Author: Mika Huang Date: September 14, 2022
腺病毒是无包膜的双链DNA病毒,具有很强的人体细胞感染能力。目前以腺病毒为载体的新冠疫苗可产生强烈的体液免疫和细胞免疫应答。通过核酸染料标记腺病毒基因组,NanoFCM可对腺病毒载体疫苗生产过程中病毒颗粒的纯度、完整性进行鉴定,腺病毒的颗粒浓度与感染滴度在NanoFCM上具有非常好的线性相关(R2 = 0.999),可用于腺病毒疫苗生产过程的快速监测和终产品的质量控制。
图2. 腺病毒监测
灭活病毒疫苗的生产主要包括细胞培养、病毒接种、灭活、纯化、配比(半成品)、罐装、包装等过程。通过模拟猪流行性腹泻病毒(PEDV)和假狂犬病病毒(PRV)纯化过程,基于NanoFCM平台建立了病毒疫苗全流程监控的方法。通过核酸标记两种疫苗病毒的粗提液,发现完整病毒的纯度只有20%左右,但随着纯化次数的增加总颗粒浓度降低,而病毒纯度逐步上升(图3)。
图3. 两种灭活疫苗生产过程监测
NanoFCM可在单颗粒水平,对COVID-19病毒灭活疫苗进行无标记的粒径和浓度分析,得到终产品中总颗粒浓度为2.71E10 particles/mL,粒径为78.8 ± 19.5 nm。通过核酸染料标记,发现随着纯化步数的增加,新冠灭活疫苗的纯度从75.7%上升到96.7%,进一步证明NanoFCM可以实时监测新冠灭活疫苗的纯度,为工艺流程改进提供参考。
图4. 不同纯化程度的新冠灭活疫苗表征
mRNA疫苗研发周期短、生产相对简单,在掌握病毒基因序列后即可快速研发对应的mRNA疫苗。mRNA疫苗常需要借助递送系统以保护mRNA免受核酸酶降解,另一方面也可以提高mRNA的递送效率。
空壳率分析
NanoFCM可以快速分辨包裹了核酸和未包裹核酸的LNP载体,评估载体的空壳率,为上游的生产条件优化提供指导。
图5. mRNA疫苗空壳率分析
核酸定位分析
NanoFCM可在单颗粒水平,对COVID-19病毒灭活疫苗进行无标记的粒径和浓度分析,得到终产品中总颗粒浓度为2.71E10 particles/mL,粒径为78.8 ± 19.5 nm。通过核酸染料标记,发现随着纯化步数的增加,新冠灭活疫苗的纯度从75.7%上升到96.7%,进一步证明NanoFCM可以实时监测新冠灭活疫苗的纯度,为工艺流程改进提供参考。
图6. mRNA疫苗典型数据
通过跨膜及非跨膜核酸染料标记,并结合RNase处理策略,NanoFCM可快速实现疫苗样本中mRNA的定位分析。
图7. mRNA疫苗示意图
(三种状态的mRNA,分别位于LNP的内部、表面和游离状态)