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首支国产HPV疫苗的攻坚之路:每个环节都经历无数次试错

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—2022—
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08:04:37
2022-11-24 08:04:37 来源:科技日报 符晓波

  【创新故事】

  深夜的校园万籁俱寂,厦门大学椭圆楼内却灯火通明——这是国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心普通的一天。每周工作6天、每天工作超过12小时,是夏宁邵教授和团队成员的工作常态。他们争分夺秒地工作,一项重要任务就是和HPV(人乳头瘤病毒)赛跑。

  谈及HPV,相信许多人并不陌生。宫颈癌威胁女性健康,持续的HPV感染是这一疾病的核心诱因。很长一段时间,尽管HPV疫苗已经问世,但受制于进口疫苗的垄断价格和有限的供应量,国内普及率一直很低。

  2019年,由夏宁邵团队联合万泰生物研制的首支国产HPV疫苗(俗称宫颈癌疫苗)馨可宁上市,打破了进口疫苗长期垄断的局面,使中国成为继美国和英国之后,世界上第3个实现宫颈癌疫苗独立供应的国家。更为难得的是,接种国产HPV疫苗3针总费用仅为进口疫苗价格的一半多。

  锁定大肠杆菌生产人用疫苗

  这场历时18年的疫苗攻坚战,步步艰辛。

  此前,世界主流基因工程疫苗采用酵母细胞、昆虫细胞或哺乳动物细胞等真核细胞作为制备疫苗的表达系统,因为它们与人体细胞结构接近,在技术上便于对感染人类病原体进行基因表达和蛋白修饰。

  但这一方法技术壁垒高,核心技术被国外垄断。该怎样独辟蹊径、突出重围?

  无数次尝试,无数次失败。夏宁邵团队通过大量反复实验,终于寻觅到成功的一线之机,他们将目光瞄向了一种人们耳熟能详的细菌——大肠杆菌。

  “与仿制药不同,我们开辟了一条全新的技术线路。它不仅绕过国际制药巨头的专利壁垒,还为全世界疫苗研究和生产贡献出一种质优价廉的选择。”谈到馨可宁的创新之处,疫苗研制团队主要成员、厦门大学国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心副主任张军自豪地告诉科技日报记者。

  团队在疫苗方面取得突破的关键是将大肠杆菌作为人用疫苗生产的工程细胞,在全球首创出原核表达类病毒颗粒疫苗技术体系。张军介绍,大肠杆菌作为表达系统具备独特优势,制备简单、成本低廉,虽然研发阶段门槛很高,但是一旦实现技术突破,易于大规模复制生产,能大大提高疫苗的可及性。

  疫苗研制初期,学术界、工业界不少人用怀疑的眼光看待夏宁邵团队从事的研究,特别是得知他们要用大肠杆菌表达复杂的HPV蛋白,认为“几乎不可能”。

  “创新一定是走前人没有走过的路。当然,我们的坚持也不是盲目的,一系列符合预期的前期实验数据,增强了我们沿着这条线路走下去的决心。”张军说。

  每个环节都经历无数次试错

  大肠杆菌究竟能不能用于生产人用疫苗?这是让团队备受质疑的根本性问题。

  重组蛋白表达是基因工程疫苗生产工艺中关键的一环。研究人员要将带有一段病原体的基因片段转入合适的细胞中,使之表达蛋白抗原,纯化后制得疫苗。

  大肠杆菌是原核生物,后期基因修饰和蛋白纯化复性的难度很高。

  HPV型别有上百种,蛋白结构复杂。通过大肠杆菌表达后的抗原需要组装成类似于天然病毒的类病毒颗粒,才能发挥疫苗的作用。制备该抗原的关键是要对候选抗原蛋白的多个半胱氨酸残基精准配对,并形成正确的二硫键以及构象正确的五聚体。团队整整摸索了15年,才突破从候选抗原蛋白到类病毒颗粒的全链条关键技术。

  团队成员李少伟回忆,在疫苗攻坚阶段,他们花了几个月时间,从厦门一家医院的宫颈病变患者身上克隆到用于疫苗研发的HPV L1基因,随后在大肠杆菌中表达获得了HPV类病毒颗粒,取得重大进展。但在疫苗工艺开发过程中,遇到其中一“价”的生产工艺难题。参与研究的学生卡在关键点上,“崩溃落泪”,而后又“默默收起情绪”,继续实验。

  “在最初几年,我们团队很少有重磅的论文发出,但大家都不计个人得失,心甘情愿地付出。”张军介绍,基于严谨的实验数据和科学论证,团队屏蔽“杂音”,静心钻研,坚持利用大肠杆菌原核细胞系统作为研究对象。

  “疫苗研制阶段,每个环节都经历了无数次试错,大家沮丧、失落,再重整旗鼓。创新没有神话,唯有拿出坚实的科学数据,真正解决技术问题,才能赢得同行的认可。”张军说。

  首支走出国门的HPV疫苗

  椭圆楼者,“进取”之谓也,“创新”之谓也。

  上万名志愿者、医务人员、研究者参与,上万次实验、失败再尝试……就这样,HPV疫苗从立项研制到最终上市,走过了18个春秋。

  如今,馨可宁不仅实现了国内量产,还获得世界卫生组织PQ认证和摩洛哥、尼泊尔的上市许可,成为首支走出国门的HPV疫苗。基于这套自主创新的技术线路,中国有望在未来研制更多更为复杂的疫苗。

  夏宁邵带领团队不断突破重重技术挑战。回首走过的路,每一支疫苗的研发过程都跨越10年以上,但团队的脚步从未停歇。

  “进口疫苗价格昂贵,质优价廉的国产HPV疫苗是我国重大的民生需求。”夏宁邵表示,“也许有人认为我们总能把握住前沿方向,但我们现有的成果依靠的不是天赋,而是耐心与毅力。”

  眼下,第二代九价宫颈癌疫苗正开展Ⅲ期临床试验,第三代宫颈癌疫苗(二十价)已实现技术突破……

  党的二十大报告提出,坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,加快实现高水平科技自立自强。“面向国家重大需求、面向人民生命健康,是我们团队始终如一的科研初心。”谈起下一步的打算,夏宁邵说,“创新之路有许多种选择方向,我们选择的每个项目都会是持久战。支撑我们的精神信仰,是为人民群众谋求健康福祉的理想,以及对病毒免疫之路的不竭探索!”


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标签:HPV;疫苗责任编辑:江小来
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上万名志愿者、医务人员、研究者参与,上万次实验、失败再尝试……就这样,HPV疫苗从立项研制到最终上市,走过了18个春秋。