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当我们讨论疫苗的时候,我们能讨论什么?
更新时间:2016-03-31   点击次数:1665次

随着“山东疫苗案”的曝光,这场由于疫苗管理、存储、运输等环节出现问题造成的疫苗安全危机再一次引爆了疫苗安全话题的讨论,世界卫生组织也就此事件发表了相关声明。究竟此次疫苗事件可能对大众健康造成怎样的影响呢?在从疫苗研发、生产、储存、运输到zui终使用的整条产业链中,又是如何进行疫苗检测的呢?而随着遗传学的飞速发展,疫苗未来的发展趋势又将何去何从?且听沃特世为您一一道来。

疫苗,大众健康的忠诚卫士

人类的发展史,就是一部与病原微生物的斗争史,而其中疫苗的诞生意义重大——利用疫苗,人类消灭了曾经被誉为死神的天花;儿童再也不用为脊髓灰质炎、麻疹、百日咳等疾病担惊受怕;即使是致死率接近100%的狂犬病也能够通过及时注射疫苗来杜绝……可以说,随着现代生物制药技术的发展,疫苗已经为大众健康筑起了一道坚实的防线。

然而,正如其他药品一样,疫苗产品也需要一套经过科学验证的研发、生产、储存、运输、使用流程,任何环节的疏漏都会为疫苗产品引入安全隐患,甚至造成严重的安全事故。以此次“山东疫苗案”为例,据当前调查结果,此次涉事疫苗均为自愿自费注射的二级疫苗,因储存不当(未冷藏)、管理不善、产品过期等问题,造成部分疫苗失效。而世界卫生组织也发布公告称,此次涉事的失效疫苗,虽然不会直接产生对接种者有害的毒性,但会失去正常的效果,降低接种者针对特定疾病的免疫效果。

疫苗检测,生物制药的攻关难题

正是由于疫苗之于大众健康的意义,确保疫苗产品质量、功效与安全至关重要。对于疫苗产品而言,生产原料、生产过程不同阶段的产物以及zui终产品的质量控制的关键是严格的检验以及准确的检验方法。然而,疫苗往往来源于活体生物材料,生产原料、生产过程以及zui终疫苗产品的复杂性和内在变异往往会带来众多困扰生物制药产业的特殊问题。

随着现代分子技术和相关方法的发展,这些全新的技术成果为疫苗质量控制提供了全新的检验方法,其中基于质谱分析技术(MS)的检测方法受到了广泛的应用。例如在研究疫苗特征方面,质谱分析技术被广泛应用于疫苗的整个产业链,覆盖疫苗发现、开发、剂型配制、生产、稳定性试验、质量控制、上市审批签发、上市后检测等环节,其中液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)以及电喷雾-串联四极杆飞行时间质谱联用(ESI-Q-ToF-MS)等技术被广泛应用于描述疫苗特征。

在这些技术中,高分辨力质谱仪,如电喷雾-串联四极杆飞行时间质谱(Q-ToF),作为一种全新技术,已经推动疫苗特征描述进入了一个新的阶段。目前这些技术能够检测免疫原蛋白质和核酸的较小的改变。而随着新分析技术的进展,尤其是高分辨力、高度质谱方法和新的蛋白质NMR的进展,传统的技术如凝胶电泳和亲和色谱也正在被加强。这一系列技术为曾经难以实现的疫苗组分结构改变检测提供了方法。

同时,应用高分辨力质谱技术能够比较好地描述导致疫苗物理特征改变的免疫原性蛋白质或核酸改变的特征。Q-TOF可以提供详细的物理技术不能确定的这些核苷酸和蛋白质的序列信息;通过应用酶促消化,大的蛋白质可以断裂成可以测序的片段。在氨基酸和寡核苷酸磷骨架之间的键是MS-MS分析期间的结构弱点和可预测片段,质谱的高度考虑了根据分子量数据的明确序列,当分子量数据提供一个以上可能性时,结合MS-MS分析。当对于已知或简单疫苗时,这个程序是相当简单的。

而当分析更复杂的疫苗时,如含有复杂佐剂或多种免疫原组分时,质谱的分辨力具有很大的帮助,这些复杂混合物的HPLC-UV分析经常产生洗脱合作的多种组分。由于这些类型疫苗的各种各样的成分,该质谱仪通过它的质谱敏感性和选择性检测器,提供了额外的分离,通过质谱可以消除洗脱合作组分。这些技术已经成功地被应用,例如测定复杂疫苗中的磷脂成分和描述蛋白质特征。

疫苗重组,技术发展的全新挑战

早年的疫苗往往以病原微生物或其代谢产物,经过人工减毒、灭活之后产生的,但随着二十多年来遗传学的飞速发展,疫苗重组(Vaccines Recombination),即利用遗产学重组机制研发生产全新疫苗,已经成为了疫苗技术发展的趋势之一。这一技术是通过DNA重组疫苗,或者消除、修饰病原微生物上已知的致病性基因,抑或是以非致病性微生物体为载体,插入病原微生物的某个基因等手段来开发、生产疫苗。

这一全新的技术趋势,给疫苗检测方法的开发带来了更严峻的挑战。作为生物制药领域检测技术的沃特世,正与研究人员合作,开发基于实验室检测技术的疫苗检测方法,并且取得了不错的成绩。

例如在重组流感疫苗的研究中,经批准的季节性流感灭活疫苗通常含有规定量的HAs—H1、 H3和B的混合物,对应3种zui常见的病毒流感A亚型的H1N1和H3N2和流感B的HA蛋白。这些HA蛋白是糖蛋白类,每个糖基化位点均含有多种N-糖基化基序且每个位点含多种糖形。由于HAs在流感结合至宿主细胞,即感染过程中的重要决定作用,HAs中糖基化的精细鉴定和监测对疫苗的开发和生产都非常重要。然而,传统方法很难区分同一蛋白不同糖基化位点上的聚糖分子,因此用传统方法表征含多个糖基化位点的糖蛋白(如HAs),是极富挑战的。

沃特世利用其超液相色谱(UPLC®)革新的分离能力,经由LC/UV-MS系统分析了单克隆鼠lgG1抗体胰蛋白酶消化所得胰蛋白酶肽的四种主要的N-糖型。结果显示该方法可检测并量化糖基化。且采用该方法可同时鉴定糖基化位点和聚糖分子。这一成果帮助疫苗研究者克服了传统检测手段能力不足带来的困难。

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