HPV疫苗揭秘 （下）| 用高仿病毒开发疫苗，免疫原与抗体如何检测

在上周的文章中，小 E 介绍了当前火热的 HPV 疫苗。尤其是九价 HPV 疫苗括龄后，更是一苗难求。点击回顾：HPV疫苗揭秘 | 女生都在约，男生也要抢？

今天小 E 来为大家仔细讲讲 HPV 疫苗的研发之路，揭秘它的背后工艺。

本期文章将由这几个核心问题组成：

● HPV 疫苗为什么不采用灭活或者减毒活疫苗开发策略？

● 神奇的 VLP 疫苗

●  2 价、4 价、9 价疫苗免疫原如何检测？

● 疫苗研发的小八卦

问题 1：

为什么 HPV 不采用灭活或者减毒活疫苗的策略开发？

揭秘 HPV 疫苗的第 一步，就是看看它背后的核心工艺。为什么 HPV 疫苗没有采用传统的开发策略呢？

因为经研究证明，HPV 是一种无包膜的双链环状 DNA 病毒。当病毒通过一定途径进入患者细胞后，其 DNA 被释放出来，并整合到宿主细胞的核基因组上，进而引发癌症。所以疫苗开发时，要尽量避免使用含病毒 DNA 的策略。

问题 2：

什么是VLP 疫苗？

VLP 即 Virus like particle 类病毒颗粒。VLP 中不含病毒 DNA ，而是制造了一个“高仿”病毒外壳，在免疫系统中以假乱真来达到刺激人体产生免疫反应的作用。

在明确含病毒 DNA 的开发策略有很大风险之后，科学家创新地尝试 用 L1 蛋白组装 VLP 开发疫苗，成功开辟了新的路径，目前已上市或在研的 HPV 预防性疫苗均以上述 HPV L1 VLPs 为基础。（PS.有关 HPV 到 HPV VLPs 的进阶之路可以在文末八卦中查看）

▲ HPV VLPs 的结构和构成

HPV结构基因编码主要衣壳蛋白（L1）和次要衣壳蛋白（L2）,两者共同形成病毒的二十面体衣壳，该衣壳将病毒基因组包裹在内后就是完整的病毒颗粒（如下图）。

（图片来源于网络）

然而单独进行外源表达，产生的 L1 蛋白也可以在体外自组装成病毒样颗粒（VLPs）,其超微结构和免疫原性与天然病毒类似，而不含病毒基因组。既保证免疫原性又保证了安全性，这是 HPV 疫苗的核心。

在这个研究工作的基础上，多款 HPV 疫苗先后诞生，成为人类首张防 癌“护身符”。

问题 3：

2价、4价、9价疫苗免疫原如何检测？

体外仅需表达 HPV L1 蛋白，即可促使其自行组装成病毒样颗粒而制备疫苗。但是，各种 HPV 亚型的L1基因同源性弱、差别很大。正是基于 HPV L1 基因的差异性，才得以区分和命名各种HPV亚型。

为了提高 HPV 疫苗的保护率，HPV 预防性疫苗至少含有两个高致病性病毒亚型的L1抗原，甚至将更多亚型的 L1 抗原表达后混合，制备多价疫苗。比如：2 价、4 价、9 价疫苗分别代表着可以预防的 HPV 病毒亚型为 2 种、4 种和 9 种。

混合后的抗原检测，可使用以下实验室方法：

▲ 总蛋白测定

▲ 基于特异性中和抗体进行 ELISA 定性、定量试验

▲ VLP 纯化&电镜观察

▲ 液质联用 VLP 分析

▲ 蛋白质免疫印迹

而免疫动物或者人体进行免疫原性、有效性测试时往往更多使用病毒中和试验比较，或进行间接/双抗体夹心/竞争抑 制 ELISA 试验，蛋白质免疫印迹等。

（抗原检测的终点指标，图示：九价人乳头瘤病毒疫苗（酿酒酵母）在 9 至 14 岁女孩接种两剂 V503 与 20 至 26 岁女性接种三剂的比较研究，来源药物临床试验登记与信息公示平台）

间接/双抗体夹心/竞争抑 制ELISA方法被广泛的应用于抗原、抗体的检测中，与此相关的样品制备和处理流程对于检测结果的灵敏度和准确度达成至关重要。

血清样品分离重器——

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5910 Ri 台式智能离心机可容纳最 大 120x13mm 采血管，或 104x16mm 采血管，加减速度可控，离心过程稳定，减少细胞重悬，回收率高。

另外还可利用可调间距移液器，提升抗体检测效率。使用可调间距移液器，可以在离心管和酶标板之间转移样品。

ELISA 检测效率提升重器——

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◎ 单次移取多份样品：在离心管和酶标板之间转移样品

◎ Move It® 可调间距移液器（手动/电动），4 道、6 道、8 道和 12 道可选

◎ 360° 旋转，可整支高温高压灭菌* （电动款为下半支）

◎ 开放系统（灵活匹配多家吸头)

疫苗开发和生产中，菌株改造、培养研究环节也非常重要，关系着实验的成败。Innova® S44i——可叠放生物摇床容量大，可温控（冷冻型），适于改造、放大及表达用培养场景。

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生物圈八卦时间

Harald zur Hausen 博士

获奖时供职于德国海德堡德国癌症研究中心

（图片来源于网络）

Harald zur Hausen 博士因为发现 HPV 病毒感染会导致宫颈癌而分享了 2008 年的诺贝尔生理学或医学奖。照片中博士同款离心机，正是 Eppendorf 5415 D 离心机。

2017 年，罗伊博士和希勒博士也因为找到可用于发展 HPV 疫苗的技术，而获得了 2017 年拉斯克奖（Lasker Award）临床医学研究奖。

两个团队采用的都是基因工程表达体系体外表达 HPV 衣壳蛋白，衣壳蛋白可自行组装成病毒样颗粒（Virus-like Particles，VLP）。