无需再冷链运输!我国科研人员给疫苗穿“分子盔甲”

以新冠疫苗为代表的众多生物药 , 对运输储存条件要求极为苛刻 , 如何安全有效地解决“非冷链”储运问题是一项重要课题 。
近日 , 南开大学药学院学生创业团队在导师指导下 , 开发出一种安全性高、成本低的“分子盔甲”新型生物药保护存储技术 , 为破解生物药储运难题提供了一种新方式 。
“生物制剂”在医药行业具体指“免疫生物制剂” , 通过微生物(细菌、立克次体、病毒等)及其代谢产物的有效抗原成分、动物毒素、人或动物的血液或组织等加工而成 , 主要包括抗体、疫苗、激素等 , 广泛应用于预防、治疗、诊断相应传染病或其他有关疾病 。
但生物制剂稳定性差 , 需要放置在特殊的“小冰箱”里进行储运 , 否则极易受到温度、酸碱度、压力等外界环境影响而失效 。因此 , 在储运过程中 , 需要冷链处理或添加稳定剂 , 大大增加了生产成本和潜在安全隐患 。
“我们急需新的生物药剂型 , 来有效保护生物药 , 从而提升其对抗外界环境影响的能力 。”南开大学药物化学生物学国家重点实验室、药学院学生创业团队——“分子盔甲”团队负责人、2021级药学院博士研究生乔杉说 。
该团队研究发现 , 在某一温和的合成条件下 , 可以利用一步法将生物分子包裹在新型晶态材料中 , 就好像给生物分子穿上了盔甲 , 保护生物分子不受外界环境的破坏 。
【无需再冷链运输!我国科研人员给疫苗穿“分子盔甲”】与传统的无机多孔材料相比 , 新型晶态材料具有更大的空隙率和比表面积 , 尤其是具有可调节的孔径以及可变的功能基团 。乔杉团队创造性地将新型晶态材料与抗体类和疫苗类等生物药结合 , 对多克隆抗体和广泛市售的单克隆抗体药物(阿达木)进行了“包裹” , 通过反复测试 , 最终筛选出适用于生物药的新型晶态材料保护策略 。
结果表明 , 在模拟的各种极端环境条件下 , 穿上“分子盔甲”的药物仍然保持其结构和活性:加热、酸碱、有机溶剂、压力等测试下 , 生物药都保持了近90%以上的生物活性;在4℃到50℃不断变温环境中保存2个月 , 生物药仍然保持其活性 。
值得一提的是 , 新型晶态材料保护壳——“分子盔甲”可以在生物药使用前通过一种极其简便的方式完全去除 , 不会随药物进入人体 , 大大提高了新型生物制剂的安全性 。
“如果可以摆脱全程冷链 , 将大大降低疫苗等生物制剂的生产运输和使用成本 , 同时也能极大拓宽生物制剂的使用范围 。这对于偏远地区以及灾害、战地等极端情况下疫苗等生物制剂的使用提供了新的可能方案 。”乔杉说 。
目前团队正在开展针对酶、激素等其他生物药物制品的新剂型的研究 。