无细胞百日咳疫苗纯化新工艺的建立

百日咳是引起全球婴幼儿死亡的一个重要原因,即使在疫苗接种率较高的国家,百日咳仍是一个受关注的公共卫生问题。据WHO估计,2008年全球百日咳发病约1600万例,其中 95%发生在发展中国家,约19.5万儿童因此死亡。因为百日咳是由百日咳鲍特菌(Bordetella pertussis)通过飞沫从感染者传播给易感个体引起的。在卡他初期,百日咳传染性很强,在未免疫的家庭接触者中继发感染率高达90%。虽然卡他期后该病的传染性迅速降低,但未治疗的患者出现典型的咳嗽症状之后,传染性可持续3周或更长。百日咳鲍特菌的慢性带菌者较罕见。

早在20世纪50年代,工业化生产的全细胞百日咳疫苗(wP)大规模接种,此后百日咳在全球范围内的发病率逐渐下降。到20世纪80年代,百日咳疫苗进行了第一次工艺改进,这种工艺被称为“共纯化工艺”,即一次性提取百日咳杆菌中的免疫相关物质百日咳毒素(PT)、丝状血凝素(FHA)再一同进行纯化,但是有PT和FHA含量差异较大的问题。

百日咳疫苗工艺的第二次重大革新——“组分纯化工艺”。五联疫苗中的百日咳疫苗,采用的就是组分纯化工艺。分别提取PT和FHA,再以合适的比例配置而成。“组分纯化”工艺使疫苗中有效成分纯度更高、杂质更少,因此互相反应的概率更低。

疫苗的纯化常用介质:凝胶过滤介质(4FF、6FF)、亲和层析(金属螯合、GST)、类病毒专用介质(DEAE-SHP1、DEAE-SHV)、离子交换(DEAE)、疏水层析(Butyl-S、Butyl) 。

目的:建立无细胞百日咳疫苗的制备在全球分为共纯化疫苗和组分纯化疫苗两种工艺。百日咳共纯化技术解决了从全细胞到无细胞的升级,解决了公众关注的不良反应问题,成本较低;组分技术是共纯化技术的升级,通过锁定成分、精确定量的方式,让百日咳的预防更加科学。相对来说,组分纯化疫苗工艺比共纯化疫苗更加先进,其有效抗原成分有更加精确的定量且有更高的纯度。

无细胞百日咳疫苗主要是通过提取纯化技术,去掉一些无明显保护作用且易引发不良反应的毒性物质后制成的疫苗。根据提纯工艺不同,可以将无细胞百日咳疫苗分为共纯化和组分纯化两类。共纯化疫苗是指同时提取纯化疫苗中的百日咳毒素(PT)和丝状血凝素(FHA)等有效成分,最早由日本研制成功,中国目前采用此种工艺方法。国际上有的组分纯化的无细胞百日咳疫苗除含有PT和FHA外,部分还加入了百日咳黏附素(pertactin,PRN)、菌毛蛋白2(FIM2)、菌毛蛋白3(FIM3)等成分。尽管各国使用的无细胞百日咳疫苗组分及其含量有所不同,但均含有公认的保护性抗原PT。

疫苗组分纯化工艺是建立适合大规模生产的组分无细胞百日咳疫苗(acellular component pertussis vaccine, ACPV) 纯化新工艺,目的是使疫苗主要成分的比例稳定可控,得到具有高纯度、无菌性和安全性的疫苗。