長沙晚報掌上長沙3月16日訊 據文匯報：目前，全球諸多科研單位正在為 COVID-19 病毒積極尋找一種有效的疫苗，一旦研製成功，那下一個挑戰或將是在世界各地製造和分銷它。
來自得州大學奧斯汀分校藥劑學教授瑪麗亞·克羅伊爾（Maria Croyle）的研究團隊開發出了一種新技術，可以將活病毒和生物藥物穩定在一種無需冷藏、可以口服的快速溶解薄膜中，不僅能提供與注射一樣有效的劑量，而且有效期可達 3 年之久。
這項研究曾針對埃博拉疫苗進行試驗，三年前製作的含有病毒的薄膜被保存在實驗室的密封容器中。研究人員給它們進行“補水”，並對它們進行測試，以確定疫苗是否仍然能夠誘導免疫反應。令人驚訝的是，薄膜中超過 95% 的病毒仍然活躍，對於一種不需冷藏的疫苗來說，達到這種保質期是驚人的。
幾乎所有儲存的疫苗都會隨著時間的推移失去效力，而貯存溫度是很大的影響因素之一，保持疫苗持續冷藏是困難和花成本的，尤其是在一些發展中或落後的國家、地區，這些條件可能不具備。
這項新技術論文近日發表在 Science Advances ( Science 子刊）雜誌上，未來可能大幅改善全球獲得疫苗和其他生物藥物的機會，改變疫苗藥品在全球的現有流通方式。
據瞭解，該研究團隊從 2007 年開始研究這項技術，當時美國國立衛生研究院（NIH）提出需求要開發一種無針、穩定的疫苗運送方法。
而利用薄膜封存疫苗的靈感，則來自於一部講述昆蟲和其他生物 DNA 如何在琥珀中保存數百萬年的紀錄片。不過這只是一個簡單的設想，從來沒有試驗成功過，在疫苗儲存過程中要麼會破壞形成膜或結晶的有機物，要麼將病毒或想要保存的細菌滅活。但最後，研究人員終於發現了一種可以將病毒和細菌懸浮在可剝離薄膜中的配方。
這項新的薄膜技術，可以在長時間不冷藏的情況下保存活病毒、細菌、抗體和酶。研究結果證明，通過 16 次凍融循環仍可以回收活病毒，而且通過舌下和口腔途徑對小白鼠施用活流感病毒可誘導抗體介導的免疫反應，其效果與肌肉注射的效果相同甚至更好。
在最初的試驗中，研究人員們篩選了 400 多種製劑，以確定其增強基於腺病毒的埃博拉疫苗的免疫應答能力，然後評估能提供良好體內數據的製劑，以及在薄膜基質中穩定重組腺病毒的能力，進一步的研究表明，有一種製劑可在室溫下使腺病毒穩定保存 3 年，該薄膜技術還能夠在室溫下保存活菌 8 個月，並且在重組後的存活率損失最小。在室溫下，嵌入該薄膜中的一級抗體和抗體酶結合物的性能優於在相同條件下存儲在製造商液體配方中的相同產品的性能。
如上圖所示，圖 C 展示了重組腺病毒在固體膜基質中 36 個月的穩定性情況，複製膜保存在 20°C 下，用無菌水重組，用標準限制稀釋試驗評估感染滴度；圖 D 為含活菌膜在 20℃下的 6 個月穩定性曲線；圖 E 展示了一級抗體在薄膜中穩定並在 20°C 室溫下保存 30 天的結合親和力優於製造商產品在相同條件下作為液體保存的結合親和力；圖 F 展示了在 20℃的薄膜中保存後，恢復驢抗鼠 IgG 抗體 AP192P、辣根過氧化物酶（HRP）結合物（Millipore）的結合親和力。
此外，為了確定在新型薄膜中恢復和保留病毒感染性的關鍵因素，研究人員根據分項因子設計評估了 30 多種緩衝液和賦形劑的組合，初步研究了溶劑、鹼濃度、粘合劑和表面活性劑的存在以及最終配方的 pH 值對感染性病毒的恢復影響。
具體而言，確定穩定性的關鍵配方成分包括溶劑，賦形劑選擇和 pH。在沒有緩衝劑的情況下，用最低量的鹼性賦形劑生產的薄膜不能恢復感染性病毒，使用磷酸鹽緩衝鹽（PBS）製備含有最低濃度鹼基的薄膜可顯著提高感染性病毒顆粒（ivp）的回收率（73%），用低和中等鹼濃度的 tris 緩衝液製備的製劑顯示活病毒的回收率大於 95%。乾燥後能夠恢復 90％以上原始病毒滴度的薄膜製劑的最終 pH 值在 6.5 至 7.4 範圍內。
另外，表面活性劑對病毒從薄膜中釋放的速率起作用。單獨用基本賦形劑製備的薄膜在置於 37°C 的 PBS 中並緩慢攪動後，以每分鐘 6.3×10^6 ivp / ml 的速度釋放病毒，添加山梨糖醇可使該速率增加了兩倍，當製劑中同時還包含表面活性劑時，速率可增加 10 倍，達到每分鐘 6.0×10^7 ivp / ml。
試驗結果顯示，僅使用基本賦形劑（配方 25）製備的薄膜在 5 分鐘內釋放了 90％的劑量，2 小時後僅釋放了總劑量的 97％。加入山梨糖醇（配方 27）導致 5 分鐘後釋放 88％的劑量，但 2 小時後僅略微改善釋放至全劑量的 98％。添加含有表面活性劑和山梨糖醇的薄膜（配方 28）可在 5 分鐘內把全部感染病毒釋放出來。
關於膜的機械性能，團隊在篩選過程中也評估了每種薄膜配方的效果，因為薄膜的延展性不僅決定了生產的可行性，還決定了其易於操作和操縱的程度，經過評估，山梨糖醇被選為最理想的粘合劑。
研究人員也對薄膜的疫苗效力進行了體內評估。將包含穩定的 H1N1 流感病毒薄膜基質施用於 BALB/c 小鼠的 BU 和 SL 粘膜，薄膜放入口腔後 30 到 60 秒內溶解。同時，通過肌肉注射途徑分別給予同等劑量的病毒給小鼠進行對比試驗，免疫後 28 天收集的血清分析表明，所有治療組的抗流感免疫球蛋白 G（IgG）抗體水平與具有確定的保護性中和抗體滴度的對照抗體之間均無顯著差異。
與通過肌肉注射的動物相比，通過 BU 黏膜途徑免疫的動物具有更高的中和抗體水平，且薄膜製劑具有良好的耐受性，並且在給藥和溶解膜後對 BU 或 SL 粘膜無可見刺激，證明了口服免疫策略的可行性。
這種新型的薄膜技術可以用更小的空間容納單劑量的疫苗，團隊粗略計算，把 35 萬劑卡介苗加入到這樣的薄膜產品中時，大概就是 600 張 8.5×11 英寸的床單，重量僅約 3 公斤，而如果用目前的存儲和包裝（小瓶和安瓿稀釋液等）來分裝相同劑量的疫苗數量，則需要一個美式足球場（5749 平方米）的空間來儲存，且重量高達 2730 公斤。
舉個最典型的例子，2004 年菲律賓消除麻疹計劃在一個月內為 1800 萬兒童進行了免疫接種，共生產了 1950 萬個注射器，接種計劃完成後則意味著留下 143 噸尖銳廢物和將近 80 噸醫療垃圾（空瓶、注射器包裝紙、瓶蓋、棉籤和包裝等），目前市場上的大多數流感疫苗都是通過注射給藥的，基於薄膜基質穩定的疫苗可以通過無針方式自行口服避免醫療垃圾的產生。
此外，據約翰·霍普金斯大學彭博公共衛生學院的一項調研顯示，在 2011-2020 年的 10 年內，在 94 個國家/地區實施的 18 種疫苗接種計劃總共花費了約 640 億美元，其中一半以上的成本來自於服務交付，金額達 340 億美元，另外還有 40 億美元的供應鏈成本，而新的薄膜技術有望大幅降低當下疫苗和其他生物藥品的存儲、分發、管理等相關成本。
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