腺病毒于1953年從人的增殖腺分離出來的,是一種無包膜的DNA病毒,可感染人和畜禽,對呼吸道、胃腸道、尿道和膀胱、眼、肝臟等均可感染,人腺病毒約1/3的已知血清型通常與人類疾病相關,但一種血清型可引起不同的臨床疾患;相反,不同血清型也可引起同一種疾患。腺病毒是呈二十面體對稱的線性雙鏈病毒,病毒顆粒直徑約65~80nm,由蛋白衣 殼、核心蛋白和DNA組成,腺病毒科分為哺乳動物腺病毒屬和禽類腺病毒屬,具有嚴格的寄主特異性,不感染其他動物,迄今共發(fā)現(xiàn)100余個血清型,其中人腺病毒有57種,分為7個亞群。
腺病毒生產工藝簡單成本低,對人致病性小且不誘導癌變,繁殖滴度高,裝載容量大,可以高效轉移外源基因至靶細胞中,使其在細胞內表達,產生體液和細胞免疫,因此,重組腺病毒載體廣泛應用于基因治療、疫苗開發(fā)等生物制藥領域中。
重組腺病毒載體疫苗作為一種新型疫苗,在各種人和動物病毒病,細菌病和寄生蟲病、癌癥的免疫預防中進行了大量研究。但是腺病毒載體的應用具有局限性:
1、腺病毒對反復凍溶敏感,容易失活,且熱穩(wěn)定性差,通常將腺病毒保存于含有 10%甘油的緩沖液中,并于-80℃條件下存儲和運輸,以保證腺病毒的活性。-80度運輸、保存為腺病毒的發(fā)展和推廣帶來不方便。
2、臨床使用時也要求低溫,通常在干冰上進行,限制了其使用范圍和條件。
3、因為保存時添加了大量的甘油,需要大量稀釋以減輕甘油的毒性和肌肉注射的疼痛感。
4、溫度的敏感性給運輸、保存、使用都提出了極大的挑戰(zhàn),因此發(fā)展一種冷藏條件下可以運輸或者使用的腺病毒載體是新的趨勢。
由于以上局限性,因此腺病毒凍干、腺病毒冷凍干燥法的應用開始大量開展。凍干法制備腺病毒,就是將腺病毒載體溶液預先凍結成固體,然后在低溫低壓下進行升華干燥,進一步升溫進行解析干燥,最終獲得含水量合格活性保持合格的病毒載體制劑。通過冷凍干燥法制備腺病毒載體制劑具有很多優(yōu)點:
1、凍干是在低溫低壓下進行的,避免了高溫對病毒載體的破壞,特別是腺病毒是溫度敏感性物質。
2、避免氧氣氧化有效成分。
3、形成了疏松多孔的結構,具有一定的組織結構和形態(tài)骨架。
4、復溶速度快,使用方便。
5、含水量低,適合長期保存和冷藏運輸?shù)?,運輸和保存的成本大大降低。
凍干法優(yōu)點很多,但是很多凍干的藥品、試劑、微生物等都不能直接凍干,因為凍干過程中也有一定機械效應、溶質效應、脫水效應等,可能導致凍干后活性降低,含量偏低、塌陷、開裂等問題,要達到理想的凍干效果,需要合適的凍干曲線和好的凍干配方保護劑,配合性能穩(wěn)定的凍干設備才能達到理想的效果。為了選擇合適的凍干曲線和凍干保護劑,需要根據(jù)凍干后的外觀、性狀、效價、含量、檢測的安全性、保存時間等進行相應的不斷調整配方保護劑和優(yōu)化凍干曲線。
腺病毒凍干的保護劑和其他生物制劑凍干一樣,常用的也是包含糖類、多元醇類、氨基酸、表面活性劑、聚合物和無機鹽等化合物。主要的方法也是一樣的,進行配方的篩選組合,通常腺病毒的保護劑篩選主要注意1、保護劑要無免疫原性,沒有毒性,不能對后期的使用產生有害的影響。
2、保護劑應該容易溶解,不容易起泡,不產生沉淀,不容易結晶。
3、凍干過程和凍干后都可以起到相應的保護作用。
4、不和里面成分發(fā)生化學反應,不影響凍干后的活性、檢測、安全性等。
5、盡量選擇關鍵溫度高的保護劑。
推薦腺病毒凍干常用保護劑如海藻糖、甘露醇、蔗糖、甘氨酸、谷氨酸納、人血白蛋白、右旋糖苷、山梨醇、吐溫80、明膠、PVP、磷酸鹽緩沖液等。采用何種比例,需要根據(jù)凍干后的評價進行優(yōu)化篩選。