核酸疫苗屬于新型疫苗，早期研發速度快，但風險在于并沒有已經的上市品種作為驗證；腺病毒載體疫苗由于有埃博拉研發先例，因此研發進度相對較快；滅活疫苗技術最傳統，但同時綜合風險也最低。

 

疫苗雖然是藥品，但它比較特殊。與其他藥品相比，它是給健康人群，甚至是給嬰幼兒、老年人等特殊人群使用的。

 

所以對于疫苗，人們的主要關注點在于：

1）疫苗是否有效？

2）疫苗是否安全？

3）疫苗是否經濟？

 

——疫苗研發不是投入500萬做出一支疫苗只給一個人使用，而是研發出一支幾十元、幾百元的疫苗給幾百萬人使用。

 

疫苗研發必須要平衡這三點：安全性、有效性、經濟性。

 

2. 新冠病毒疫苗的開發策略淺析
 

新冠病毒是一種新型的冠狀病毒，跟SARS和MERS病毒屬于同一屬。這個病毒大小是125納米，結構上相對比較大。比流感病毒，略大，（流感病毒80-120納米）。針對本次新冠病毒疫苗的開發，各個國家的研究團隊策略不同。其中有的傳統，有的新銳。不同的疫苗研發路線，各有優缺點。

 

一種是基于傳統病毒疫苗的開發思路——也就是用病毒培養的方式。然而，即使都是病毒培養的方式，也不盡相同，有的方式是用細胞工廠或微載體；有的則在滅活脊髓灰質炎的平臺操作；有的是基于流感疫苗基培的基礎做的。

 

重組蛋白的疫苗研發這條線，也有用不同的表達系統。比如大腸桿菌酵母的，目前聽起來比較少，但做CHO表達的相對比較多，另外是做昆蟲系統表達的。此外是病毒載體疫苗。另外還有比較新的mRNA的疫苗，DNA疫苗。一種是化學合成，另一種是大腸桿菌表達質粒。在這些過程中，滅活的方式被普遍采用。

 

對某些公司來說，他們可能自己有成熟的病毒平臺或是曾經拿到過SARS疫苗批件，所以平臺相對比較成熟。另一些些公司則在用滅活脊髓灰質炎的平臺。脊髓灰質炎的平臺對生物安全的要求比流感病毒更高，它是用發酵罐的微載體培養，過程中的密閉性是關鍵點。

 

新冠疫苗是一個新的病毒，因此在任何情況下，不論是病毒發酵液，濃縮液，只要是滅活前，具有活性的，都應該封閉在一個密閉容器中，不與操作人員接觸以保證安全。因此，使用一次性的生產方式，一次性的發酵袋和氮液焊接的方式無菌連接，可以避免了人和液體的接觸。

 

此外，病毒載體的進展非�？臁�病毒載體的平臺上，有的公司已經有比較成熟的病毒載體工藝，可以把上游病毒柱重新構建、篩選并篩選出更高產的毒株以提高病毒產量。

 

當然，前期篩選的過程中，應當選擇更高效的微型全自動生物反應器。一是提高研發速度，二是出于安全性的考慮——不需要對罐子清洗、滅菌、消毒的過程，而且體積能在ambr的系統里，15ml或是250ml的體積下，對前期的篩選工藝非常重要。后續平臺的工藝，就類似一個病毒疫苗生產的過程，這也是我們在腺病毒載體工藝的一個過程。這個過程里，病毒載體疫苗之所以進展很快，也是因為使用了一次性生物反應器后可以在大規模培養的情況下提高生產速度。

 

 

3. 賽多利斯在不同類型的下游工藝步驟中

有哪些解決方案

 

前文提及，疫苗的研發生產，必須要平衡這三個點：安全性、有效性、經濟性。

 

在平衡過程中會面對很多的挑戰。例如：工藝是不是能得到很好的優化？足夠有韌性，能用工藝制作出安全、有效的疫苗，有沒有質量控制的風險策略？使用什么密閉系統？如何使用可以減少生產過程中的交叉污染？下面我們就為大家具體介紹一下。

 

病毒的檢測

 

傳統病毒檢測，做病毒類產品的朋友應該比較熟悉，主要分為兩類：一類是基于功能性的檢測，主要有TCIB50，另一類是基于非功能性的檢測，例如檢測核酸，QPCR，檢測所有的病毒的核酸，還有檢測總蛋白，像ELISA和HPLC，還有像電鏡，是檢測病毒顆粒的。Virus Counter技術（點擊此處獲取更多資料），是對病毒的完整顆粒進行檢測，原理是基于熒光染色技術，流式技術實現的。它的染色劑可以對病毒的核酸和包膜上的蛋白進行染色，兩個信號同時出現的時候就會被記為一個病毒。使用的過程很簡單，經過30分鐘染色——染色過程多樣品同時進行，每個樣品單獨檢測只需要2～5分鐘即可，是一個極快的病毒檢測方法。

 

這種檢測可以帶來對樣品里的病毒的狀態更準確的認識：例如可以知道有多少是空殼的，有多少是有活性的，有多少是空殼但是沒有活性的狀態。尤其對疫苗來說，這是個非常有價值的數值。因為所有產生免疫活性的成分并不全是有活力的，像空殼的，也可能發生免疫反應，如果僅僅以活性判斷，就有可能導致注射到人體內的免疫源過量造成患者的安全風險。

 

Virus Counter有兩種檢測試劑（點擊此處獲取更多資料）。一種是Combodye，通用型，可以對所有有囊膜的病毒進行染色。目前我們已經有20多種病毒成功應用。包括冠狀病毒、慢病毒、流感、埃博拉、痘病毒、狂犬等等。目前的新冠病毒，也屬于冠狀病毒類，有囊膜的病毒，可以用Combodye染色技術。另外一種是ViroTag，是基于抗體特異性染色的，只能檢測有相應抗體染料的病毒，例如現在開發出來的AV二、AV三、桿狀病毒，還有流感病毒，有A型，B型，等等。

 

除菌濾器的使用和選擇

 

隨著過濾技術的發展，現在大多數的單抗和疫苗企業已經普遍采用囊式過濾器，比以前用的濾芯更方便。尤其對新疫苗的開發追求速度，采用囊式過濾器，能夠免去前期的安裝、使用后的清洗問題，可以節省很多時間，還可以避免安裝造成的泄露。

 

如果希望更進一步方便地保證上下游連接的無菌性，可以采用預滅菌、預組裝、即插即用的Transfer Sets的形式——這種濾器從0.05平米一直到27平米，可以全方位實現從小規模的嘗試到大規模的生產。再進一步，如果過濾過程中希望滿足法規要求，對過濾工藝進行嚴格的控制和數據記錄，則可以采用Flex  Act平臺技術對過濾過程中的壓力、流速等進行監控和記錄。

 

關于如何選擇過濾器。絕大多數的應用場景下我們首先會推薦采用聚醚砜材質的過濾器（點擊此處獲取更多資料） ，因為可以滿足輻照滅菌的需求，且能極好的跟管路、袋子組合起來，直接做成一次性的無菌產品，非常方便。另外，對絕大多數的應用場景，它的載量和流速都優于其他的材質。這是源自它本身親水性質的差異，因為醋酸纖維素是親水性最好的材質，是天然親水的。

經過澄清之后的料液通常會進行超濾濃縮和換液，這一步會起到三個作用：一是濃縮，二是換液，以便于下一步的層析，三是去除小分子，可以對HCP，DNA和培養基里的小分子起到一個非常好的去除作用。

 

對超濾技術，首先第一步，需要考察膜材質和孔徑的篩選，就是哪種材質和孔徑適合您的產品，同時可以考慮到制劑，因為最終制劑換液，也是采用超濾技術，前期也可以進行這個技術的考察，我們要考察不同的緩沖體系對產品穩定性的影響，什么樣的制劑處方是適合這個產品的，同時可以考察超濾過程的工藝參數對產品穩定性的影響。

 

傳統的方法，一般會采用超濾離心管或是小型的超濾裝置實現。這種方式速度比較慢，一次只能進行一個或幾個操作。現在為了加速研發，我們可以采用ambr  Crossflow技術（點擊此處獲取更多資料），有4-16個通道，支持高通量篩選，每個通道可以獨立運行不同的條件，只需要5ml以上料液就能實現。前期工藝開發的時候可以實現高通量的超濾工藝篩選和制劑處方篩選。之后做放大工藝的工藝參數確認，可以采用小型的超濾設備，比如Sartoflow系列的自動化、半自動化的超濾系統，確定某款膜包的過濾性能，預測生產規模需要多大的膜面積和相應的工藝時間、流速，生產級別等，可以有不同的考量，其中一種是采用傳統的超濾系統，不銹鋼的材質，這種最常見，可以采用普通膜包，用堿消毒，然后正常使用，這是非常常規的一種使用方法。

 

但對其他的有毒性的病毒，其他的有毒性的料液或是考慮到希望過程是完全無菌的，像狂犬、其他的一些顆粒比較大的病毒，是不能進行除菌過濾的。工藝過程中需要實現全無菌操作。這個時候可以采用無菌的超濾組件實現。另外一個選擇，就是采用可以進行濕熱滅菌的超濾膜包，對系統進行滅菌，保證整個系統全無菌。當然，現在也有很多狂犬工藝是采用堿滅菌。作為微生物負荷控制，并不像滅菌這么徹底。

 

膜包的選擇

 

對膜包的選擇，市場上現在主要材質是兩大類，一類是聚醚砜，這種有較長的使用歷史，另外一種是基于纖維素的。聚醚砜的特點，就是對水性的東西速度較快，另外PH兼容性和耐熱性能比較好，缺點則是吸附相對高一些，所以產品收率相對低。

 

除此之外，容易污染，使用后濾速容易衰減。而基于再生纖維素的，其特點就是親水性特別好，產品收率好、容易清洗，但傳統的普通的再生纖維素有一定的點不耐堿，不耐高溫和伽馬輻照、有機溶劑。

 

為了結合這兩種材質特點，賽多利斯已經上市了很長時間的Hydrosart材質（點擊此處獲取更多資料 ），是基于普通的再生纖維素進行改造，變成穩定化的再生纖維素，使其同時良好的PH兼容性，可耐受1M的氫氧化鈉、蒸汽滅菌、伽馬輻照和很多有機溶劑（像苯酚、氯仿等），非常適合疫苗企業的應用，不管是需要使用前進行滅菌或是一次性的無菌膜包的，或是使用前要進行SIP的，等等，都可以實現。

 

關于膜層析

 

對料液進行澄清、超濾、換液后，最關鍵的就是提高純度的步驟，即兩到三步的層析步驟。膜層析和傳統的填料層析是類似的層析技術，都是基于一定的機制上耦聯相應的基團和目標分子相互作用實現分離。

 

不同的是兩者的機制——膜層析的機制是膜，內部有3-5微米的微孔，微孔里會耦聯上相應的基團，比如陽離子層析、陰離子層析，耦聯上相應的胚基。傳統的填料是在基于樹脂的微球耦聯相應的胚基，胚基可能在表面，絕大多數是在微球里面的微孔里。微孔只有14～40納米，所以當分子比較小的時候，它可以進入微孔里，載量非常大；但當目標分子比較大的時候，例如病毒或多糖結合疫苗，分子比較大，就難以進入微孔，所以載量會急劇下降，這個時候，膜層析載量要遠遠超過傳統填料的載量。這是膜層析在病毒類產品純化中的一個優勢。

 

另外一個優勢，就是膜層析在速度上，遠遠快于傳統的填料層析。傳統的填料一般速度不超過0.5個柱體積每分鐘，膜層析可以達到5-30倍膜體積每分鐘，這個差距是幾十上百倍的差距。同時膜層析還可以一次性使用，從技術上可以進行清洗再生。由于本身像囊式濾器一樣的形式，一些情況下可以作為一次性使用，還可以免去清洗驗證的麻煩。再一個，本身不需要相應的柱子做前期的裝柱操作，可以省去前期硬件投資和前期裝柱的操作，使用起來非常方便，也非常契合現在疫苗快速開發的需求。

 

未完待續……

 

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獲取《Sartobind®快速高效的蛋白純化精制膜吸附器》資料