通用疫苗冻干保护剂及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种通用疫苗冻干保护剂，所述保护剂为单一成分的蔗糖，且作为疫苗的冻干骨架。与现有技术相比，本发明专利技术的优势在于：获得了在盐水条件下以蔗糖为唯一冻干支架的通用疫苗冻干保护剂配方，该保护剂外型稳定、易溶性良好、成本低廉、制备容易、保存方便；采用本发明专利技术提供的保护剂获得冻干后疫苗在效价、水分、外观等均达到药典要求；所述保护剂获得冻干后疫苗的稳定性、复溶性均明显优于现有技术同类产品，且该保护剂成分可控，完全排除过敏源性。此外，该保护剂可在三种不同冻干机型上运用，通用于各种需冻干疫苗；因此其应用前景十分广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及疫苗保护剂，具体说，是涉及一种冻干疫苗骨架，尤其是通用疫苗冻干保护剂。
技术介绍
疫苗是将病原微生物(如细菌、立克次氏体、病毒等)及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用转基因等方法制成的用于预防或治疗传染病的自动免疫制剂，是生物制剂中的最为常见的一类。疫苗的常见剂型主要为口服和注射剂，由于疫苗的分子活性要求，目前的疫苗剂型研究主要集中在注射剂中，常见的疫苗注射剂型为小水针剂或冻干粉针剂两种，而冻干制剂因其高稳定性已成为生物制品的基本剂型。冻干及冷冻干燥技术，是在一定的真空条件下，将制品溶液预先冻结成固体，然后在低温低压条件下，从冻结状态不经过液态而直接升华除去水分的一种干燥方法，此过程即称为冷冻干燥，是冷冻和干燥的结合。该方法是目前保持微生物、动物组织、细胞及蛋白质等活性物质生物活性的一个有效的、普遍的方法。在真空冷冻干燥过程中，冷冻和干燥不可避免地均会造成部分微生物细胞的损伤及死亡，导致蛋白质变性。为提高和保证冻干活疫苗的存活率与生物活性，人们进行了大量的研究，其中包括冻干过程中蛋白质的空间结构变化、各种保护剂对蛋白质的影响。蛋白质的折叠与展开状态的平衡受周围物理环境(例如pH值、温度、溶剂成分、水合水平等)的影响很大。从二十世纪六、七十年代开始，国外一些学者对冻干蛋白质的变性机理进行研究并认为变性主要发生在冷冻过程。从二十世纪八、九十年代至今，普遍认为在冷冻干燥过程中，冷冻和干燥都会引起蛋白质变性。其中，冷冻变性机理是冷冻过程中结晶引起水的状态和结构的变化，是蛋白质变性的主要原因，并且蛋白质变性的程度依赖于冷冻的程度，冷冻温度越低，蛋白质变性越剧烈。在低温下有序的水的结构引起蛋白质分子中疏水键的破坏是导致蛋白质变性的主要原因。蛋白质分子周围分布着多层水分子，在降温过程中，蛋白质分子周围的水分子不断冻结，但只要蛋白质分子表面的单层水分子没有冻结，蛋白质就不会变性，反之亦然。干燥变性机理是干燥过程的变性，主要是发生在二次干燥阶段即移去结合水的阶段。蛋白质在水溶液中是水化的，表面有一层水分子包围，构成一个单层分子，这就是水化层。这层水分子通过氢键和蛋白质相互作用连接。干燥过程要移去一部分水化层的水，破坏蛋白质表面的氢键结构，引起天然结构的变性。针对上述问题，保护剂成为了冻干活疫苗中不可或缺的组成部分。保护剂的作用主要有：1、具有保护病毒及细菌活力、抗原稳定性、耐干燥和冷冻的低分子物质和形成冻干疫苗耐热性结构的有机高分子物质；2、具有高度抗氧化作用的抗氧化剂，能够最大限度地消耗溶液中溶解的氧，减少病毒或细菌与氧的接触，降低病毒或细菌的代谢活力和能量损耗，防止其在冷冻干燥及储运过程中死亡；3、根据保护剂中的每一种物质的共融点进行大量反复冻干试验，科学地确定每一种疫苗的冻干曲线，使病毒或细菌在冻干过程中的失活率降到最低，也使得疫苗形成良好的物理性状。冻干活疫苗的整个冻干过程存在着各种各样的应力，通常包括低温应力、冻结应力(包括枝状冰晶的形成、离子强度的增加、pH值的改变、相分离等)、干燥应力(移去蛋白质表面单层水分子)等，这些应力常常是直接或间接导致生物制品不稳定的因素。保护剂可以改变疫苗冷冻干燥时的物理、化学环境，减轻或防止冷冻干燥或复水对细胞的损害，尽可能保持生物样品原有的各种理化特性和生物活性，同时对产品贮藏期内蛋白质变性起到抑制作用。常用在冻干活疫苗中的保护剂种类有：多羟基化合物、糖、蛋白质、聚合物、氨基酸、盐、表面活性剂等。1、多羟基化合物多羟基化合物是保护剂中重要成分之一，常见的有甘露醇、肌醇、山梨醇、聚乙二醇、侧金盏花醇等。多羟基化合物的保护机理：由于疫苗蛋白质分子中存在大量的氢键，结合水通过氢键与蛋白质分子连接，当冻干过程中脱水后，多羟基化合物的羟基能替代蛋白质表面的水分子的羟基，与蛋白质表面形成一层假定的水化膜，从而保护氢键的连接位点不直接暴露在周围环境中，稳定蛋白质的高级结构，防止蛋白质因冻干而变性。2、糖糖是冻干活疫苗中最常见的保护剂，使用最广的一类必要成分，为蛋白质的非特异性稳定剂。在冻干及保存各阶段均能对生物制品起到一定的保护作用。糖的保护作用与其及蛋白质的种类有关。常见的有蔗糖、乳糖、海藻糖、菊糖、糊精等。对阻止蛋白质二级结构的改变、冻干处理过程中及贮藏期内蛋白质多肽链的伸展和聚集起着显著作用。二糖中的蔗糖和海藻糖是研究最多、也是公认最有效的保护剂。3、蛋白质蛋白质保护剂是保护剂的重要组分。蛋白质类保护剂根据来源可分为两种：动物源性蛋白质和外来蛋白质。血清白蛋白是一个经典-优良的蛋白质稳定剂，人血清白蛋白则在更低浓度(<0.05％～0.1％)时能有效阻止蛋白质表面的吸附，对冻干过程中多数蛋白都具有保护作用。目前，也有报道称重组人白蛋白推荐为血清白蛋白的替代品。4、聚合物聚合物作为大分子物质保护剂，要与小分子物质联合使用，常见的有聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、明胶、聚乙烯亚胺、海藻酸、果胶、阿拉伯胶、葡聚糖、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、羧甲基纤维素(CMC)及藻类。通常聚合物的稳定作用取决于聚合物的多重性质，如优先从蛋白质表面析出、表面活性、使蛋白质溶液浓度升高从而阻止其他小分子(如糖及多羟基化合物)的结晶、抑制冷冻过程中pH值的剧烈变化等。尽管大分子物质对疫苗稳定性及有限期有很好的效果，但会减低品种本身的安全性系数。5、氨基酸氨基酸是蛋白质保护剂常见的一种，常用的氨基酸类保护剂有精氨酸、脯氨酸、色氨酸、谷氨酸、谷氨酸钠、丙氨酸、甘氨酸、赖氨酸盐酸盐、肌氨酸、L-酪氨酸、苯丙氨酸等。在冷冻过程中的主要作用是能升高成品的塌陷温度，阻止因塌陷而引起蛋白质结构的破坏。表a为现有技术中的常用保护剂对比。表a由表a不难看出，要想获得稳定的活疫苗冻干制品，保护剂的选用至关重要。表a中提到，明胶、海藻酸盐用作冻干疫苗成型骨架时，由于明胶为动物源性物质，海藻酸盐中含不明、不可控成分，为主要的过敏源，患者将具有潜在的过敏反应。一个优良的保护剂要对保持疫苗的玻璃化有利，因为玻璃化的疫苗不仅复溶速率高，物理性状好，而且质量稳定性高。综上，为避免现有冻干剂型疫苗中含明胶、海藻酸盐、等动物源性、食源性高分子组分保护剂在注射时引起的过敏反应，研制一种无动物源性、食源性等高分子组分，低敏的通用疫苗保护剂，仍是一个亟待解决的技术难题。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种通用疫苗用保护剂，以获得不含有动物源性、食源性等高分子组分的通用疫苗保护剂，且外型稳定、易溶性良好，从而具备极佳的经济效益和环境效益。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种通用疫苗冻干保护剂，为单一成分的蔗糖，且作为疫苗的冻干骨架，换言之，该保护剂中不含有明胶和/或海藻酸盐。优选地，蔗糖的初始浓度不小于60％，优选为大于70％。优选地，蔗糖在冻干原液中的初始质量百分含量为不大于20％；较佳地，为4～20％；作为一种较佳的实施方式，根据所需制备的疫苗的不同为7～10％、8～10％、10～15％或12～15％；最佳为7％、8％、10％或12％。优选地，蔗糖选用工业级分析纯或药用级。作为本专利技术的另一目的，是提供上述保护剂的制备方法，以获得性能稳定的保护剂，配置浓度不小于6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用疫苗冻干保护剂，其特征在于：所述保护剂为单一成分的蔗糖，且作为疫苗的冻干骨架。

【技术特征摘要】
2015.12.31 CN 20151103106531.一种通用疫苗冻干保护剂，其特征在于：所述保护剂为单一成分的蔗糖，且作为疫苗的冻干骨架。2.权利要求1所述的保护剂，其特征在于：蔗糖在冻干原液中的初始浓度不大于20％。3.一种冻干疫苗的制备方法，其特征在于：在冻干过程中采用权利要求1所述的保护剂。4.权利要求11或12所述的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤a)配制病毒原液半成品；步骤b)将步骤a所得半成品进行预冻；步骤c)将步骤b所得预冻后半成品进行干燥，即得冻干疫苗。5.一种轮状病毒冻干疫苗...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟成，祝洪敢，鲍路伟，李津，
申请(专利权)人：武汉博沃生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42