復雜制劑應用專題 | 乳佐制備及表征一體化解決方案

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摘要：佐劑（Adjuvant）又稱免疫調節劑或免疫增強劑（Immunepotentiator），是作為疫苗的一種添加劑，當它先于抗原或與抗原混合注入機體后，能夠增強機體對抗原的免疫應答或者改變免疫反應的類型，屬于非特異性的免疫增強劑，而其本身無抗原性。理想的佐劑不僅能夠增強免疫反應，而且能使機體獲得最佳的保護性免疫。乳佐的均一性和穩定性是非常重要的兩個考察項，而與此直接相關的是粒度的控制^[1]。

最近發布在Nature的文章表明，對MF59而言，平均粒徑在160nm（MF59）左右效果比較佳^[2]，粒徑過大及過小效果都欠佳。此外，小顆粒濃度（如＜100nm）及大顆粒濃度（如＞1.2μm）過高均影響最后的藥效且帶來副作用危害。因此，除對平均粒徑控制外，“過大"，“過小"顆粒濃度控制也非常重要。值得注意的是，在實際應用中，產品穩定性指標是一個非常重要的考察項，用于快速篩選配方及優化工藝。

關鍵詞：佐劑；疫苗；乳佐；平均粒徑；顆粒濃度

乳佐的常規制備方法為：制備水相、油相，經過混合、剪切步驟形成初乳，初乳經微射流均質機均質，而后除菌過濾得到乳佐。初乳、均質后乳液、除菌過濾后乳液通過PSS的Nicomp粒度分析儀測試平均粒徑、AccuSizer顆粒計數器測試過大顆粒濃度、Lum穩定性分析儀快速篩選乳佐配方穩定性。另通過Lumispoc檢測過小顆粒濃度。

圖1 乳佐解決方案圖示

以MF59為例，國際廠家在其乳佐制備上，對粒徑進行嚴格控制，控制初乳、微射流均質后乳液、除菌過濾后乳液的平均粒徑及大于1.2μm的油滴濃度^[2][3]。

PSI-20高壓微射流均質機（小試兼中試型）采用固定結構的均質腔，通過電液傳動的增壓器使物料在高壓作用下以極大的速度流經交互容腔的微管通道，物料流在此過程中受到高剪切力、高碰撞力、空穴效應等物理作用，使得平均粒徑降低、體系均一穩定，由此獲得理想的均質、分散或乳化結果。

圖2 高壓微射流均質機器外觀

• 最高2069 bar的均質壓力，最高處理量20L/h （PSI-20）

• 采用特殊設計Y型腔，去除尾端大顆粒效果佳，物料的混合更均一，處理效率高

• 屏顯界面，數據可溯源：支持數據導出設定壓力及實時壓力、監測點溫度、實時流量、時間等

• 配置K型熱電偶：可用于實施監測料液溫度

• 低噪音：運行音量低于70分貝，工作環境友好型

乳佐的粒度對其免疫效果起到很大的作用，整體平均粒徑過大過小都不利于乳佐的免疫效果，以MF59為例，一般平均粒徑在160nm 左右效果比較佳。其平均粒徑不宜過大，相比于微米級別的液滴，納米級別的乳佐更易于無菌過濾，耐受性良好，比更大的微米級W/O乳液佐劑具有更好的免疫原性和穩定性。但平均粒徑過小，則會降低其在肌肉中的停留時間，導致從注射部位排除更快地排除，從而降低了藥物效果，因為較小的顆粒比較大的顆粒更容易通過細胞內間隙外滲，并更快地到達淋巴結。因此，平均粒徑需在合適范圍內。

Nicomp系列納米激光粒度儀采用動態光散射原理檢測分析樣品的粒度分布，基于多普勒電泳光散射原理檢測ZETA電位。

圖五 微射流均質原理圖

• 粒徑檢測范圍0.3nm-10μm，ZETA電位檢測范圍為+/-500mV

• 搭載Nicomp多峰算法，可以實時切換成多峰分布觀察各部分的粒徑。

• 高分辨率的納米檢測，Nicomp納米激光粒度儀對于小于10nm的粒子仍然現實較好的分辨率和準確度。

圖4 高斯粒徑分布圖

圖5  多峰粒徑分布圖

乳佐常規的平均粒徑一般為亞微米級別或納米級別，但是微米的乳粒往往大量存在，這些尾端大粒子的存在往往會吸附小顆粒，影響乳佐的穩定性，分析尾端大粒子濃度和數量，可以評價當前配方和工藝的情況并做出相應的優化。USP729規定乳劑中大于5μm的乳粒(PFAT5)體積占比不得超過0.05%，但目前還未有藥典對乳劑中的下限進行規定，這并不意味著小粒子無需關注。如果過小顆粒濃度過多，如低于100nm，幾十納米左右，那么注入體內后可以穿過人體內大部分細胞屏障，到達的人體部位更多更廣，由此造成的毒副作用會增加。

圖6 AccuSizer A7000系列

• 檢測范圍為0.5μm-400μm（可將下限拓展至0.15μm）

• 0.01μm的超高分辨率，AccuSizer系列具有1024個數據通道，能反映復雜樣品的細微差異，為研發及品控保駕護航

• 靈敏度高達10PPT級別，即使只有微量的顆粒通過傳感器，也可以精準檢測出來

圖7 LumiSpoc 單粒子顆粒計數器儀器外觀

• 快速、直接測試穩定性，無需稀釋，溫度范圍寬廣

• 可同時測8個樣品，測量及辨別不同的不穩定現象及不穩定性指數

• 加速離心，最高等效2300倍重力加速度

穩定性是評估藥物的常規項，乳佐穩定性影響存放時間和有效期，穩定性較差的乳佐不僅會增加運輸儲存成本，還有可能增加用于人體使用的風險。在乳佐制備中，控制尾端大粒子數量和濃度能使乳佐更為穩定，國外某公司的重點強調了＞1.2μm的液滴濃度^[3]，因為這部分液滴濃度過高，會凝聚或者聚結，從而導致乳液不穩定。

圖8 LUM穩定性分析儀

• 快速、直接測試穩定性，無需稀釋，溫度范圍寬廣。

• 可同時測8個樣品，測量及辨別不同的不穩定現象及不穩定性指數。

• 加速離心，最高等效2300倍重力加速度。

微射流處理后的乳液經過適當的濾芯過濾工藝。過濾可去除前置工藝流程中的大油滴，這部分油滴雖然數目很少，但這些油滴體積占比較大，且極易成為聚集的成核位點，吸附更多的小液滴，導致儲藏過程中乳液穩定性降低^[4]。濾膜的材質將影響過濾后的效果，綜合考量物理攔截，吸附攔截等效果，選擇適配的濾膜材質用于過濾，此外，還需結合乳液配方考慮相容性穩定。

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參考文獻

[1] The droplet size of emulsion adjuvants has significant impact on their potency, due to differences in immune cell-recruitment and activation.

[2]  WO 2011/067669

[3]  諾華：疫苗佐劑制備中的親水過濾

[4]  WO 2011/067669