PART 01

曾幾何時，進口九價疫苗在國內“一針難求”。然而，隨著國產疫苗的崛起，市場格局在2025年發生根本性轉變。2025年6月，由廈門大學夏寧邵院士團隊與萬泰生物聯合自主研發的首款國產九價HPV疫苗“馨可寧?9”獲批上市，定價為499元/支，價格約為進口九價HPV疫苗的40%，直接將九價疫苗從“高價奢侈品”拉回“普惠公共品”。這意味著，九價HPV疫苗有了一個更具有性價比的選擇，“高價時代”畫上了句號。

人乳頭瘤病毒（HPV）是一種常見的性傳播病毒，分為高危型和低危型兩種，主要通過性接觸傳播，約80%的女性一生中都會感染至少一種^[1]。HPV16型,18型，31型、33型、45型、52型和58型都屬于高危型，我國95.4%的宮頸癌可歸因于以上7種高危型別^[2]。低危型HPV常見如6型、11型,可引起肛門生殖器和復發性呼吸道乳頭瘤樣增生等疾病^[1]。據統計，全球每年約有30萬人死于HPV相關癌癥，其中大多數病例發生在發展中國家的女性群體中。增加有效HPV疫苗的可及性，是避免宮頸癌發生、減少不必要疾病與死亡的關鍵一步。作為人類歷史上首個預防惡性腫瘤的疫苗，HPV疫苗具有劃時代的意義。該疫苗在國內上市后，因其能有效預防宮頸癌等相關疾病，且安全可靠，受到了眾多女性的高度關注。

市面上HPV疫苗中的“二價”、“四價”“九價”,就是指疫苗本身所能防護的HPV型別數目。HPV疫苗通過預防初次HPV感染和減少持續性HPV感染來阻斷后續病變的發生和發展。九價HPV疫苗，就可以預防上述九種HPV型別的持續性感染,進而預防這九種病毒引發的如宮頸癌、生殖器疣等相關疾病^[3]。

目前已上市的HPV疫苗包括：默沙東公司研制的四價疫苗和九價疫苗；葛蘭素史克公司研發的二價疫苗；廈門萬泰滄海生物研發的二價疫苗和九價疫苗。馨可寧?9的成功上市也標志著我國成為第二個具有獨立自主供應高價次HPV疫苗能力的國家，打破進口九價的壟斷現狀,有助于推動九價HPV疫苗的普及。曾經,對于九價HPV疫苗,不少地區常年處于“一針難求”的狀態。國產九價HPV疫苗的上市則為這一難題提供了新的解法。

價格是影響HPV疫苗普及率的關鍵因素之一。伴隨著潛在的HPV疫苗的上市以及國產化進程的推進，為提升其普及率創造了有利條件。疫苗的單劑價格與其生產過程中的純化成本直接關聯。通過優化純度、產量、生物活性與下游處理成本之間的平衡，能夠實現更具成本效益的疫苗生產。

HPV疫苗屬于病毒樣顆粒（VLP）疫苗，病毒樣顆粒（VLPs, virus-like particles）是指病毒衣殼蛋白、核心蛋白或包膜蛋白通過自組裝形成的顆粒物質，或由來源于多層病毒的單層顆粒組裝而成。目前，HPV疫苗的研發主要基于真核表達系統和原核表達系統。

真核表達系統有酵母、昆蟲細胞和痘病毒表達系統，能夠表達具有天然構象的HPV L1蛋白，易于形成病毒樣顆粒（Virus-Like Particles, VLPs），操作比較簡單。目前第二代的酵母（畢赤酵母）表達系統，兼具原核以及真核表達系統的優點，可高水平表達蛋白，且表達的HPV抗原與人類的細胞結構更為接近，因此免疫原性更強。

原核表達系統，尤其是大腸桿菌系統，大腸桿菌遺傳背景清晰,基因功能研究透徹,安全性經過了廣泛驗證。基于大腸桿菌研發的大腸桿菌表達系統具備生產周期短、抗原蛋白產能高、安全性良好的優勢,在諸如戊肝疫苗、HPV疫苗等疫苗中有著廣泛應用^[4]。

表1  HPV疫苗常用表達系統對比

目前國內已獲批上市的HPV疫苗中：

1款采用大腸桿菌表達系統生產；

3款基于酵母表達系統；

1款使用桿狀病毒/昆蟲細胞表達系統。

此外，另有16款采用上述三種表達系統的HPV疫苗處于臨床在研或已獲IND批準階段。

其中，昆蟲細胞與酵母系統主要通過可溶性表達路徑生產：經細胞培養后，依次進行收獲、裂解、純化、解聚及病毒樣顆粒（VLP）重組裝等工序。

大腸桿菌系統則可采用包涵體或可溶形式表達，后續需經過菌體收獲、裂解、純化、解聚和VLP重組裝等步驟；因其表達周期短，在產能放大階段與生產成本控制方面具有顯著優勢。

在HPV疫苗生產的精密鏈條中，分離純化環節至關重要——它直接決定了疫苗的純度、效價和安全性，更是大規模穩定供應的關鍵瓶頸。病毒樣顆粒（VLPs）的捕獲、雜質去除、活性保持，每一步都是對技術實力的嚴苛考驗。以下針對不同技術路線的HPV疫苗生產流程分別進行介紹。

釀酒酵母表達系統

以MSD的四價和九價疫苗為典型代表，將 HPV基因經密碼子優化，并在釀酒酵母中表達，然后進行下游工藝，再在體外解聚，最后組裝行成均勻一致的 VLPs。下圖為MSD公開發表的工藝流程，通過一步陽離子交換層析純化獲得。

圖1  釀酒酵母表達HPV疫苗制備工藝流程

大腸桿菌表達系統

采用大腸桿菌表達系統，通過融合標簽或工程菌株等策略實現HPV L1蛋白的可溶性表達。細胞裂解后，依次經離子交換層析（去除宿主核酸及酸性雜質）和疏水相互作用層析（精細化分離疏水性目標蛋白）完成下游純化。純化產物經緩沖液置換后，在還原劑二硫蘇糖醇（DTT）作用下解聚為L1單體，再通過透析移除DTT并調控氧化環境，最終組裝成結構正確的病毒樣顆粒（VLPs）。

圖2  大腸桿菌表達HPV疫苗制備工藝流程

昆蟲細胞-桿狀病毒表達系統

昆蟲細胞-桿狀病毒表達HPV疫苗的典型代表是GSK的HPV二價疫苗，通過構建HPV穿梭質粒并轉染Hi5細胞進行培養，經下游層析后組裝VLPs后再次層析。圖3展示了GSK生產HPV疫苗的工藝流程，經兩步層析獲得。

圖3  昆蟲細胞-桿狀病毒表達

HPV疫苗制備工藝流程

當前上市及在研的HPV疫苗均基于重組HPV L1蛋白自組裝形成的病毒樣顆粒（VLP）技術。核心在于：只有結構高度模擬天然HPV病毒的VLP，才能有效誘導產生預防HPV感染及相關疾病的保護性免疫應答。HPV疫苗的生產工藝，尤其是下游純化環節，面臨諸多挑戰：

01 解聚-復聚是共性關鍵步驟：無論采用何種表達系統（如釀酒酵母或大腸桿菌），下游工藝中均需對表達產物進行可控的解聚處理，隨后在嚴格優化的條件下進行復聚組裝。此步驟旨在最終獲得結構正確、粒徑高度均一的VLP，這是保障其免疫原性的必要條件。

02 大腸桿菌系統的特有挑戰-包涵體與內毒素：在大腸桿菌表達系統中，HPV L1蛋白通常以不溶性包涵體形式存在。同時，宿主細胞本身含有內毒素。因此，在原液生產過程中，高效去除和嚴格控制內毒素水平是至關重要的工藝環節。

03 多價疫苗的核心需求-平臺化工藝：針對涵蓋多種HPV型別的多價疫苗（如四價、九價），開發一個具有通用性（適用于不同型別L1蛋白/VLP）、高效且工藝穩定性（批間一致性）良好的純化工藝平臺，是提升生產效率和降低成本的關鍵挑戰。

PART 02

銀河集團科技針對國內HPV疫苗生產的核心需求，提供覆蓋下游工藝關鍵環節的設備解決方案，著力解決純化過程中的實際瓶頸問題，顯著提升產物回收率、工藝效率及生產穩健性，為加速HPV疫苗的本土化研發與規?；a提供關鍵技術支撐。

層析系統和層析柱

Bio-Pro層析系統和ACC自動軸向壓縮層析柱是離子交換層析和疏水層析等環節會使用到的核心設備，該系統以穩定流速、梯度與可靠的在線監測，確保VLP高效捕獲與高分辨率分離，符合GMP、FDA 21 CFR Part 11等法規要求，數據完整可追溯。

圖4   Bio-Pro 層析系統&ACC自動軸向壓縮層析柱

超濾系統

超濾系統--濃縮換液的“高效篩”。高倍溫和濃縮，快速高效完成緩沖液置換與目標物濃縮，保護VLP活性；低剪切力設計，最大限度減少對敏感生物大分子的機械損傷；穩定收率，確保工藝步驟間的高回收率。

圖5   Bio-TFF 自動切向流過濾系統

除病毒過濾系統

在HPV疫苗的生產過程中，除病毒過濾系統（Virus Filtration System） 是保障終產品安全性的核心步驟，其作用是通過物理截留機制清除潛在的外源病毒污染。此環節清除對象主要包括：內源性病毒：宿主細胞（如昆蟲細胞Sf9/Hi5、大腸桿菌）潛伏的逆轉錄病毒顆粒；外源性病毒：培養基或操作中引入的細小病毒（Parvovirus）、皰疹病毒（Herpesvirus）等。

圖6   除病毒過濾系統&夾具

參考文獻

[1]喬友林.子宮頸癌與HPV疫苗知識讀本[M].杭州:浙江科學技術出版社，2020

[2]Wei F,Georges D,Man I,Baussano I,Clifford GM.Causal attribution of human papillomavirus genotypes to invasive cervical cancer worldwide:a systematic analysis of the global literature. Lancet.2024;404(10451) :435-444

[3]人乳頭瘤病毒疫苗臨床應用中國專家共識,中國醫學前沿雜志(電子版).2021;13(2):1-12.

[4]劉麗琴,陳婷婷,李少偉等,大腸桿菌表達系統在基因工程疫苗研發中的應用與策略優化[J],中國新藥雜志,2020,29(21):2434-2442.