Science子刊封面：技術突破！加點水就可以按需合成疫苗
小奇
2021-02-27
預計到2050年，耐藥細菌每年將威脅多達1000萬條生命，因此人們有必要開發抗生素和疫苗的新策略。結合疫苗是預防威脅生命的細菌感染的最安全，最有效的方法。結合疫苗通過包裝弱抗原（例如糖類）和更強的蛋白質載體來發揮作用，從而最大程度地提高免疫系統的反應能力。它們通過靶向附著在細菌表面的復雜糖類結構（例如莢膜多糖或脂多糖）來抵抗特定的感染。就像每個人都有唯一的指紋一樣，每種細菌都有自己獨特的多糖結構，這些多糖可用于區分有害病原體和腸道細菌等友好細菌。然而，由于集中式生產和冷鏈分配要求，現有的制造方法限制了結合疫苗的使用。多步驟過程需要培養病原體（以分離出靶向多糖）和必須單獨大量生產的載體蛋白，而且兩者的結合主要通過“雜亂”共軛化學方法結合在一起，但這種方法效率低下且難以控制。由于相關的生物安全隱患和工藝開發挑戰，病原體的大規模培養導致高制造成本。另外，目前普遍使用的化學結合和蛋白質聚糖偶聯技術（PGCT）方法都依賴于活細菌細胞，需要集中的生產設施，還需要通過冷藏的供應鏈從中分配疫苗。研究表明，所有疫苗中有50％以上是由于運輸或儲存錯誤而被浪費的。為了解決這一技術空白，鑒于此，美國西北大學Michael C. Jewetti聯合康奈爾大學Matthew P. DeLisa等人開發了一個新的制造平臺——iVAX（體外結合疫苗表達）平臺，該平臺能夠在無細胞反應中快速發展和不依賴冷鏈的生物合成結合疫苗。新方法使用的是冷凍干燥的無細胞成分，可在六個月或更長時間內保持穩定。一旦無細胞系統到達目的地并準備好使用，醫護人員可以用一滴水為它們補充水分，以按需生產疫苗。成果以題為“On-demand biomanufacturing of protective conjugate vaccines”發表在Science Advances上，并被選為該期的封面。1）首先，iVAX非常快速，能夠在1小時內產生多種結合疫苗劑量。2）其次，iVAX具有魯棒性，可在一定的工作溫度范圍內產生等量的結合物。3）第三，iVAX是模塊化的，具有快速交換載體蛋白（包括許可的結合疫苗中使用的蛋白）和結合多糖抗原的能力。4）第四，iVAX具有儲存穩定的特性，它源于以凍干策略進行的凍干無細胞反應。5）第五，iVAX是安全的，利用脂質A工程技術可以有效避免野生型（WT）大腸桿菌中存在的高水平內毒素。為了證明原理，研究人員使用該平臺制造了結合疫苗來預防細菌感染。他們能夠在一小時內產生一劑，每劑成本約為5美元。研究人員對小鼠進行了免疫，然后將它們暴露于土拉弗朗西斯菌（Francisella tularensis），這是一種致病性細菌，未經治療即致命。所有接種疫苗的小鼠均的以保護而存活下來。圖|使用iVAX按需生產針對F. tularensis菌的結合疫苗圖|iVAX衍生的結合疫苗可保護小鼠免受致命的F. tularensis攻擊總而言之，iVAX代表了一種平臺技術，可用于快速開發結合疫苗的按需的、不依賴冷鏈的生物制造技術。結合疫苗是預防細菌感染的最安全，最有效的方法之一，但目前的生產方法限制了它們的發展和分布。iVAX平臺解決了這些限制，并據所知進一步提供了第一個示例，說明分散制造平臺中有效的糖蛋白產品合成。iVAX加入了一組新興技術，這些技術有可能通過分散生產來增加獲取復雜的救生藥物的途徑，可以為發達國家和發展中國家提供重要一類抗菌疫苗的保護益處。Jessica C. Stark, et al., On-demand biomanufacturing of protective conjugate vaccines. Science Advances (2021)DOI: 10.1126/sciadv.abe9444https://advances.sciencemag.org/content/7/6/eabe9444
加載更多
1549
版權聲明：
1） 本文僅代表原作者觀點，不代表本平臺立場，請批判性閱讀！
2） 本文內容若存在版權問題，請聯系我們及時處理。
3） 除特別說明，本文版權歸納米人工作室所有，翻版必究！
