Search
×
E-mail

守护女性健康的HPV疫苗,要克服哪些纯化挑战?


宫颈癌是女性中第四常见的癌症,超过95%的宫颈癌是由性传播HPV病毒引起的。人类乳头瘤病毒(HPV)是一种常见的性传播病毒,全球范围内约有30%的女性感染过该病毒。据统计,全球每年约有30万人死于由HPV引起的癌症,其中大多数是发生在发展中国家的女性。通过增加获得有效疫苗的机会来避免宫颈癌的发展是减少不必要的疾病和死亡的非常重要的一步,HPV疫苗是人类第一个用于预防恶性肿瘤的疫苗,具有划时代的意义。HPV疫苗在国内上市后,受到很多女性的关注,可以有效预防宫颈癌等相关疾病,并且安全,可靠。


HPV病毒目前有大约200种已知类型,其中16和18型是最为常见的高危型别。现有的的HPV疫苗主要分为三种:第一种是二价疫苗,主要针对HPV16和HPV18两种亚型的疫苗;第二种四价疫苗可对抗HPV16、HPV18、HPV6和HPV11的感染,其中HPV6和HPV11亚型毒株是90%的生殖器疣的元凶;第三种是九价疫苗,在四价HPV疫苗基础上又增加了5种新的HPV类型,包括HPV31、HPV33、HPV45、HPV52和HPV58。九价HPV疫苗可以预防宫颈癌、外阴癌、肛门癌及阴道癌等癌症,也可预防生殖器疣等疾病。

 

目前已上市的HPV疫苗包括默克公司研制的四价疫苗Gardasil(HPV6/11/16/18), 九价疫苗Gardasil 9,HPV6/11/16/18/31/33/45/45/52/58),葛兰素史克公司研发的二价疫苗Cervarix(HPV16/18);2020年初由厦门大学夏宁邵教授团队和养生堂万泰联合研制的国产二价HPV疫苗获批上市了,使我国成为继美国、英国之后世界上第三个可实现宫颈癌疫苗自主供应的国家!

 

价格是影响疫苗普及率的重要因素之一,多款HPV疫苗的上市和国产化使得疫苗的普及率可以得到进一步提升。疫苗的单剂价格主要取决于生产纯化疫苗的成本。通过综合考虑纯度、产量、生物活性和下游处理成本之间的关系,可以实现低成本高效益的疫苗生产。例如使用昆虫杆状病毒表达系统生产VLP的关键是高滴度重组杆状病毒的协同生产。



目前国内已成功获批上市的 HPV 疫苗中,1款为大肠杆菌表达系统生产,3款为酵母表达系统生产,1款为杆状病毒/昆虫细胞表达系统生产;另外,存在 16 款临床在研或已获 IND 批准的 HPV 疫苗源于上述三种表达系统。其中昆虫系统以及酵母系统均以可溶性的表达为主,经过培养后,收获裂解,然后经过纯化以及解聚和重组装等工序,而大肠杆菌则可以通过包涵体或者可溶方式表达,其后经过菌体收获,裂解以及纯化,解聚,重组装等,因其表达周期比较短,具有产能易放大和生产成本低等优势。


411beb23b2fae61787c1a1fb30a2c418.png





图1:上市的HPV疫苗Cervarix, Gardasil, and Gardasil-9 制备工艺总结


目前上市的和在研的HPV疫苗都是基于重组HPV的L1蛋白形成的病毒样颗粒(VLP)技术,只有与天然病毒一样结构的VLP方可诱发预防HPV感染所致疾病的免疫原性。HPV疫苗的工艺非常复杂,特别是下游纯化过程中会面临许多挑战和难点:


1、大肠杆菌表达的 HPV 抗原蛋白大多数以包涵体形式存在,且宿主细胞中含有内毒素,原液制备中需进行内毒素的控制。


2、不管哪一种表达方式,均需要在下游工艺处理中进行解聚和复聚,以便最终获得结构和粒径均一的VLP,以保证免疫原性。


3、在HPV多种型别的工艺制备中,如何获得一个可通用的纯化工艺平台以及兼具高效和稳定是非常重要的。


通常在HPV的下游层析工艺中,一般采用阳离子(SP)进行捕获,然后采用疏水(Phenyl or Butyl)或者羟基磷灰石(CHT II型)进行精纯。经过两步到三步的纯化,可以达到98%以上的纯度,且获得相对较高的收率水平。详细参加下图:



1bf5d032f645f713226d0f86cca6067f.jpg

图2:HPV疫苗的下游工艺路线参考


2b073708504a67f4fc58d16989f75165.png

640 (3).png

图3 & 4:典型的昆虫细胞表达HPV制备工艺与效果评价




百林科在该工艺中可提供的几款填料具备以下典型特点:



Maxtar S


具备高流速,反压低的特点,可见压力流速曲线(下图)易于放大生产,目前该基架生产的其他产品,已经顺利实现1.6m柱子的放大生产。


256fe828524b8eb489bd22cb498d7adf.png


图5:MaXtar 基架在300mm柱子的压力流速曲线



MaXtar Phenyl or Butyl HR


兼具高分辨率和高流速的特性,能有效去除HPV上游发酵中的宿主相关杂质以及相关副产物等效果。


I 和II型羟基磷灰石


百林科可以提供I 和II型羟基磷灰石,用于精纯步骤,有效去除内毒素以及杂质等。用于HPV时做进一步精纯,采用NaCl梯度进行洗脱,可以显著的提高HPV的纯度水平(见图6)。百林科羟基磷灰石球体结构稳定,粒径均匀(见图7)。因其独特的分离特性,可同时实现阳离子交换和钙金属亲和两种分离机制,广泛应用于HPV疫苗,双抗,重组蛋白,多糖肺炎疫苗等的应用。


a4a3e25901dd118e5cff47fbf311db93.png


图6:CHT II 型在纯化HPV中的应用


640 (4).png

图7:百林科CHT球体


使用质量更好、综合效益更高的层析耗材可以为HPV疫苗的下游纯化工艺降本增效,从而进一步提升HPV疫苗的普及率,让更多女性得到保护。百林科能够为疫苗生产企业提供完善的层析纯化解决方案:科技成就生命创想,相信生命科学技术的发展在未来会守护更多人的健康!




参考文献:


An Update on Human Papilloma Virus Vaccines: History, Types, Protection, and Efficacy

Production and purification of human papillomavirus type 33 L1 virus-like particles from Spodoptera frugiperda 9 cells using two-step column chromatography

Production and purification of human papillomavirus type 33 L1 virus-like particles from Spodoptera frugiperda 9 cells using two-step column chromatography


点击这里查看《百林科层析介质选择指南》


即刻咨询

想了解百林科验证检测服务更多详情?填写右侧表单,即刻与我们取得联系
地址
上海市浦东新区盛夏路58号15栋
联系我们
邮箱:
info@biolink.com
电话:
400-058-9000
地址:
上海市浦东新区盛夏路58号15栋