张大妈

药学学报:创新技术在多糖结合疫苗研发中的应用进展

源自公众号:抗体故事

01-21 15:32

传统多糖结合疫苗生产工艺复杂、成本高昂,限制了其在中低收入国家的普及。随着合成生物学等前沿技术的发展,一系列创新技术正在重塑疫苗研发格局,旨在实现更快速、精准、可控的疫苗生产,为全球传染病防控带来新希望。

药学学报:创新技术在多糖结合疫苗研发中的应用进展智能速览

  • 传统化学交联法生产疫苗面临工艺复杂与成本高的挑战。

  • 蛋白多糖偶联技术实现了工程菌体内一步法生物合成,简化了流程。

  • 无细胞糖蛋白合成技术让疫苗生产摆脱细胞限制,灵活且易于运输。

  • 膜抗原通用模块技术利用细菌外膜囊泡作为天然疫苗载体。

  • 半合成与非共价技术提升了疫苗的均一性和安全性。

  • 人工智能有望驱动未来疫苗载体和酶的理性设计。

药学学报:创新技术在多糖结合疫苗研发中的应用进展精华内容

面对传统疫苗研发的瓶颈,一系列创新技术正从不同层面突破限制,重塑多糖结合疫苗的生产与设计模式。

体内偶联革新

蛋白多糖偶联技术(PGCT)通过在工程菌株中共表达多糖合成基因簇、载体蛋白和寡糖转移酶,实现了在生物体内一步完成多糖与蛋白的偶联。该技术将传统复杂的化学交联过程转变为生物合成过程,不仅显著简化了生产步骤,还提高了生产安全性。

为进一步提升效率,研究者通过敲除宿主菌自身多糖基因来提升异源多糖产量,并探索利用减毒病原菌作为宿主,直接利用其内生的多糖合成体系,为特定疫苗的开发提供了新思路。

体外合成突破

无细胞糖蛋白合成技术(CFGpS)将蛋白合成与糖基化修饰在体外同步完成,摆脱了细胞生长的限制。该技术周期短、可控性强,甚至能够表达在细胞内难以实现的蛋白。

其一大突破是冻干稳定性,通过添加麦芽糊精作为冻干保护剂和能量来源,反应体系可在常温下储存和运输,使用时加水即可激活。这大地降低了对冷链的依赖,为疫苗的快速响应和按需制造提供了可能。

载体平台创新

传统策略多依赖蛋白质作为载体,而膜抗原通用模块(GMMA)技术则另辟蹊径。该技术通过基因改造使细菌分泌大量减毒的外膜囊泡(OMV),这些纳米颗粒具有天然佐剂效应,是理想的多糖抗原载体。糖工程OMV平台更是实现了“即插即用”,可灵活更换展示的多糖抗原。

半合成糖疫苗策略则采用化学方法精准合成特定糖链,再与载体蛋白偶联,确保了疫苗成分的均一性,避免了病原菌大规模发酵的生物安全风险。

偶联方式

除了共价结合,非共价策略也展现出巨大潜力。多抗原呈递系统(MAPS)利用生物素和亲和素的强相互作用,将多糖与蛋白抗原组装成复合物,模拟全细胞疫苗的免疫效果。

蛋白质荚膜基质疫苗(PCMV)则将多糖包埋于交联蛋白基质中。基于非天然氨基酸的点击化学偶联技术,通过在蛋白特定位点引入反应基团,实现了位点特异性的精准偶联,有效避免了传统随机偶联导致的载体失活问题,提升了疫苗的均一性。

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