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无需再冷链运输!中国科研人员给疫苗穿“分子盔甲”

2021/9/3  文章来源:科技日报  作者:洞机
文章简介: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。

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。


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。



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