CHO细胞在病毒样颗粒与亚单位疫苗生产中的关键作用

一、CHO细胞作为疫苗生产平台的独特优势

1.1 历史与基础特性

• 高产量 ：批次培养可达0.1–1 g/L，补料培养可达1–10 g/L；
• 安全性 ：对多数人类病毒无感染性；
• 翻译后修饰能力 ：可进行糖基化、二硫键形成等接近人类的修饰，尽管某些糖型（如α-2,6-唾液酸化）需通过基因工程优化。

1.2 生产流程的灵活性

• TGE ：利用聚乙烯亚胺（PEI）等转染剂快速生产小批量疫苗抗原，周期短但产量较低（≤1 g/L）；
• SGE ：通过稳定整合外源基因实现大规模生产，符合监管机构对单克隆细胞系的要求（图1b）。

图1：CHO细胞系发展历程与生产流程对比

二、CHO细胞生产的亚单位疫苗（SUV）

2.1 已获批的SUV案例

呼吸道合胞病毒（RSV）疫苗

• Arexvy（GSK） ：基于预融合稳定的F蛋白三聚体（引入S155C/S290C二硫键及S190F/V207L突变），在60岁以上人群中预防效力达82.6%（图2a）。
• Abrysvo（辉瑞） ：双价疫苗（RSV A/B亚型F蛋白），对孕妇接种后可降低81.8%的婴儿重症风险。

水痘-带状疱疹病毒（VZV）疫苗

• Shingrix（GSK） ：靶向VZV糖蛋白E（gE），去除跨膜域后分泌表达，保护率高达97.2%，成为首个CHO细胞生产的带状疱疹疫苗。

2.2 临床试验中的SUV候选疫苗

巨细胞病毒（HCMV）

• gB/MF59疫苗 ：基于HCMV Towne株的gB蛋白，在移植患者中显著降低病毒血症。
• PC/gB联合疫苗 ：结合五聚体复合物（PC）与gB，可中和上皮细胞感染，目前处于II期试验（NCT05089630）。

人类免疫缺陷病毒（HIV）

• SOSIP三聚体 ：通过稳定预融合构象（如Trimer 4571）诱导广谱中和抗体，但需优化糖基化以屏蔽非中和表位。

新冠病毒（SARS-CoV-2）

• MVC-COV1901（高端疫苗） ：预融合稳定的S三聚体，对奥密克戎变种具有交叉保护；
• ZF2001（智飞生物） ：RBD串联二聚体，三期试验显示6个月保护率>80%（图2b）。

图2：已获批及临床阶段的CHO-SUV疫苗

三、病毒样颗粒（VLP）疫苗的突破与挑战

3.1 CHO细胞生产的VLP疫苗

乙型肝炎病毒（HBV）疫苗

• PreHevbrio（VBI） ：包含S、pre-S1和pre-S2抗原，CHO稳定表达后通过离子交换层析纯化，保护率优于传统酵母疫苗。

新冠病毒（SARS-CoV-2）VLP

• S-VLP ：通过CRISPR敲除内源性逆转录病毒（ERV）基因，结合亲和层析纯化，在小鼠中诱导高效中和抗体（图3a）。

EB病毒（EBV）VLP

• 多价VLP ：整合gp350、gB、gH/gL等抗原，在兔模型中显示强效中和活性，但需平衡多基因表达效率。

3.2 生产与纯化的技术挑战

• 内源性逆转录病毒样颗粒（RVLP） ：CHO细胞自然释放的非感染性RVLP需通过低pH处理、溶剂/去污剂灭活或多步层析清除（图3b）；
• VLP稳定性 ：脂质包膜易受纯化步骤（如低pH或甲醛处理）破坏，需优化灭活条件。

图3：CHO-VLP生产中的RVLP清除策略

四、CHO细胞疫苗的未来发展方向

4.1 技术创新

• 糖工程优化 ：引入人类特异性糖基转移酶（如FUT8敲除）改善抗原免疫原性；
• 细胞系改造 ：利用CRISPR/Cas9敲除ERV基因，减少RVLP污染。

4.2 市场潜力与竞争

• mRNA疫苗的挑战 ：尽管mRNA平台研发迅速，但CHO疫苗在安全性、储存稳定性及成本上具有优势；
• 新兴疫苗靶点 ：针对包膜病毒（如埃博拉、登革热）的VLP疫苗研发加速。

4.3 监管与工业化

• 工艺标准化 ：需建立针对VLP的亲和层析填料和病毒清除验证方法；
• 全球合作 ：通过国际联盟（如CEPI的“100天任务”）加速CHO疫苗应对新发传染病。

五、结论

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