自新冠肺炎爆發以來，疫情的“防”和“治”是全球的焦點，而疫苗一直被認為是病毒防控最有效、最實用的措施。這場席卷全球的新冠肺炎，也隨著多個新冠疫苗的問世，得到了一定的控制。然而，我們都知道向世界偏遠地區分發疫苗會面臨非常多的挑戰，因為在整個過程中，不可避免地會受到許多壓力的挑戰，如溫度、光線和震蕩。這些因素都可能導致疫苗失去效力。因此，疫苗配方開發的主要目標之一就是確保免疫原性成分，能夠克服制造、儲存和分發過程中的諸多挑戰和壓力。

生物制品的聚集對生物技術產業造成了許多威脅。此外，它的影響在產品生命周期的任何階段都是有害的，包括蛋白質重新折疊、產品純化、滅菌、運輸和儲存。雖然，聚集通常與蛋白質的物理不穩定性有關，但是，疫苗中的其他成份，例如，無機物佐劑鹽、佐劑乳劑、基于脂類的免疫刺激劑或整個減毒微生物也能導致聚集。

由于可見和不可見的蛋白質聚集物，可能會表現出不可預測的免疫反應，因此，監管機構對此有明確規定。
研究方法

疫苗研發及生產人員一般會使用多種方法對聚集體進行表征，以及對顆粒大小進行檢測。眾所周知，聚集體可能會導致潛在的不良反應，如免疫反應的變化可能會影響藥物療效。為了控制和全面表征顆粒，會使用一系列的分析技術。但遺憾的是，目前沒有一個單一的分析方法可以涵蓋整個顆粒大小范圍。因此，不同的技術方法被用來表征從納米、微米到可見顆粒。建議使用各種正交方法，對結果進行全面的分析比較。

用來檢測顆粒數目和大小分布的方法主要包括(但不限于)：動態光散射，納米顆粒追蹤分析儀，光阻法，分析型超速離心、庫爾特顆粒計數儀、激光衍射和微流成像(MFI（Micro FLow Imaging），ProteinSimple )。
MFI原理

微流成像技術，因其高靈敏性，以及可以對高度透明的顆粒進行表征和計數，在疫苗行業中被廣泛使用。

MFI的檢測原理：樣本在流經樣本檢測池（Flow Cell）的過程中，在固定的檢測窗口處，由高頻成像檢測器動態連續檢測樣品本中的顆粒物，獲取一系列的數據照片，最終通過軟件對所獲取的顆粒照片進行歸類和計數分析的自動化系統。
MFI應用
重組蛋白疫苗：鋁佐劑制劑開發
近一個世紀以來，佐劑的免疫原性已為人所知。如今，鋁鹽被廣泛用作佐劑，以增強T細胞對純白蛋白和亞單位疫苗的反應。來自輝瑞公司藥物研發部的科學家們考察了制劑配方條件對含鋁佐劑疫苗可再懸浮性的影響。他們使用了MFI對顆粒粒徑進行分析來表征懸浮性能。離子強度、pH和抗原濃度會顯著影響顆粒大小和再分散。
MFI結果顯示，無抗原的磷酸鋁佐劑內的顆粒粒徑和pH值相關。與pH=4和pH=6相比，當pH=5時，≥2μm的顆粒濃度有明顯增加，是因為磷酸鋁顆粒的相互作用增強，進而導致≥2μm的顆粒數的增加。
重組蛋白疫苗：抗原制劑開發
來自堪薩斯州大學藥物化學系疫苗分析與配方中心的科學家們致力于使用非復制型輪狀病毒(NRRV)重組疫苗的開發。他們認為，雖然疫苗的有效性主要取決于其成分(如抗原和佐劑)，研制穩定疫苗的配方同樣重要，以確保在疫苗生產、長期儲存、運輸和使用期間的安全性和有效性。研究發現，NRRV抗原(P[4]、P[6]和P[8])對震動壓力很敏感，Shaking 6小時之后，P8抗原聚集形成的顆粒明顯增加。

MFI采用的微流成像技術，可以對樣品內的顆粒進行成像。從MFI的檢測結果圖片發現，每種抗原內的顆粒形態均為不透明的纖維狀。

由于NRRV抗原經過Shaking，很容易形成聚集體，他們篩選了35種制藥行業常用的賦形劑對P[8]抗原形成聚集體進行改善。研究結果發現，許多賦形劑，如Triton X-100，Pluronic F-68, Brij-35, PS-20和 PS-80都能改善P[8]抗原顆粒聚集體的形成；2-OH propyl β-CD和PS-80能改善P[4]抗原顆粒聚集體的形成。
該項研究中，科學家們也對不同濃度的賦形劑效果進行了研究，發現PS-80在濃度為0.025%時效果最明顯。在文章最后，他們還進行了多種賦形劑聯用效果的研究。

參考文獻：

1. Langford A ,  Horwitz T ,  Adu-Gyamfi E , et al. Impact of Formulation and Suspension Properties on Redispersion of Aluminum-Adjuvanted Vaccines[J]. Journal of Pharmaceutical Sciences, 2020, 109( 4):1460-1466.

2. Bansal R ,  Gupta S ,  Rathore A S . Analytical Platform for Monitoring Aggregation of Monoclonal Antibody Therapeutics[J]. Pharmaceutical Research, 2019, 36(11).

3. Agarwal S ,  Sahni N ,  Hickey J M , et al. Characterizing and Minimizing Aggregation and Particle Formation of Three Recombinant Fusion-Protein Bulk Antigens for Use in a Candidate Trivalent Rotavirus Vaccine[J]. Journal of Pharmaceutical Sciences, 2019, 109(1).

4. Hasija M ,  Li L ,  Rahman N , et al. Forced degradation studies: an essential tool for the formulation development of vaccines[J]. Vaccine Development & Therapy, 2013:11-33.