《Vaccines》：Case Study on Formulating a Multidose Lyophilized Measles-Rubella (MR) Vaccine Candidate for Local Manufacturing in Africa: Lab-Scale Results and Lessons Learned for Future Technology Transfer
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背景/目标：麻疹-风疹（MR）疫苗的本地生产是改善非洲疫苗可及性的多方面方法的一部分，然而，大规模生产病毒原液和冻干药品仍面临工艺开发和技术转移挑战。本案例研究描述了利用一种新的原液生产工艺在MRC-5细胞中生产的浓缩麻疹病毒（MeV）和风疹病毒（RuV）原液
背景/目标：麻疹-风疹（MR）疫苗的本地生产是改善非洲疫苗可及性的多方面方法的一部分，然而，大规模生产病毒原液和冻干药品仍面临工艺开发和技术转移挑战。本案例研究描述了利用一种新的原液生产工艺在MRC-5细胞中生产的浓缩麻疹病毒（MeV）和风疹病毒（RuV）原液，进行多剂量冻干MR疫苗候选制剂实验室规模处方开发的过程。方法：制剂研究采用了高通量RT-qPCR病毒感染力检测和标准冻干测量。研究以一项专利已过期的、公开可用的单剂量冻干三价MMR疫苗处方组成作为起点，开发多剂量二价冻干MR疫苗候选制剂。为确定优化条件，研究人员评估了多种制剂参数（如人血清白蛋白、病毒原液体积）、药品参数（如西林瓶规格、装填体积）和冻干参数（如冷冻速率、一次/二次干燥循环），以降低成本并评估MR在冻干、储存和复溶期间的稳定性。结果：研究人员对四种最优候选MR制剂变体进行了实时和加速稳定性研究，制剂灌装于为技术转移选择的内包装中，并在实验室规模和中试规模冻干机中冻干。优化的五剂量MR疫苗制剂含5%（v/v）病毒原液和95%（v/v）稳定剂溶液，以2倍浓度灌装并复溶至1倍浓度，显示出良好的稳定性特征和成本降低潜力。研究人员利用2–8 °C下的稳定性特征估算所需的MR放行剂量，以确保在有效期结束时达到要求的效期剂量。结论：本文结合实验室规模开发候选多剂量冻干MR疫苗剂型过程中遇到的分析、处方和冻干挑战，讨论了研究结果以及对未来工作的建议，该剂型旨在用于技术转移和非洲的大规模本地生产。
本案例研究围绕一种面向非洲本地生产的多剂量冻干麻疹-风疹（MR）疫苗候选制剂开展实验室规模处方开发，旨在为未来技术转移和规模化生产降低风险。研究背景方面，麻疹病毒（MeV；副黏病毒科）和风疹病毒（RuV；母衣病毒科）均为经气溶胶和呼吸道飞沫传播的高度传染性病原体。MeV仍是全球儿童死亡的重要原因，RuV则对孕妇构成严重风险，可导致流产、死胎和先天性风疹综合征（CRS）。含MR疫苗被广泛使用且高度有效，但世界卫生组织非洲区域（AFRO）的MR疫苗覆盖率仍为全球最低，2024年全球仅76%儿童接种第二剂含麻疹疫苗，73%儿童接种一剂含风疹疫苗。非洲区域morbidity负担沉重，现有保护水平不足以阻断野生型MeV传播（基本再生数R0≥10）。为促进全球消除麻疹和风疹，特别是在低收入和中等收入国家（LMICs），亟需推动MR疫苗本地生产，但面临基础设施、资金、技术转移和大规模生产病毒原液及冻干药品诸多障碍。
研究人员所在联盟包括塞内加尔达喀尔巴斯德研究所（IPD，项目牵头及未来生产场地）、荷兰Batavia Biosciences（BBS，负责生产MRC-5细胞来源的浓缩MeV和RuV原液并提供GMP工艺转移），以及美国堪萨斯大学疫苗分析与制剂中心（VAFC，负责实验室规模制剂、冻干和稳定性研究）。研究以专利已过期的商业单剂量三价MMR疫苗（M-M-R?II）公开处方为起点，结合BBS提供的浓缩高滴度MeV（Edmonston–Zagreb株，6.6 log TCID50/mL）和RuV（Wistar RA 27/3株，7.1 log TCID50/mL）原液，开发五剂量二价冻干MR候选制剂。研究基于目标产品概况（TPP）设定了制剂开发目标，包括每瓶5剂、4R玻璃西林瓶、复溶后最低效期剂量3.0 log TCID50/剂、2–8 °C储存至多两年、37 °C 7天加速条件满足欧洲药典（EP）热稳定性标准（效价损失不超过1 log），以及疫苗瓶监测器（VVM）类型14等。
研究人员开展了系统性的处方优化、冻干工艺开发和稳定性评估。首先建立并使用了基于RT-qPCR的高通量感染力检测方法（PqPCR），可同时定量MeV和RuV滴度，检测变异性为±0.2和0.3 log TCID50/mL。处方开发以M-M-R?II公开成分为基础进行修改，包括去除或尽量减少某些辅料、使用5%（v/v）浓缩病毒原液/培养基（而非25%）、排除腮腺炎病毒、采用2X浓度灌装并复溶至1X等。研究人员评估了重组人血清白蛋白（rHSA）和病毒原液/培养基体积百分比对冻干性能及病毒稳定性的影响。结果表明，稳定剂溶液中添加rHSA（0.6 mg/mL）对MeV和RuV在冻干及37 °C热应激下的滴度损失无显著影响；将培养基体积从100%降至5%（v/v）可显著改善冻干饼块质量、提高最大冷冻浓缩玻璃化转变温度（Tg′）并降低残留水分。候选制剂Tg′约?52 °C，Tg约45 °C，因此发展了“保守冻干循环”（总时长约8天），在LyoStar 2和LyoStar 4中试冻干机上分别优化参数，成功冻干五剂量2X浓度制剂（1.5 mL灌装于4R西林瓶，复溶至3 mL，最终1X浓度）。在两种冻干机上，制剂冻干后均无滴度损失，37 °C 7天热应激下MeV和RuV损失均<1.0 log。
稳定性研究包括四项变体（F1–F4，差异为5%或20% v/v培养基体积，以及含或不含0.6 mg/mL rHSA）的冻干制剂。结果显示：冻干后滴度损失为零至微小；所有制剂均通过EP热稳定性标准；复溶后2–8 °C放置8 h滴度损失极小；25 °C储存3个月用于估计VVM14指标；2–8 °C实时稳定性研究至8个月，MeV和RuV回归斜率分别为0.01–0.02和0.00–0.04 log损失/月，外推16个月预测损失在可接受范围内。两项额外的实验室规模实时稳定性研究（目标滴度分别为4.3和4.8 log TCID50/mL）进一步证实，rHSA存在与否及培养基体积差异不影响病毒稳定性。基于以上结果，研究人员选择含5%（v/v）病毒原液/培养基、95%（v/v）稳定剂溶液且不含rHSA的F2制剂作为最具成本效益的候选制剂。
讨论部分指出PqPCR作为高通量替代检测方法显著加速了处方开发，但其绝对滴度值与QC用TCID50检测可能存在差异，未来技术转移需用TCID50进行确认。稳定性窗口估算要求MeV和RuV在效期时至少1000 TCID50/剂，放行剂量需考虑冻干损失、检测变异和稳定性斜率下95%置信区间。研究还揭示了病毒原液组成、稳定剂组成与冻干药品稳定性之间的相互关系：浓缩原液允许使用5%（v/v）体积并减少rHSA携带量，从而降低成本且不损害稳定性。冻干挑战方面，低Tg′（?52 °C）导致必须采用低温长循环，多剂量大装填体积进一步延长干燥时间；2X浓度制剂可减少装填体积（1.5 mL）并提高冻干效率。初步优化的技术转移冻干循环已将总时间缩短至约7天和6天，但进一步缩短受限于制剂本身特性，未来需在更大规模冻干机中验证。
研究结论：本研究成功开发了一种稳定、低成本、五剂量冻干二价MR疫苗候选制剂，其特征为使用5%（v/v）病毒原液/培养基、稳定剂溶液中不含rHSA、以2X浓度1.5 mL灌装于4R玻璃西林瓶并经冻干后以3 mL稀释液复溶至1X。该候选制剂在冻干、实时储存（2–8 °C 8个月无显著滴度损失，支持至少16个月有效期）和复溶后（2–8 °C 8 h）均表现出极低滴度损失，满足欧洲药典热稳定性标准，并基于有限25 °C数据估计VVM14分类。未来技术转移应重点在QC用TCID50检测、多批次大规模原液、进一步缩短冻干循环时间以及生产规模冻干机放大方面进行确认。
