新冠疫情爆發(fā)以來(lái)，人人談疫色變，精神高度緊張，新冠疫苗問(wèn)世后，這種情況得以改善，給大家吃下了一劑定心丸，這也充分體現(xiàn)了疫苗的重要性。但以新冠疫苗為代表的眾多生物藥，對(duì)運(yùn)輸儲(chǔ)存條件要求極為苛刻，如何安全有效地解決“非冷鏈”儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題是領(lǐng)域內(nèi)一直關(guān)注的重要課題。

近日，南開(kāi)大學(xué)藥學(xué)院“分子盔甲”學(xué)生創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)成果為破解這一難題提供了新策略。團(tuán)隊(duì)成員在導(dǎo)師指導(dǎo)下，結(jié)合專業(yè)優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)出一種安全性高、成本低的新型生物藥保護(hù)存儲(chǔ)技術(shù)，可以代替低溫儲(chǔ)運(yùn)，為生物藥儲(chǔ)運(yùn)提供了一種新方式。

“嬌弱”生物制劑亟需儲(chǔ)運(yùn)新方式

“生物制劑”在醫(yī)藥行業(yè)具體指“免疫生物制劑”，是通過(guò)微生物（細(xì)菌、立克次體、病毒等）及其代謝產(chǎn)物的有效抗原成分、動(dòng)物毒素、人或動(dòng)物的血液或組織等加工而成，主要包括抗體、疫苗、激素等，其可廣泛應(yīng)用于預(yù)防、治療、診斷相應(yīng)傳染病或其他有關(guān)疾病。近年來(lái)，生物制劑在臨床治療和科研領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

但是，生物制劑也存在一些缺點(diǎn)，其中就包括穩(wěn)定性差。在眾多科幻影片中，與神秘抗體、疫苗等生物藥緊密相伴的，除了或綠或藍(lán)的液體、管狀玻璃容器外，出鏡率最高的就數(shù)各式各樣的便攜式“小冰箱”了。這也恰恰體現(xiàn)出生物制劑的“嬌弱”，它們需要放置在特殊的“小冰箱”里進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)，否則極易受到溫度、酸堿度、壓力等外界環(huán)境影響從而失效。因此，在其運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中，需要冷鏈處理或添加穩(wěn)定劑，這就導(dǎo)致生產(chǎn)成本和潛在安全隱患都大大提高。

“因此，我們急需新的生物藥劑型，來(lái)有效保護(hù)生物藥，從而提升其對(duì)抗外界環(huán)境影響的能力?！蹦祥_(kāi)大學(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、藥學(xué)院學(xué)生創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)——“分子盔甲”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、2021級(jí)藥學(xué)院博士研究生喬杉說(shuō)。

新型晶態(tài)材料開(kāi)發(fā)新用途

南開(kāi)大學(xué)“分子盔甲”團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，在某一溫和的合成條件下，可以利用一步法將生物分子包裹在新型晶態(tài)材料中。這種新型晶態(tài)材料的包裹，就好像給生物分子穿上了盔甲，保護(hù)生物分子不受外界環(huán)境的破壞。實(shí)驗(yàn)證明，穿戴“分子盔甲”的疫苗可實(shí)現(xiàn)日常環(huán)境甚至極端環(huán)境長(zhǎng)期貯存、運(yùn)輸和使用，不再“嬌弱”。

與傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)多孔材料相比，新型晶態(tài)材料具有更大的空隙率和比表面積，尤其是具有可調(diào)節(jié)的孔徑以及可變的功能基團(tuán)。喬杉和團(tuán)隊(duì)成員創(chuàng)造性地將新型晶態(tài)材料與抗體類和疫苗類等生物藥結(jié)合，對(duì)多克隆抗體和廣泛市售的單克隆抗體藥物（阿達(dá)木）進(jìn)行了“包裹”，通過(guò)反復(fù)測(cè)試，最終篩選出適用于生物藥的新型晶態(tài)材料保護(hù)策略，并對(duì)該新策略的安全性和保護(hù)性能進(jìn)行了多方面測(cè)試。

結(jié)果表明，在模擬的各種極端環(huán)境條件下，被保護(hù)的藥物仍然保持其結(jié)構(gòu)和活性：加熱、酸堿、有機(jī)溶劑、壓力等測(cè)試下，生物藥都保持了近90%以上的生物活性；在4攝氏度到50攝氏度不斷變溫環(huán)境中保存2個(gè)月，生物藥仍然保持其活性。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的新策略在生物制劑常溫長(zhǎng)期儲(chǔ)存運(yùn)輸方面的巨大潛力。

值得一提的是，該策略的巧妙之處在于新型晶態(tài)材料保護(hù)殼——“分子盔甲”可以在生物藥使用前通過(guò)一種極其簡(jiǎn)便的方式完全去除，不會(huì)隨藥物進(jìn)入人體，相較于傳統(tǒng)添加穩(wěn)定劑，使用“分子盔甲”大大提高了新型生物制劑的安全性。

生物制劑開(kāi)創(chuàng)使用新起點(diǎn)

喬杉介紹，這一成果的應(yīng)用或?qū)榭贵w藥物和疫苗等其他生物制劑的制備、儲(chǔ)運(yùn)與使用提供一條新途徑，并且為便攜式新型生物制劑劑型的開(kāi)發(fā)探路。

“如果可以擺脫全程冷鏈，或?qū)⒋蟠蠼档鸵呙绲壬镏苿┑纳a(chǎn)運(yùn)輸和使用成本，同時(shí)也能極大拓寬生物制劑的使用范圍。這對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)以及災(zāi)害、戰(zhàn)地等極端情況下疫苗等生物制劑的使用提供了新的可能方案?！眴躺颊f(shuō)。

據(jù)了解，目前團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)展針對(duì)酶、激素等其他生物藥物制品的新劑型的研究。

成果相關(guān)論文鏈接：https://onlinelibrary.網(wǎng)址未加載/doi/full/10.1002/adma.201805148