首支國産HPV疫苗的攻堅之路:每個環節都經歷無數次試錯
首支國産HPV疫苗的攻堅之路
◎本報記者 符曉波
【創新故事】
深夜的校園萬籟俱寂,廈門大學橢圓樓內卻燈火通明——這是國家傳染病診斷試劑與疫苗工程技術研究中心普通的一天。每週工作6天、每天工作超過12小時,是夏寧邵教授和團隊成員的工作常態。他們爭分奪秒地工作,一項重要任務就是和HPV(人乳頭瘤病毒)賽跑。
談及HPV,相信許多人並不陌生。宮頸癌威脅女性健康,持續的HPV感染是這一疾病的核心誘因。很長一段時間,儘管HPV疫苗已經問世,但受制于進口疫苗的壟斷價格和有限的供應量,國內普及率一直很低。
2019年,由夏寧邵團隊聯合萬泰生物研製的首支國産HPV疫苗(俗稱宮頸癌疫苗)馨可寧上市,打破了進口疫苗長期壟斷的局面,使中國成為繼美國和英國之後,世界上第3個實現宮頸癌疫苗獨立供應的國家。更為難得的是,接種國産HPV疫苗3針總費用僅為進口疫苗價格的一半多。
鎖定大腸桿菌生産人用疫苗
這場歷時18年的疫苗攻堅戰,步步艱辛。
此前,世界主流基因工程疫苗採用酵母細胞、昆蟲細胞或哺乳動物細胞等真核細胞作為製備疫苗的表達系統,因為它們與人體細胞結構接近,在技術上便於對感染人類病原體進行基因表達和蛋白修飾。
但這一方法技術壁壘高,核心技術被國外壟斷。該怎樣獨闢蹊徑、突出重圍?
無數次嘗試,無數次失敗。夏寧邵團隊通過大量反覆實驗,終於尋覓到成功的一線之機,他們將目光瞄向了一種人們耳熟能詳的細菌——大腸桿菌。
“與仿製藥不同,我們開闢了一條全新的技術線路。它不僅繞過國際制藥巨頭的專利壁壘,還為全世界疫苗研究和生産貢獻出一種質優價廉的選擇。”談到馨可寧的創新之處,疫苗研製團隊主要成員、廈門大學國家傳染病診斷試劑與疫苗工程技術研究中心副主任張軍自豪地告訴科技日報記者。
團隊在疫苗方面取得突破的關鍵是將大腸桿菌作為人用疫苗生産的工程細胞,在全球首創出原核表達類病毒顆粒疫苗技術體系。張軍介紹,大腸桿菌作為表達系統具備獨特優勢,製備簡單、成本低廉,雖然研發階段門檻很高,但是一旦實現技術突破,易於大規模複製生産,能大大提高疫苗的可及性。
疫苗研製初期,學術界、工業界不少人用懷疑的眼光看待夏寧邵團隊從事的研究,特別是得知他們要用大腸桿菌表達複雜的HPV蛋白,認為“幾乎不可能”。
“創新一定是走前人沒有走過的路。當然,我們的堅持也不是盲目的,一系列符合預期的前期實驗數據,增強了我們沿著這條線路走下去的決心。”張軍説。
每個環節都經歷無數次試錯
大腸桿菌究竟能不能用於生産人用疫苗?這是讓團隊備受質疑的根本性問題。
重組蛋白表達是基因工程疫苗生産工藝中關鍵的一環。研究人員要將帶有一段病原體的基因片段轉入合適的細胞中,使之表達蛋白抗原,純化後制得疫苗。
大腸桿菌是原核生物,後期基因修飾和蛋白純化復性的難度很高。
HPV型別有上百種,蛋白結構複雜。通過大腸桿菌表達後的抗原需要組裝成類似于天然病毒的類病毒顆粒,才能發揮疫苗的作用。製備該抗原的關鍵是要對候選抗原蛋白的多個半胱氨酸殘基精準配對,並形成正確的二硫鍵以及構象正確的五聚體。團隊整整摸索了15年,才突破從候選抗原蛋白到類病毒顆粒的全鏈條關鍵技術。
團隊成員李少偉回憶,在疫苗攻堅階段,他們花了幾個月時間,從廈門一家醫院的宮頸病變患者身上克隆到用於疫苗研發的HPV L1基因,隨後在大腸桿菌中表達獲得了HPV類病毒顆粒,取得重大進展。但在疫苗工藝開發過程中,遇到其中一“價”的生産工藝難題。參與研究的學生卡在關鍵點上,“崩潰落淚”,而後又“默默收起情緒”,繼續實驗。
“在最初幾年,我們團隊很少有重磅的論文發出,但大家都不計個人得失,心甘情願地付出。”張軍介紹,基於嚴謹的實驗數據和科學論證,團隊遮罩“雜音”,靜心鑽研,堅持利用大腸桿菌原核細胞系統作為研究對象。
“疫苗研製階段,每個環節都經歷了無數次試錯,大家沮喪、失落,再重整旗鼓。創新沒有神話,唯有拿出堅實的科學數據,真正解決技術問題,才能贏得同行的認可。”張軍説。
首支走出國門的HPV疫苗
橢圓樓者,“進取”之謂也,“創新”之謂也。
上萬名志願者、醫務人員、研究者參與,上萬次實驗、失敗再嘗試……就這樣,HPV疫苗從立項研製到最終上市,走過了18個春秋。
如今,馨可寧不僅實現了國內量産,還獲得世界衛生組織PQ認證和摩洛哥、尼泊爾的上市許可,成為首支走出國門的HPV疫苗。基於這套自主創新的技術線路,中國有望在未來研製更多更為複雜的疫苗。
夏寧邵帶領團隊不斷突破重重技術挑戰。回首走過的路,每一支疫苗的研發過程都跨越10年以上,但團隊的腳步從未停歇。
“進口疫苗價格昂貴,質優價廉的國産HPV疫苗是我國重大的民生需求。”夏寧邵表示,“也許有人認為我們總能把握住前沿方向,但我們現有的成果依靠的不是天賦,而是耐心與毅力。”
眼下,第二代九價宮頸癌疫苗正開展Ⅲ期臨床試驗,第三代宮頸癌疫苗(二十價)已實現技術突破……
黨的二十大報告提出,堅持面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,加快實現高水準科技自立自強。“面向國家重大需求、面向人民生命健康,是我們團隊始終如一的科研初心。”談起下一步的打算,夏寧邵説,“創新之路有許多種選擇方向,我們選擇的每個項目都會是持久戰。支撐我們的精神信仰,是為人民群眾謀求健康福祉的理想,以及對病毒免疫之路的不竭探索!”