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重组蛋白疫苗, 也称基因工程重组亚单位疫苗,本质是通过基因工程方法在工程化细胞(CHO)内大量表达病原体抗原蛋白,并基于纯化后的蛋白进行疫苗构建。这种疫苗具有安全性高、技术相对成熟、生产成本低等特点。与使用完整病原体配制而成的疫苗相比,重组蛋白疫苗能使免疫反应集中在识别少量目标抗原上,且对免疫功能低下者更安全。然而,重组蛋白疫苗的开发具有包括优化生产系统,确保产品的稳定性和纯度,以及扩大生产过程等挑战,如何解决这些挑战,确保成功生产安全、有效和高质量的疫苗,成为一大研究重点。
挑战一:优化表达系统
提高目标抗原的产量和质量是开发重组蛋白疫苗的关键之一。因此,汉腾生物通过选择合适的表达系统(如细菌、酵母或哺乳动物细胞),并优化细胞培养条件,确保系统稳健并能够稳定地产生大量抗原。
解决方案
细胞株开发 (CLD)
◽ 通过基因扩增、代谢工程和高产克隆筛选,提高细胞株的生产能力。
◽ 使用如CHOzen® (CHO-K1)等高效宿主细胞株,结合Canvector®等高效载体,实现高表达和快速筛选。
◽ 利用DTEasy平台解决难以表达的蛋白问题,定制蛋白序列,提高滴度和稳定性。
上游工艺解决方案
◽ 高生产力:通过培养基和培养工艺优化,实现重组蛋白和融合蛋白的高产量和高质量生产。
◽ 稳健的放大平台:确保从小规模到大规模生产的无缝过渡,使用先进的生物反应器和控制策略,保持一致性和质量。
◽ 强化工艺:实施高密度细胞培养、灌流和连续处理,优化营养供应,显著提高生产率,缩短生产时间,确保灵活性和一致性。
挑战二:确保产品的纯度和稳定性
重组蛋白疫苗的有效性和安全性依赖于其纯度和稳定性。纯化过程必须去除宿主细胞蛋白、DNA和内毒素等杂质,同时保证抗原在生产、储存和运输中的稳定性。
解决方案
下游纯化策略
◽ 采用多种层析技术(如亲和、离子交换和分子筛层析),结合高通量的层析填料筛选平台,快速开发和优化层析工艺,实现超过95%的纯度,降低患者不良反应风险。
◽ 通过先进的纯化工艺有效去除宿主细胞蛋白 (HCP) 和宿主细胞DNA (HCD),减少免疫原性,确保安全性。
◽ 采用优化的策略提高中间品的稳定性,同时确保病毒有效灭活,严格控制病毒污染风险。
稳定性策略
◽ 使用糖类、氨基酸等稳定剂,优化缓冲液,结合冷冻干燥技术,防止蛋白在生产和储存过程中降解和聚集。
◽ 采用HPLC、质谱、动态光散射 (DLS) 等先进分析方法,表征纯度、稳定性和结构完整性,识别并解决潜在稳定性问题。
挑战三:生产规模放大
将工艺从研究实验室放大到商业化规模会面临许多挑战。工艺必须具备可放大性和稳健性,能够生产满足全球需求的大量疫苗,同时确保质量的一致性并符合严格的监管标准。
解决方案
生产科学技术部 (MSAT)
MSAT 是汉腾生物在生产规模放大中的核心部门。MSAT 团队确保从实验室到中试再到商业化生产的顺利转移。通过详细的差距分析、全面的风险评估和关键工艺参数控制,保证100%成功的工艺放大和技术转移。
一次性技术
使用一次性生物反应器和系统,提供生产灵活性,快速调整产量,减少批次间污染风险,并简化清洁过程。一次性技术的使用降低了设备准备时间和维护成本,提高生产效率,确保产品质量一致性,广泛获得监管机构认可。
质量源于设计(QbD)
QbD 方法确保从一开始就在生产过程中嵌入质量控制,通过理解工艺参数与产品质量属性的关系,识别并控制关键工艺参数,确保持续生产高质量疫苗。
符合监管要求与文档管理
汉腾生物确保所有工艺放大后的操作符合GMP和其他监管标准。通过详细的文档记录和验证研究,证明工艺稳健性和一致性,保证产品合规和生产可靠性。
汉腾重组蛋白疫苗案例
案例1
汉腾生物生产的某双价疫苗,产量和质量均远高于预期(表达量5g/L, SEC纯度>99%)。
无论采用2步层析工艺抑或4步层析工艺,应用DSP关于HCP去除的研究成果后,此项目产品中的HCP残留均大幅下降,SEC纯度保持不变。有效清除了工艺残留杂质(HCP 低于10ppm;对比已上市同类别产品的900ppm有显著下降)。
RSV分子A的5个批次的表达量均在2g/L左右,RSV分子B的表达量最高可达3.2g/L左右。
案例2
汉腾Canvector®包含多套不同强度重组蛋白载体,通过平行测试选择最适载体可有效提升表达量,克隆表达量相对于同类型疫苗(0.8-1.0 g/L)提升2-3倍。
不同RSV分子表达量均在2g/L以上,最高可达3g/L。
综上,重组蛋白疫苗药物的CMC开发是一个复杂且多方面的过程,涉及多个阶段的活动,它包括与药品生产过程的创建、测试和审批有关的几个阶段的活动,确保疫苗符合安全性、有效性和质量标准。每个阶段都会带来独特的挑战,这些挑战必须得到有效解决,才能确保疫苗的成功开发和应用。汉腾生物基于丰富的疫苗开发经验,成功应对了各种疫苗项目的复杂性,包括 COVID 疫苗、呼吸道合胞病毒 (RSV) 疫苗、带状疱疹疫苗等,始终满足监管标准并实现高效力。