基于解聚介导的多模式层析技术纯化毕赤酵母生产的HPV-VLP疫苗

针对HPV-VLP（人乳头瘤病毒样颗粒）传统纯化工艺回收率低（32%）、纯度差（52%）的问题，印度理工学院团队创新性提出基于Capto? MMC多模式阳离子层析的解聚预处理策略，通过将完整VLP解聚为亚基capsomere，实现单步纯化回收率>80%、纯度>70%，动态结合容量提升4倍至18.1 mg/mL，为规模化生产高性价比HPV疫苗提供新方案。

　　

宫颈癌是全球女性第四大常见癌症，而人乳头瘤病毒（HPV）感染是其最主要诱因。尽管HPV病毒样颗粒（VLP）疫苗已被证明能有效预防感染，但现有生产工艺面临严峻挑战：传统纯化流程需要阴离子交换（Capto? Q）和阳离子交换（POROS? HS）两步层析，不仅步骤繁琐，且最终回收率仅32%、纯度52%。更关键的是，完整VLP的庞大体积（20-100 nm）导致层析介质动态结合容量普遍低于3 mg/mL，严重制约生产效率。如何突破这一技术瓶颈，成为疫苗产业化亟待解决的难题。

印度理工学院的研究团队另辟蹊径，从病毒结构生物学特性入手，发现HPV-VLP由72个L1蛋白五聚体（capsomere）自组装形成，而二硫键的还原性断裂可逆解聚特性为工艺优化提供突破口。在发表于《Journal of Virological Methods》的研究中，他们创新性地将Capto? MMC多模式阳离子层析与解聚预处理相结合：先通过二硫苏糖醇（DTT）处理将VLP解构为25 nm的capsomere亚基，再利用多模式树脂的混合作用模式（疏水/离子交换/氢键）在1 M NaCl高盐条件下直接纯化，最终通过透析去除还原剂实现自组装。

关键技术包括：1）比较完整VLP与解聚capsomere在Capto? MMC和传统树脂的结合特性；2）采用RP-HPLC和SEC-MALS（尺寸排阻-多角度光散射）定量分析纯度与组装状态；3）透射电镜（TEM）验证颗粒完整性。

Results and discussion
实验数据揭示革命性突破：解聚亚基的动态结合容量达18.1 mg/mL（2 min停留时间），是完整VLP的4倍。单步纯化即实现72% capsomere回收率与65% VLP回收率，最终产品纯度>70%，远超传统工艺。机制研究表明，亚基尺寸减小消除了树脂孔道空间位阻，而多模式树脂在高盐环境下有效抑制capsomere与宿主核酸的非特异性结合，解决了传统离子交换中常见的复合物堵塞问题。

Conclusion
该研究开创性地将结构生物学特性与层析技术创新融合：1）解聚策略使结合容量突破理论极限；2）多模式层析实现"高盐上样-低盐洗脱"的反常规操作；3）单步纯化简化工艺流程。相较于需要超速离心或亲和标签的传统方法，该技术更易放大生产，使每升培养物的疫苗产量提升2.5倍，为包括HPV-16/18型在内的多价疫苗生产提供通用平台。

重要意义
这项由Anurag S. Rathore团队主导的研究，不仅为HPV疫苗成本降低奠定基础，其"解聚-纯化-重组装"的技术路线更可拓展至诺如病毒、甲肝病毒等其他VLP疫苗生产。特别值得注意的是，研究中采用的Capto? MMC树脂已通过FDA认证，这意味着该工艺可直接转化应用于GMP生产，加速疫苗的可及性。随着国产九价HPV疫苗研发进入关键阶段，这项技术有望成为突破产能瓶颈的"钥匙"。