基于多策略LC-MS联用技术的重组带状疱疹疫苗糖蛋白E全面表征研究

【编辑推荐】为解决重组带状疱疹疫苗抗原RgE因结构复杂性和异质性导致的全面表征难题，研究人员开发了整合多酶平行消化、多维分离（nano-flow LC/high-flow LC/native分离）和高分辨质谱（HR-MS）的创新LC-MS工作流程。该研究成功鉴定21个O-糖基化/磷酸化位点、2个N-糖基化位点（N207/N406）及5对二硫键，并检出50种宿主细胞蛋白（HCPs），为复杂重组疫苗的质量控制提供了标准化分析方案。

　　

带状疱疹（Herpes zoster, HZ）是由水痘-带状疱疹病毒（Varicella-zoster virus, VZV）再激活引起的疼痛性皮肤病，其并发症如带状疱疹后神经痛（PHN）可导致患者长期生活质量下降。尽管重组HZ疫苗Shingrix^?（含重组糖蛋白E抗原RgE）展现出超过90%的保护效力，但RgE极端的结构复杂性——包括糖基化、磷酸化等翻译后修饰（PTMs）及宿主细胞蛋白（HCPs）残留——给疫苗质量控制带来巨大挑战。传统单一分析技术难以全面解析这些关键质量属性（CQAs），亟需开发创新分析方法。

中国食品药品检定研究院的研究团队在《Journal of Chromatography B》发表研究，通过整合多维液相色谱与高分辨质谱技术，建立了RgE的系统表征方案。研究采用临床级RgE样本，结合UHPLC-MS、nano LC-MS/MS等技术平台，通过电子转移/高能碰撞解离复合碎裂（EThcD）和天然/变性条件对比分析，实现了RgE的全方位解析。

分子量测定与序列验证
在天然和变性条件下通过UHPLC-MS测得RgE分子量均与理论值吻合，证实其序列完整性。肽图分析进一步验证了氨基酸序列的准确性。

翻译后修饰解析
• 糖基化：EThcD技术鉴定出N207和N406两个N-糖基化位点，其中N207主要携带A2S2F型N-糖链；同时发现21个O-糖基化位点，突破传统O-糖分析瓶颈。
• 磷酸化：同步检出21个磷酸化位点，揭示RgE潜在的免疫调控功能。
• 二硫键：通过非还原肽段分析确认5对关键二硫键（Cys195-Cys205等），其正确配对对维持抗原构象至关重要。

工艺相关杂质检测
优化后的nano LC-MS/MS方法检出50种HCPs，包括高风险蛋白簇集素（clusterin）和过氧化物还原酶-1（peroxiredoxin-1），灵敏度较常规方法提升10倍。

方法应用验证
将该工作流程应用于不同生产工艺的HZ疫苗比较，成功识别批次间关键质量差异，证实其作为通用质控工具的可靠性。

这项研究的意义在于：首次建立覆盖RgE所有CQAs的一体化分析方案，其多技术联用策略可推广至其他复杂重组疫苗（如HIV或流感疫苗）的开发。特别是EThcD技术对O-糖基化的高效解析，为糖蛋白表征树立了新标准。研究结果不仅为疫苗生产工艺优化提供数据支撑，更为生物制品监管科学提供了关键技术工具。正如通讯作者Xi Luo强调的："这种模块化工作流程的设计理念，将加速下一代疫苗的研发进程。"