冷冻干燥技术在疫苗研发中的应用进展
刘容麟 王宁 李岩异
张卫婷 罗楚 牛维兵
DOI：10.19586/j.2095-2341.2023.0111
摘 要 随着生物技术的飞速发展，疫苗在预防和控制传染病方面的作用越发显著，广泛的疫苗接种对全球健康至关重要。然而，在中等及低收入国家，要提高疫苗接种覆盖率还存在重大挑战。由于液体疫苗存在易分解、热稳定性差、冷链配送成本高昂等不足，限制了疫苗在这些地区的分发和接种，使一些传染性疾病在偏远地区得不到有效控制。为了保证疫苗的稳定性和有效性，冷冻干燥（freeze-drying，FD）技术成为疫苗制备和保藏的关键技术之一。从冷冻干燥技术的原理、影响因素、FD技术在不同类型疫苗中的研究以及未来发展趋势等方面进行了全面、系统的综述，以期为疫苗研究和疫苗产业化的进一步发展提供有益的信息和思路。疫苗在传染病的预防和控制中发挥着重要作用。然而，疫苗的稳定性给疫苗的使用带来极大的挑战，在疫苗的储存和运输过程中，温度、湿度、机械应力等多种因素都可能导致疫苗效力的下降或失活。注射是疫苗接种常用的方法，因而疫苗通常制备成水溶液形式。然而，液体疫苗存在易水解、稳定性差、保存期短且需要冷藏等劣势。固态疫苗在一定程度上抑制了疫苗的不稳定性，既保留了原有的生物活性，又具有良好的再水化能力，便于储存和运输。传统的干燥方法，在干燥过程中易造成疫苗活性的降低，因此在20世纪50年代，科学家们开始采用冷冻干燥（freeze-drying，FD）技术。FD技术可以有效克服疫苗中抗原成分的热力学不稳定性，为疫苗制剂提供了一种有效的制备方法，以保证制剂制备和储存中物理化学性质的稳定，是目前常用的生物制品干燥方法。FD技术通过溶剂冻结和干燥两个过程实现物质的干燥，冷冻干燥后的疫苗能在常温下有效保存，有利于疫苗的储存和运输。目前，FD技术已在多种生物制品（包括疫苗）研发中得到广泛应用。本文旨在对FD技术在疫苗制备中的原理、影响因素、疫苗制备的研究进展进行综述，以期为FD技术在推动疫苗研发、改进疫苗储存和使用条件，及未来疫苗的接种和疾病预防方面提供更可靠的支持和保障。传统液体疫苗需要在低温条件下储存和运输，并具有短暂的保持时间，而冷冻干燥技术可以将疫苗冻干成干燥粉末，极大地延长了疫苗的稳定性和保质期。冻干疫苗可以在常温下储存和运输，并且更容易配送到偏远地区。此外，冷冻干燥的疫苗也更容易用于应急情况，方便大规模的疫苗接种。冷冻干燥技术具有适应突发疫情和全球疫苗需求的潜力。例如，在面对传染病突发情况下，冻干疫苗可以稳定的供应到各个地区，满足全球范围内对疫苗的需求，特别是在资源有限的地区或偏远地区，通过冻干疫苗的配送和储存，能够更好地满足人类疫苗需求，对于控制疫情起到至关重要的作用。引用本文： 刘容麟,王宁,李岩异等.冷冻干燥技术在疫苗研发中的应用进展[J].生物技术进展,2024,14(01):72-84. (LIU Ronglin,WANG Ning,LI Yanyi,et al.The Application Progress of Freeze-drying Technology in Vaccine Research and Devolopment[J].Current Biotechnology,2024,14(01):72-84.)
