疫苗解决方案

Author: Mika Huang     Date: September 14, 2022

腺病毒载体疫苗

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

灭活疫苗

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

新冠灭活疫苗

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

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。

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

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)

病毒样颗粒疫苗

病毒样颗粒(Virus-like particles, VLPs)疫苗是由多个病毒的一种或几种结构蛋白组装而成的大颗粒,不含病毒核酸,不能进行自主复制,具有与病毒颗粒类似的整体结构。目前市面上宫颈癌疫苗(HPV)、乙肝疫苗(HBV)、戊肝疫苗(HEV)都是经典的VLP疫苗,另外还有基于VLP技术的众多疫苗正在研发中。 NanoFCM可对病毒颗粒进行多组分分析,评估VLP疫苗颗粒的完整性,优化和评估VLP组装的条件。

图9. T7病毒不同组分和构造的鉴定