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重組蛋白疫苗的高效制造與質控

發布日期:2024-11-05


重組蛋白疫苗, 也稱基因工程重組亞單位疫苗,本質是通過基因工程方法在工程化細胞(CHO)內大量表達病原體抗原蛋白,并基于純化后的蛋白進行疫苗構建。這種疫苗具有安全性高、技術相對成熟、生產成本低等特點。與使用完整病原體配制而成的疫苗相比,重組蛋白疫苗能使免疫反應集中在識別少量目標抗原上,且對免疫功能低下者更安全。然而,重組蛋白疫苗的開發具有包括優化生產系統,確保產品的穩定性和純度,以及擴大生產過程等挑戰,如何解決這些挑戰,確保成功生產安全、有效和高質量的疫苗,成為一大研究重點。


挑戰一:優化表達

提高目標抗原的產量和質量是開發重組蛋白疫苗的關鍵之一。因此,漢騰生物通過選擇合適的表達系統(如細菌、酵母或哺乳動物細胞),并優化細胞培養條件,確保系統穩健并能夠穩定地產生大量抗原。

解決方案


細胞株開發 (CLD)

? 通過基因擴增、代謝工程和高產克隆篩選,提高細胞株的生產能力。

? 使用如CHOzen® (CHO-K1)等高效宿主細胞株,結合Canvector®等高效載體,實現高表達和快速篩選。

? 利用DTEasy平臺解決難以表達的蛋白問題,定制蛋白序列,提高滴度和穩定性。


上游工藝解決方案

? 高生產力:通過培養基和培養工藝優化,實現重組蛋白和融合蛋白的高產量和高質量生產。

穩健的放大平臺:確保從小規模到大規模生產的無縫過渡,使用先進的生物反應器和控制策略,保持一致性和質量。

強化工藝:實施高密度細胞培養、灌流和連續處理,優化營養供應,顯著提高生產率,縮短生產時間,確保靈活性和一致性。




挑戰二:確保產品的純度和穩定性

重組蛋白疫苗的有效性和安全性依賴于其純度和穩定性。純化過程必須去除宿主細胞蛋白、DNA和內毒素等雜質,同時保證抗原在生產、儲存和運輸中的穩定性。

解決方案


下游純化策略

? 采用多種層析技術(如親和、離子交換和分子篩層析),結合高通量的層析填料篩選平臺,快速開發和優化層析工藝,實現超過95%的純度,降低患者不良反應風險。

? 通過先進的純化工藝有效去除宿主細胞蛋白 (HCP) 和宿主細胞DNA (HCD),減少免疫原性,確保安全性。

? 采用優化的策略提高中間品的穩定性,同時確保病毒有效滅活,嚴格控制病毒污染風險。


穩定性策略

? 使用糖類、氨基酸等穩定劑,優化緩沖液,結合冷凍干燥技術,防止蛋白在生產和儲存過程中降解和聚集。

? 采用HPLC、質譜、動態光散射 (DLS) 等先進分析方法,表征純度、穩定性和結構完整性,識別并解決潛在穩定性問題。




挑戰三生產規模放大

將工藝從研究實驗室放大到商業化規模會面臨許多挑戰。工藝必須具備可放大性和穩健性,能夠生產滿足全球需求的大量疫苗,同時確保質量的一致性并符合嚴格的監管標準。

解決方案


生產科學技術部 (MSAT)

MSAT 是漢騰生物在生產規模放大中的核心部門。MSAT 團隊確保從實驗室到中試再到商業化生產的順利轉移。通過詳細的差距分析、全面的風險評估和關鍵工藝參數控制,保證100%成功的工藝放大和技術轉移。


一次性技術

使用一次性生物反應器和系統,提供生產靈活性,快速調整產量,減少批次間污染風險,并簡化清潔過程。一次性技術的使用降低了設備準備時間和維護成本,提高生產效率,確保產品質量一致性,廣泛獲得監管機構認可。


質量源于設計(QbD) 

QbD 方法確保從一開始就在生產過程中嵌入質量控制,通過理解工藝參數與產品質量屬性的關系,識別并控制關鍵工藝參數,確保持續生產高質量疫苗。


符合監管要求與文檔管理

漢騰生物確保所有工藝放大后的操作符合GMP和其他監管標準。通過詳細的文檔記錄和驗證研究,證明工藝穩健性和一致性,保證產品合規和生產可靠性。


漢騰重組蛋白疫苗案例


案例1

漢騰生物生產的某雙價疫苗,產量和質量均遠高于預期(表達量5g/L, SEC純度>99%)。



無論采用2步層析工藝抑或4步層析工藝,應用DSP關于HCP去除的研究成果后,此項目產品中的HCP殘留均大幅下降,SEC純度保持不變。有效清除了工藝殘留雜質(HCP 低于10ppm;對比已上市同類別產品的900ppm有顯著下降)。



RSV分子A的5個批次的表達量均在2g/L左右,RSV分子B的表達量最高可達3.2g/L左右。


案例2

漢騰Canvector®包含多套不同強度重組蛋白載體,通過平行測試選擇最適載體可有效提升表達量,克隆表達量相對于同類型疫苗(0.8-1.0 g/L)提升2-3倍。




不同RSV分子表達量均在2g/L以上,最高可達3g/L。


綜上,重組蛋白疫苗藥物的CMC開發是一個復雜且多方面的過程,涉及多個階段的活動,它包括與藥品生產過程的創建、測試和審批有關的幾個階段的活動,確保疫苗符合安全性、有效性和質量標準。每個階段都會帶來獨特的挑戰,這些挑戰必須得到有效解決,才能確保疫苗的成功開發和應用。漢騰生物基于豐富的疫苗開發經驗,成功應對了各種疫苗項目的復雜性,包括 COVID 疫苗、呼吸道合胞病毒 (RSV) 疫苗、帶狀皰疹疫苗等,始終滿足監管標準并實現高效力。


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