南開大學“分子盔甲”團隊為生物藥儲運提供新方式

2021年09月01日13:27 | 來源：人民網-天津頻道

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以新冠疫苗為代表的眾多生物藥，對運輸儲存條件要求極為苛刻，如何安全有效地解決“非冷鏈”儲運問題是領域內一直關注的重要課題。

近日，南開大學藥學院“分子盔甲”學生創業團隊的一項成果為破解這一難題提供了新策略。團隊成員在導師指導下，結合專業優勢，開發出一種安全性高、成本低的新型生物藥保護存儲技術，可以代替低溫儲運，為生物藥儲運提供了一種新方式。

“分子盔甲”團隊進行實驗操作。南開大學供圖

“嬌弱”生物制劑亟需儲運新方式

“生物制劑”在醫藥行業具體指“免疫生物制劑”，是通過微生物（細菌、立克次體、病毒等）及其代謝產物的有效抗原成分、動物毒素、人或動物的血液或組織等加工而成，主要包括抗體、疫苗、激素等，其可廣泛應用於預防、治療、診斷相應傳染病或其他有關疾病。近年來，生物制劑在臨床治療和科研領域發揮著越來越重要的作用。

但是，生物制劑也存在一些缺點，其中就包括穩定性差。在眾多科幻影片中，與神秘抗體、疫苗等生物藥緊密相伴的，除了或綠或藍的液體、管狀玻璃容器外，出鏡率最高的就數各式各樣的便攜式“小冰箱”了。這也恰恰體現出生物制劑的“嬌弱”，它們需要放置在特殊的“小冰箱”裡進行儲運，否則極易因受到溫度、酸鹼度、壓力等外界環境影響而失效。因此，在其運輸和儲存過程中，需要冷鏈處理或添加穩定劑，這就導致生產成本和潛在安全隱患都大大提高。

“正因如此，我們急需新的生物藥劑型，來有效保護生物藥，從而提升其對抗外界環境影響的能力。”南開大學藥物化學生物學國家重點實驗室、藥學院學生創業團隊——“分子盔甲”團隊負責人、2021級藥學院博士喬杉說。

“分子盔甲”團隊進行實驗操作。南開大學供圖

新型晶態材料開發新用途

南開大學 “分子盔甲”團隊研究發現，在某一溫和的合成條件下，可以利用一步法將生物分子包裹在新型晶態材料中。這種新型晶態材料的包裹，就好像給生物分子穿上了盔甲，保護生物分子不受外界環境的破壞。實驗証明，穿戴“分子盔甲”的疫苗可實現日常環境甚至極端環境長期貯存、運輸和使用，不再“嬌弱”。

與傳統的無機多孔材料相比，新型晶態材料具有更大的空隙率和比表面積，尤其是具有可調節的孔徑以及可變的功能基團。喬杉和團隊成員創造性地將新型晶態材料與抗體類和疫苗類等生物藥結合，對多克隆抗體和廣泛市售的單克隆抗體藥物（阿達木）進行了“包裹”，通過反復測試，最終篩選出適用於生物藥的新型晶態材料保護策略，並對該新策略的安全性和保護性能進行了多方面測試。

結果表明，在模擬的各種極端環境條件下，被保護的藥物仍然保持其結構和活性：加熱、酸鹼、有機溶劑、壓力等測試下，生物藥都保持了近90%以上的生物活性﹔在4攝氏度到50攝氏度不斷變溫環境中保存2個月，生物藥仍然保持其活性。這一實驗結果証實了團隊開發的新策略在生物制劑常溫長期儲存運輸方面的巨大潛力。

值得一提的是，該策略的巧妙之處在於新型晶態材料保護殼——“分子盔甲”可以在生物藥使用前通過一種極其簡便的方式完全去除，不會隨藥物進入人體，相較於傳統添加穩定劑，使用“分子盔甲”大大提高了新型生物制劑的安全性。