位于細(xì)菌最外側(cè)的莢膜多糖(capsular polysaccharides, CPS) 或微莢膜多糖等細(xì)菌胞外多糖是造成細(xì)菌侵襲性感染的重要毒力因子，同時(shí)也是防控這些細(xì)菌感染的疫苗的主要抗原成分。

這些多糖屬于半抗原，不能有效啟動(dòng)輔助T細(xì)胞應(yīng)答，通常以非T細(xì)胞依賴(lài)的方式誘導(dǎo)免疫反應(yīng)，而2歲以下的嬰幼兒人群由于免疫系統(tǒng)尚未發(fā)育完善對(duì)多糖類(lèi)疫苗不能產(chǎn)生良好的免疫應(yīng)答，可采用多糖結(jié)合疫苗 (glycoconjugate vaccines) 的方式解決：將具有可變結(jié)構(gòu)和數(shù)量的多糖單元與非糖單元 (蛋白質(zhì)或短 肽、脂類(lèi)) 通過(guò)共價(jià)連接形成疫苗，多以蛋白質(zhì)-多糖結(jié)合為主。非糖單元發(fā)揮類(lèi)似佐劑的作用，激活輔助性T細(xì)胞繼而促進(jìn) B 細(xì)胞成熟分化形成記憶，從而提供長(zhǎng)期免疫保護(hù)。

影響疫苗免疫原性的因素

有幾個(gè)參數(shù)可以影響糖結(jié)合疫苗的免疫原性，包括糖的大小及其結(jié)構(gòu)修飾、使用的載體蛋白以及糖與蛋白質(zhì)的比例。此外，結(jié)合化學(xué)，包括連接體的存在以及載體蛋白上的附著點(diǎn)，可以發(fā)揮重要作用。傳統(tǒng)上，為了合成糖結(jié)合疫苗，首先從細(xì)菌培養(yǎng)物中提取多糖，并通過(guò)一系列純化步驟進(jìn)行分離，這些步驟根據(jù)碳水化合物的性質(zhì)而有所不同。根據(jù)遺傳特性，細(xì)菌菌株可以產(chǎn)生不同鏈長(zhǎng)的多糖。此外，所采用的發(fā)酵和純化條件會(huì)對(duì)糖鏈的長(zhǎng)度產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。根據(jù)其性質(zhì)，多糖是具有相同重復(fù)單元的聚合物，長(zhǎng)度從十到幾千個(gè)單元。雖然蛋白質(zhì)合成中有一個(gè)特定的“終止”密碼子，以確保產(chǎn)生的所有蛋白質(zhì)分子都是相同的，但細(xì)菌多糖生產(chǎn)中沒(méi)有這樣的信號(hào)；因此，多糖分子的特點(diǎn)是尺寸范圍廣泛，也就是說(shuō)，它們是多分散的。必須確定和監(jiān)測(cè)每批多糖的分子大小分布，因?yàn)槿魏巫兓伎赡鼙砻骷兓襟E期間缺乏生產(chǎn)一致性或 多糖結(jié)構(gòu)完整性的損失。通常優(yōu)選使用較短的糖來(lái)提高結(jié)合產(chǎn)量和一致性，并促進(jìn)結(jié)合物純化，特別是未反應(yīng)的糖的純化。此外，處理較小尺寸的糖可能有助于整個(gè)過(guò)程的表征，包括糖活化和結(jié)合，并且可能有利于生產(chǎn)具有更明確結(jié)構(gòu)的結(jié)合物。因此，多糖通常經(jīng)過(guò)化學(xué)或機(jī)械方法進(jìn)行破碎以及尺寸降低，以在與載體蛋白結(jié)合之前生成較低 分子量的同質(zhì)群體。另外，許多研究調(diào)查了多糖長(zhǎng)度對(duì)相應(yīng)糖結(jié)合物引發(fā)免疫反應(yīng)的作用。

高壓均質(zhì)控制多糖尺寸

可以采用多種方法來(lái)減小多糖尺寸，但并非所有方法都一定適合特定的多糖結(jié)構(gòu)，有些技術(shù)不能在工業(yè)應(yīng)用中規(guī)模放大。一般來(lái)說(shuō)，斷裂方法具有不同程度的特異性，一些技術(shù)能夠靶向多糖結(jié)構(gòu)中明確的化學(xué)鍵，例如脫氨和高碘酸鈉氧化。而另一些方法相對(duì)隨機(jī)，例如酸性和堿性水解，可以影響不同類(lèi)型的化學(xué)鍵，此類(lèi)方法也可能會(huì)導(dǎo)致相比原始多糖具有更大多分散性的結(jié)果，因此，重要的是通過(guò)使用過(guò)程中控制來(lái)監(jiān)測(cè)斷裂過(guò)程，以在預(yù)定的平均鏈長(zhǎng)度處停止反應(yīng)。

基于高壓均質(zhì)機(jī)的機(jī)械尺寸控制是生產(chǎn)糖結(jié)合疫苗最廣泛使用的方法之一。通過(guò)將工藝液流泵送通過(guò)具有所需尺寸的流路來(lái)施加高剪切率。高壓均質(zhì)過(guò)程特別適合減小含有非糖取代基的多糖的尺寸，例如肺炎球菌、腦膜炎球菌、葡萄球菌和B群鏈球菌中常見(jiàn)的 O-乙酰基、磷酸甘油酯、丙酮?；取＞|(zhì)化是減小尺寸的理想方法，因?yàn)橐坏┐_定了多糖濃度、壓力和循環(huán)次數(shù)，該過(guò)程就可以高度一致。溫度控制對(duì)于最大限度地減少不良副反應(yīng)至關(guān)重要。該方法降低了溶液中多糖分子的多分散性，因?yàn)橹挥休^大的分子而不是較小的分子尺寸被減小。但每種多糖必須進(jìn)行獨(dú)立評(píng)估，以確保重復(fù)鏈段的成分和結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生不利變化。

▍ATS高壓均質(zhì)機(jī)

? 在線控溫，不影響物料活性

? 壓力穩(wěn)定，分子量更均一
? 大屏觸摸控制，數(shù)據(jù)更直觀
? 多種規(guī)格設(shè)備，滿足不同階段需求

ATS高壓均質(zhì)機(jī)制備不同分子尺寸的 CPS8-CRM197 抗原一致性較好

數(shù)據(jù)來(lái)源：2023年國(guó)際生物制品學(xué)雜志

總結(jié)來(lái)說(shuō)，高壓均質(zhì)是一種簡(jiǎn)單且可規(guī)模放大的技術(shù)，具有良好的可再現(xiàn)性，且無(wú)副反應(yīng)，這種技術(shù)已被用于肺炎鏈球菌莢膜多糖、腦膜炎球菌莢膜多糖、B族鏈球菌莢膜多糖以及金黃色葡萄球菌莢膜多糖等的處理。

參考文獻(xiàn)：

蘇璇 李碩 題靖 梁陽(yáng) 趙碩 韓偉 陳鳴 徐磊 任濤 楊朝暉 《8 型肺炎球菌英膜多糖分子大小對(duì)結(jié)合效果及結(jié)合物抗原性的影響》  國(guó)際生物制品學(xué)雜志 2023 年 8 月第 46 卷第 4 期

E.Kay, J.Cuccui, B.W.Wren, Recent advances in the production of recombinant glycoconjugate vaccines. Npj Vaccine, 2019.

G.Stefanetti, C.A.Maclennan, F.Micoli, Impact and Control of Sugar Size in Glycoconjugate Vaccine. Molecules, 2022.

J.O.Josefsberg, B.Buckland, Vaccine process technology, 2012.