位于细菌最外侧的荚膜多糖(capsular polysaccharides, CPS) 或微荚膜多糖等细菌胞外多糖是造成细菌侵袭性感染的重要毒力因子，同时也是防控这些细菌感染的疫苗的主要抗原成分。

这些多糖属于半抗原，不能有效启动辅助T细胞应答，通常以非T细胞依赖的方式诱导免疫反应，而2岁以下的婴幼儿人群由于免疫系统尚未发育完善对多糖类疫苗不能产生良好的免疫应答，可采用多糖结合疫苗 (glycoconjugate vaccines) 的方式解决：将具有可变结构和数量的多糖单元与非糖单元 (蛋白质或短 肽、脂类) 通过共价连接形成疫苗，多以蛋白质-多糖结合为主。非糖单元发挥类似佐剂的作用，激活辅助性T细胞继而促进 B 细胞成熟分化形成记忆，从而提供长期免疫保护。

影响疫苗免疫原性的因素

有几个参数可以影响糖结合疫苗的免疫原性，包括糖的大小及其结构修饰、使用的载体蛋白以及糖与蛋白质的比例。此外，结合化学，包括连接体的存在以及载体蛋白上的附着点，可以发挥重要作用。传统上，为了合成糖结合疫苗，首先从细菌培养物中提取多糖，并通过一系列纯化步骤进行分离，这些步骤根据碳水化合物的性质而有所不同。根据遗传特性，细菌菌株可以产生不同链长的多糖。此外，所采用的发酵和纯化条件会对糖链的长度产生深远的影响。根据其性质，多糖是具有相同重复单元的聚合物，长度从十到几千个单元。虽然蛋白质合成中有一个特定的“终止”密码子，以确保产生的所有蛋白质分子都是相同的，但细菌多糖生产中没有这样的信号；因此，多糖分子的特点是尺寸范围广泛，也就是说，它们是多分散的。必须确定和监测每批多糖的分子大小分布，因为任何变化都可能表明纯化步骤期间缺乏生产一致性或 多糖结构完整性的损失。通常优选使用较短的糖来提高结合产量和一致性，并促进结合物纯化，特别是未反应的糖的纯化。此外，处理较小尺寸的糖可能有助于整个过程的表征，包括糖活化和结合，并且可能有利于生产具有更明确结构的结合物。因此，多糖通常经过化学或机械方法进行破碎以及尺寸降低，以在与载体蛋白结合之前生成较低 分子量的同质群体。另外，许多研究调查了多糖长度对相应糖结合物引发免疫反应的作用。

高压均质控制多糖尺寸

可以采用多种方法来减小多糖尺寸，但并非所有方法都一定适合特定的多糖结构，有些技术不能在工业应用中规模放大。一般来说，断裂方法具有不同程度的特异性，一些技术能够靶向多糖结构中明确的化学键，例如脱氨和高碘酸钠氧化。而另一些方法相对随机，例如酸性和碱性水解，可以影响不同类型的化学键，此类方法也可能会导致相比原始多糖具有更大多分散性的结果，因此，重要的是通过使用过程中控制来监测断裂过程，以在预定的平均链长度处停止反应。

基于高压均质机的机械尺寸控制是生产糖结合疫苗最广泛使用的方法之一。通过将工艺液流泵送通过具有所需尺寸的流路来施加高剪切率。高压均质过程特别适合减小含有非糖取代基的多糖的尺寸，例如肺炎球菌、脑膜炎球菌、葡萄球菌和B群链球菌中常见的 O-乙酰基、磷酸甘油酯、丙酮酰基等。均质化是减小尺寸的理想方法，因为一旦确定了多糖浓度、压力和循环次数，该过程就可以高度一致。温度控制对于最大限度地减少不良副反应至关重要。该方法降低了溶液中多糖分子的多分散性，因为只有较大的分子而不是较小的分子尺寸被减小。但每种多糖必须进行独立评估，以确保重复链段的成分和结构不会发生不利变化。

▍ATS高压均质机

▶ 在线控温，不影响物料活性

▶ 压力稳定，分子量更均一
▶ 大屏触摸控制，数据更直观
▶ 多种规格设备，满足不同阶段需求

ATS高压均质机制备不同分子尺寸的 CPS8-CRM197 抗原一致性较好

数据来源：2023年国际生物制品学杂志

总结来说，高压均质是一种简单且可规模放大的技术，具有良好的可再现性，且无副反应，这种技术已被用于肺炎链球菌荚膜多糖、脑膜炎球菌荚膜多糖、B族链球菌荚膜多糖以及金黄色葡萄球菌荚膜多糖等的处理。

参考文献：

苏璇 李硕 题靖 梁阳 赵硕 韩伟 陈鸣 徐磊 任涛 杨朝晖 《8 型肺炎球菌英膜多糖分子大小对结合效果及结合物抗原性的影响》  国际生物制品学杂志 2023 年 8 月第 46 卷第 4 期

E.Kay, J.Cuccui, B.W.Wren, Recent advances in the production of recombinant glycoconjugate vaccines. Npj Vaccine, 2019.

G.Stefanetti, C.A.Maclennan, F.Micoli, Impact and Control of Sugar Size in Glycoconjugate Vaccine. Molecules, 2022.

J.O.Josefsberg, B.Buckland, Vaccine process technology, 2012.