疫苗澄清技术专题

sulin534 · 发表于 2016-11-12 14:57:38

疫苗澄清技术专题（一）：概述
来自仕必纯生物咖啡茶

疫苗是传染性疾病的重要预防手段，其概念涵盖很多产品，包括重组蛋白、病毒颗粒以及全细菌等，而生产也可使用鸡胚、哺乳动物细胞、细菌等不同的系统。由于产品与生产平台的复杂性、多样性，没有完全通用的纯化方法可直接使用。

疫苗生产工艺通常可分成3个部分：上游生产、下游纯化（包括澄清、超滤、层析和化学处理等纯化过程）及制剂（灌装等操作）。澄清是指初步去除料液中不需要的材料，对于后续纯化工艺的性能至关重要。

合适的澄清操作可初步去除全细胞、细胞碎片、胶质及较大的聚集物，减少下游工艺负载。在某些情况下，澄清还可降低不溶性杂质、宿主细胞蛋白及核酸的含量。和其它纯化步骤一样，为使产物产量及纯度最大化，并与产物特性及生产条件匹配，澄清也需要进行优化。

由于疫苗类型的多样性，澄清可使用不同的技术，如离心和过滤。而为达到一定的澄清目的，有时还需进行多步操作，如初步澄清去除较大的颗粒，二级澄清去除胶质和亚微颗粒。

初步澄清可采用低速离心，通过沉降，去除细胞和细胞碎片。离心可按批量或连续模式操作，并用于处理高固含量的料液，但采购和维护成本较高，且不易规模放大。

而现在，上游技术和高滴度工艺的发展降低了生物反应器体积和每批次需处理的量，特别是针对小部分人群的疫苗开发，其对最终剂量的要求较低，所以，生产商对使用过滤技术进行澄清的兴趣越来越大。

用于澄清的过滤技术包括直流过滤（DFF，亦称为死端过滤）和切向流过滤（TFF，亦称为错流过滤）。某些特定的过滤器构型还可容纳带正电荷的材料和助滤剂，以增强对细胞碎片、胶质及负电荷杂质的截留性能。

膜过滤器通过体积排阻截留颗粒，较易规模放大，且结构设计及操作简单。但深层滤器容污量较低，适于二级澄清。

与DFF不同，TFF可用于初步澄清（微滤），孔径0.1-0.65μm的开放式流道中空纤维TFF组件已成功用于截留细胞、细胞碎片和其它较大的污染物。大多数TFF装置可线性规模放大，成本相对较低，可单次使用，亦可在恰当清洗后重复使用。

此外，对于大多数料液，使用中空纤维TFF进行澄清，一步操作即可达到两步澄清的效果，即无需再增加深层过滤步骤，减少成本，提高收率。

澄清步骤介于上游和下游工艺之间，在疫苗工艺开发中常不受关注，但澄清的效果会直接影响下游工艺性能。如澄清步骤不经优化，会显著降低后续除菌滤器的处理能力，或缩短层析树脂的寿命。

而现在法规也日趋严格，要求疫苗生产商提供纯度更高、性质鉴定明确的疫苗。所以，在此背景下，每一个步骤都需特别关注。

目前的整体趋势是，上游工艺倾向于使用更“干净”的表达系统，如使用无血清培养基，以增加产量，提高细胞密度。而下游纯化工艺也更趋于简化和合理化。可见，面对这些变化，过滤技术是最适应新型澄清挑战的方法，因其具备了增加工艺灵活性、可单次使用并降低投资成本的特性。

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