基因工程疫苗概況

基因工程疫苗概況

疫苗產(chǎn)品可以分為傳統(tǒng)的全病毒疫苗和新型基因工程疫苗兩大類,二者在產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)上有較大區(qū)別.

全病毒疫苗是應(yīng)用傳統(tǒng)方法制成的疫苗產(chǎn)品,主要包括滅活疫苗和減毒活疫苗.依據(jù)滅活疫苗和減毒疫苗的工藝流程,總結(jié)出全病毒疫苗從研發(fā)到生產(chǎn)所需要的6大平臺(tái),分別是：病原診斷與菌毒種平臺(tái)、細(xì)胞和發(fā)酵技術(shù)平臺(tái)、純化濃縮平臺(tái)、后加工工藝平臺(tái)（佐劑、保護(hù)劑）、高效檢測平臺(tái)、多聯(lián)多價(jià)平臺(tái).

基因工程苗是采用重組DNA技術(shù)克隆并表達(dá)保護(hù)性抗原基因,利用表達(dá)的抗原產(chǎn)物或重組體本身制成的疫苗.主要包括基因工程亞單位疫苗、基因工程載體疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗、基因重配疫苗和合成肽疫苗.依據(jù)基因工程疫苗的工藝流程,總結(jié)出全病毒疫苗從研發(fā)到生產(chǎn)所需要的9大平臺(tái),分別是：病原診斷與菌毒種平臺(tái)、基因工程構(gòu)建平臺(tái)、蛋白質(zhì)化學(xué)技術(shù)平臺(tái)、分子生物學(xué)技術(shù)平臺(tái)、細(xì)胞和發(fā)酵技術(shù)平臺(tái)、純化濃縮平臺(tái)、后加工工藝平臺(tái)（佐劑保護(hù)劑）、高效檢測平臺(tái)、多聯(lián)多價(jià)平臺(tái).

隨著現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展,盡管目前基因工程疫苗研究還未獲得全面突破性進(jìn)展,但由于傳統(tǒng)疫苗的缺陷和基因工程疫苗的潛在優(yōu)勢,基因工程疫苗逐漸成為疫苗研究的熱點(diǎn).

一、基因工程疫苗的概況

基因工程疫苗的優(yōu)點(diǎn)

(1)把保護(hù)性抗原基因插入載體的能力,修飾的載體能表達(dá)來自病原微生物的保護(hù)性抗原基因,細(xì)菌和病毒載體,都能產(chǎn)生兼有活疫苗和滅活苗優(yōu)點(diǎn)的疫苗,這種類型的疫苗具有亞單位苗的安全性又具有活疫苗的效力；

(2)它們易于大規(guī)模使用(噴霧或氣霧)；

(3)生產(chǎn)費(fèi)用相對(duì)較低,目前世界上幾個(gè)研究組織正在生產(chǎn)特定的禽用疫苗載體.

另外,還有一些病毒需要分子生物學(xué)技術(shù)開發(fā)新型疫苗,它們包括：

(1)有不能或難以用常規(guī)法培養(yǎng)的病毒,如新城疫弱毒株在雞胚成纖維細(xì)胞上生長不良；

(2)常規(guī)疫苗效果差或反應(yīng)大,如傳染性喉氣管炎疫苗；

(3)有潛在致癌性或免疫病理作用的病,如白血病、法氏囊病、馬立克氏病;

基因工程疫苗的制備方法

第一步是分離目的基因,獲得目的DNA片段的方法主要有兩種,一是直接從細(xì)胞基因組中分離,二是人工合成.

第二步是將DNA片段和載體在體外連接重組,成為重組DNA分子,多采用連接酶的方法連接.

第三步是基因克隆,即將重組體DNA分子,引進(jìn)合適的宿主細(xì)胞(大腸桿菌、酵母)中增殖.根據(jù)所用載體的不同,可選用轉(zhuǎn)化(以質(zhì)粒作載體時(shí),重組體DNA分子以此種方式進(jìn)入感受態(tài)的宿主細(xì)胞,以獲得轉(zhuǎn)化子菌落)、轉(zhuǎn)染(λ噬菌體作載體時(shí),構(gòu)成的重組體DNA分子,以此種方式進(jìn)入宿主細(xì)胞,可轉(zhuǎn)染得到噬菌斑)、轉(zhuǎn)導(dǎo)(λ噬菌體DNA與外源DNA組成的重組體DNA分子,與噬菌體蛋白組裝成具有感染力的噬菌體顆粒,即人工包裝的噬菌體顆粒,引入宿主細(xì)胞)的方法,往宿主細(xì)胞引入重組體DNA分子.

第四步是目的基因克隆的篩選與鑒定,即從大量攜帶重組體DNA分子的細(xì)胞中分離出帶目的基因的細(xì)胞.因?yàn)椴皇撬械募?xì)胞都能獲得重組體DNA分子,為了獲得攝取了重組體DNA分子細(xì)胞,需經(jīng)篩選,才能將其與未攝取重組體DNA分子的細(xì)胞區(qū)別開來,并作進(jìn)一步鑒定.篩選含有重組體DNA分子細(xì)胞的方法,一般都是以載體DNA及目的基因的遺傳標(biāo)記及分子特征為依據(jù),并結(jié)合受體細(xì)胞的基因表型而建立起來的.由于許多質(zhì)粒都具有抗生素等藥物的抗性標(biāo)記,因此,在含有一定濃度抗生素的選擇培養(yǎng)基上,可以很容易地把攝取了重組體DNA分子,因同時(shí)也獲得了抗生素抗性的細(xì)胞辨認(rèn)出來.但藥物篩選只是一個(gè)方面,依據(jù)它只能判斷質(zhì)粒載體是否進(jìn)入了受體細(xì)胞,還不能確定受體細(xì)胞是否攝取了含有目的基因的重組體DNA分子.

第五步是基因表達(dá),這是指宿主細(xì)胞在大量繁殖過程中外源DNA在宿主細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄和翻譯,表達(dá)生成的產(chǎn)物(蛋白質(zhì)),最好在細(xì)胞內(nèi)不被分解,而分泌到細(xì)胞外面.表達(dá)產(chǎn)物若為較小的多肽,或是對(duì)細(xì)菌蛋白酶極為敏感的蛋白質(zhì),形成后,通常即被迅速降解.為了保證外源基因表達(dá)產(chǎn)物能分泌到細(xì)胞外而不被降解,通?？梢园淹庠椿虿迦朐谳d體的某些結(jié)構(gòu)基因中間,在這種情況下,表達(dá)產(chǎn)物是融合蛋白質(zhì),融合蛋白質(zhì)可以抵抗內(nèi)源蛋白酶的降解,又可以在細(xì)胞信號(hào)肽的引導(dǎo)下分泌到細(xì)胞外.

基因工程疫苗開發(fā)技術(shù)工藝

基因工程的主要應(yīng)用范圍應(yīng)該是：

第一,基因篩查.這個(gè)對(duì)診斷和預(yù)防遺傳疾病最為有效.在未來有可能通過基因篩查來確診嚴(yán)重的先天性遺傳病人,從而,阻止他們繁育后代.這樣堅(jiān)持下去,人類的先天性遺傳病可能消失.

第二,基因優(yōu)配.通過基因圖譜,男女之間選擇互補(bǔ)的優(yōu)良基因結(jié)婚成家使自己的后代具有雜種優(yōu)勢來達(dá)到抗病防病的目的（我的工作就是以這個(gè)為主要目標(biāo),為農(nóng)場主提供抗病的作物）.

再者,基因改造.通過對(duì)人體特殊的某些感病基因進(jìn)行針對(duì)性的編輯,修飾或者敲除,使其失去感病的本能,從而使人體免遭病原菌的侵染.

以上這些基因工程都可以用在預(yù)防上的舉措,可以大大地降低人體發(fā)病的概率.鑒于這樣的優(yōu)勢,基因工程一定會(huì)受到大眾的青睞,也一定會(huì)給社會(huì)帶來實(shí)際的健康實(shí)惠.所以,基因工程一定會(huì)是未來醫(yī)學(xué)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢.

二、動(dòng)保企業(yè)的靜態(tài)核心平臺(tái)能力評(píng)估

動(dòng)保企業(yè)的核心平臺(tái)能力可以從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩個(gè)維度來進(jìn)行評(píng)估,靜態(tài)維度是指站在同一起跑線上,哪家企業(yè)平臺(tái)優(yōu)勢明顯；動(dòng)態(tài)維度是指拉長周期來看,引領(lǐng)時(shí)代平臺(tái)技術(shù)工藝革命性變革的企業(yè)具備先發(fā)優(yōu)勢.

通過構(gòu)建綜合打分體系來對(duì)動(dòng)保企業(yè)的靜態(tài)核心平臺(tái)能力進(jìn)行評(píng)估.通過評(píng)估動(dòng)物疫苗企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室等級(jí),專利數(shù)量（全病毒疫苗和基因工程疫苗）,新獸藥研發(fā)注冊(cè)和研發(fā)投入情況,構(gòu)建了企業(yè)平臺(tái)能力的綜合打分系統(tǒng),打分規(guī)則為各維度企業(yè)按照表現(xiàn)排序,由高到底分別給予5分到1分的分?jǐn)?shù).然后根據(jù)重要程度分別給予權(quán)重,得出企業(yè)平臺(tái)能力的綜合分?jǐn)?shù),綜合評(píng)估情況如下：

實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)（30%）：相比海外動(dòng)保龍頭企業(yè),中國企業(yè)的自主研發(fā)能力還有很大的差距,重大疫病新藥研發(fā)還集中在國家獸醫(yī)藥科研院所以及大學(xué)下屬科研機(jī)構(gòu).然而對(duì)標(biāo)海外動(dòng)保龍頭的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀,企業(yè)未來一定是要將核心的技術(shù)與研發(fā)掌握在自己手中.實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)是企業(yè)未來能夠?qū)崿F(xiàn)自主研發(fā)的重要硬件基礎(chǔ),因此給予了30%的綜合打分權(quán)重.

根據(jù)獸藥生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范要求,高致病性禽流感疫苗以及口蹄疫疫苗生產(chǎn)企業(yè)需要在2020年11月30日之前,生產(chǎn)和檢疫環(huán)節(jié)滿足生物安全三級(jí)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),但目前除生物股份外其他公司P3改造還未完成.并且管理規(guī)范的改造要求同生物股份申請(qǐng)的CNAS生物安全實(shí)驗(yàn)室不同,改造后僅能從事相關(guān)疫苗的生產(chǎn)和檢驗(yàn),動(dòng)毒還需要另外申請(qǐng),因此這里特別用“O”來表示.生物股份在實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)方面優(yōu)勢明顯,實(shí)驗(yàn)室目前已經(jīng)通過驗(yàn)收,公司在很長一段時(shí)間內(nèi)將是動(dòng)保企業(yè)中唯一具備國家高級(jí)別生物安全P3實(shí)驗(yàn)室的企業(yè).

平臺(tái)專利數(shù)（全病毒疫苗20%+基因工程疫苗20%）：統(tǒng)計(jì)了近三年各企業(yè)取得的各平臺(tái)相關(guān)專利數(shù),專利是企業(yè)重要的無形資產(chǎn),專業(yè)數(shù)能夠在一定程度上反映企業(yè)過去的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和儲(chǔ)備的產(chǎn)品技術(shù)實(shí)力.并且通過不同技術(shù)工藝平臺(tái)同業(yè)相對(duì)位置的不同,反映出企業(yè)獨(dú)特的技術(shù)工藝優(yōu)勢.

專利數(shù)打分-全病毒疫苗

專利數(shù)打分-基因工程疫苗

專利數(shù)打分-基因工程疫苗（綜合分?jǐn)?shù)）

新獸藥注冊(cè)批文與在研項(xiàng)目（20%）：新獸藥注冊(cè)書是新獸藥在國內(nèi)的上市許可,新獸藥批文則是企業(yè)的生產(chǎn)許可,通過統(tǒng)計(jì)近三年新獸藥注冊(cè)批文與在研項(xiàng)目,可以看到各企業(yè)研發(fā)落地和后續(xù)產(chǎn)品的儲(chǔ)備情況.給予此項(xiàng)指標(biāo)20%的綜合打分權(quán)重.普萊柯新獸藥與在研合計(jì)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先,瑞普生物、生物股份和中牧股份位于第二梯隊(duì).

新獲獸藥注冊(cè)批文與在研項(xiàng)目綜合打分

研發(fā)投入（10%）：疫苗行業(yè)同醫(yī)藥行業(yè)的其他板塊一樣,都屬于高投入行業(yè),而研發(fā)投入又可分為研發(fā)資金投入和研發(fā)人員投入,研發(fā)投入是公司產(chǎn)品推陳出新的重要保證.然而研發(fā)投入到最終產(chǎn)品落地,中間環(huán)節(jié)較多,因此給予10%權(quán)重.綜合2016-2018年研發(fā)總支出（包含費(fèi)用化支出和資本化支出）和2018年研發(fā)人員占比情況,海利生物和普萊柯研發(fā)投入方面較為領(lǐng)先.

研發(fā)研發(fā)支出占比情況

研發(fā)投入綜合打分

通過幾個(gè)維度的綜合打分,并依據(jù)重要性分別賦予權(quán)重,得出的動(dòng)保企業(yè)靜態(tài)平臺(tái)綜合打分排序結(jié)果是普萊柯和生物股份靜態(tài)平臺(tái)能力領(lǐng)先,中牧股份和瑞普生物位于第二梯隊(duì).

綜合平臺(tái)能力評(píng)估

于核心技術(shù)基礎(chǔ)上的產(chǎn)品質(zhì)量之爭,能夠搶占先機(jī),率先把握住革命性變革,提升疫苗產(chǎn)品效力、安全性和生產(chǎn)效率的企業(yè),才能成為時(shí)代的引領(lǐng)者.

2009-2019的十年是由轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)到懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞和發(fā)酵技術(shù)平臺(tái)革新所推動(dòng)的.懸浮培養(yǎng)技術(shù)在20世紀(jì)60年代已經(jīng)開始在國外口蹄疫疫苗生產(chǎn)中使用,在20世紀(jì)80年代低血清無血清培養(yǎng)基已經(jīng)逐步商業(yè)化.直到2009年,生物股份上線國內(nèi)首條懸浮培養(yǎng)口蹄疫疫苗生產(chǎn)線,標(biāo)志著國內(nèi)運(yùn)用生物反應(yīng)器培養(yǎng)細(xì)胞大規(guī)模生產(chǎn)獸用疫苗時(shí)代的開始,而生物股份憑借引領(lǐng)時(shí)代的平臺(tái)優(yōu)勢,一舉成長為國內(nèi)獸用疫苗的行業(yè)龍頭.

未來十年引領(lǐng)動(dòng)物疫苗行業(yè)的平臺(tái)革新是是智能制造.如果懸浮培養(yǎng)是對(duì)世界先進(jìn)技術(shù)的追隨,那智能制造是更為領(lǐng)先和劃時(shí)代的工藝技術(shù)革新.智能制造包括使用機(jī)器人制造的智能生產(chǎn)線,高等級(jí)生物安全級(jí)別的智能車間以及采用數(shù)字化智能控制中心的智能控制系統(tǒng).生物股份已經(jīng)率先投資興建金宇國際生物科技產(chǎn)業(yè)園,建成后將是全球規(guī)模最大的動(dòng)物疫苗智能化制造生產(chǎn)基地.