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开启商业化元年!RSV疫苗的研发工艺路线该如何选择?


随着GSK的RSV疫苗获得FDA批准上市,2023年即将成为RSV疫苗商业化元年。而RSV作为一种具有高度传染性的病毒,可导致所有年龄段个体的肺部和呼吸道感染,尤其对老人和婴儿特别危险。虽然RSV引起的感染具有自限性,但对于免疫力低下的儿童和老年人会发展为严重的呼吸道感染,因此RSV疫苗接种对象主要为婴幼儿和老年人。根据行业预测,2024-2028年,RSV疫苗和抗体市场将以38.9%的年复合增长率增长,到2028年市场将达到95.3亿美元,其中疫苗市场将占据大部分市场份额(67.5%)。


目前全球在研的RSV疫苗有近70种,研究企业除葛兰素史克(GSK)外,还有辉瑞、杨森、赛诺菲、阿斯利康、默沙东等。目前已布局RSV疫苗研发的企业有8家,其中有5款相关产品已进入临床研究阶段。国内的布局者也众多,包括艾棣维欣、嘉晨西海、艾美疫苗、三叶草、百克生物、智飞生物、蓝鹊生物/沃森生物等。


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国际上RSV 疫苗研发进展(参考第三方总结)


现阶段RSV疫苗的研发主要集中在四大类疫苗,包括减毒活疫苗、病毒载体疫苗、重组亚单位(颗粒)疫苗和核酸疫苗。本文总结了四种类型的RSV疫苗的工艺方案,其中重组亚单位疫苗的研发则集中在糖蛋白F上。RSV的表面蛋白G和F在吸附和融合过程中发挥重要作用,糖蛋白G可使RSV附着在宿主细胞上,糖蛋白F可促进其进入细胞并导致形成合胞体。由于G蛋白的高度变异性,F蛋白成为疫苗开发的主要抗原。F蛋白有pre-F和post-F两个构象,pre-F极不稳定。很多公司会进行蛋白改造,增加蛋白稳定性。



 RSV 减毒活疫苗工艺  


以赛诺菲研发的RSV减毒疫苗为例,工艺流程为细胞培养,进行细胞扩增;病毒感染细胞,进行病毒扩增;收获含病毒料液进行核酸酶处理;澄清过滤;层析可以使用百林科的复合模式填料MaXtar COLL 700进行纯化,去除宿主蛋白及宿主核酸,复合模式填料MaXtar COLL 700的上样量相对于分子筛填料有很大优势;层析流穿液使用中空纤维膜进行浓缩换液;进行除菌过滤。


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 RSV 重组蛋白疫苗工艺  


以葛兰素史克的CHO细胞表达的重组RSV疫苗为例,工艺流程为细胞培养;澄清过滤,使用深层过滤去除细胞碎片等杂质,使用0.2 µm过滤器过滤以降低微生物负荷;澄清后的料液经过吐温80孵育进行病毒灭活;第一步层析为亲和填料对病毒灭活后的料液进行捕获,RSV Pre F蛋白可以与特定的亲和填料结合,宿主蛋白流穿,蛋白得到提纯并起到浓缩作用;第二步层析为离子交换层析,使用MaXtar Q HR高分辨率阴离子交换填料,结合洗脱模式去除宿主蛋白、宿主核酸,同时此步骤也是病毒清除的步骤;第三步层析为复合模式层析,使用MaXtar MMA阴离子与疏水相互作用复合填料,结合洗脱模式,该步骤主要用于去除高低分子量的产品相关杂质和宿主蛋白,同时具有病毒清除效果;层析后纳滤膜过滤,进行病毒去除;最后超滤浓缩换液。


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 RSV 病毒载体疫苗工艺  


以腺病毒载体疫苗为例,病毒生产工艺采用HEK293进行细胞培养;病毒感染;病毒感染后可以用表面活性剂对细胞进行裂解、核酸酶进行宿主核酸的降解;裂解液使用深层过滤进行澄清,使用超滤进行浓缩、换液;第一步层析使用后MaXtar Q HR进行捕获,去除杂蛋白;第二步层析使用MaXtar COLL 700进行精纯,流穿模式;层析后料液使用中空纤维进行超滤浓缩换液;除菌过滤得到疫苗原液。


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 RSV mRNA疫苗工艺 


mRNA类疫苗工艺包括了质粒模板的制备、mRNA的合成与纯化、LNP的制备及无菌灌装等。质粒的制备工艺可以选择经典三步法工艺和改进两步法工艺:


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mRNA的纯化工艺一般采用亲和层析Oligo DT进行捕获,还可以选用复合模式层析填料MaXtar COLL 700/400,此过程可以去除酶类、NTP及模板DNA等工艺相关杂质;精纯阶段可以使用高分辨的疏水填料MaXtar Phenyl HR或离子填料MaXtar Q HR,去除片段或dsRNA等产品相关杂质。


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