研究进展
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因其独特的优势，VLP在疫苗开发、药物递送系统等领域展现出巨大的应用潜力。
01
疫苗开发
在疫苗领域，VLP疫苗因其出色的免疫原性和安全性受到重视，目前已有多款VLP疫苗上市，如常见的 乙肝疫苗、宫颈癌疫苗和戊型肝炎疫苗都是基于VLP技术开发的。这些疫苗通过模拟病毒的自然感染过程，激发机体产生强烈的免疫应答，从而提供有效的保护。
02
药物递送系统
除了可应用于疫苗研发，VLP还可以用于基因治疗中的药物递送系统。研究人员通过改造VLP的结构，使其能够携带和递送治疗性基因，如基因编辑蛋白基因，以治疗遗传性疾病。
目前， 国内外尚未有VLP递送系统药物获批上市，但针对三种治疗性基因编辑技术 CRISPR、BE和PE均有VLP递送相关报道。其中，基于VLP递送CRISPR-Cas9工具的体系有mLP-CRISPR和SEND，分别由 蔡宇伽课题组（Nature Biomed Eng, 2021）和 张锋团队（Science, 2021）开发；递送BE的VLP体系有v4-BE-eVLP；递送PE的VLP体系有v3-PE-eVLP和v3b-PE-eVLP，均由 刘如谦团队（Cell, 2022; Nat Biotechnol, 2024）开发。
张锋团队的SEND系统——利用内源性蛋白质的创新
2021年，张锋团队构建了一个名为SEND的系统，其核心是PEG10蛋白。研究表明，SEND系统利用逆转录病毒样蛋白PEG10，将CRISPR-Cas9基因编辑系统成功递送到小鼠和人类细胞，并实现了对目标基因的编辑。
▲ SEND系统
刘如谦团队的VLP递送系统——工程化的无DNA病毒样颗粒
2022年，David Liu团队也依托其开发的工程化病毒样颗粒（eVLP）创立了Nvelop Therapeutics公司。其eVLP载体能有效包装和递送碱基编辑器或Cas9核糖核蛋白（RNP）。经过多次优化，他们得到的第四代eVLP系统 携带的蛋白分子比之前 多出16倍，体内或体外基因编辑的 效率也提高了 8-26倍。
▲ 携带BEs-gRNA的VLP
2024年，David Liu团队在先导编辑（Prime Editing）与eVLP技术的结合方面取得了突破，开发了PE-eVLP系统，该系统可以以RNP形式在体内递送先导编辑系统，与eVLP相比，其v3和v3b PE-eVLPs在人类细胞中的 编辑效率提高了65至170倍。
蔡宇伽团队——本导基因，VLP-mRNA技术
2021年，本导基因联合创始人蔡宇伽团队相继在Nature Biotechnology和Nature Biomedical Engineering杂志上发表了其自主研发的VLP-mRNA技术以及动物疾病模型的应用研究，在小鼠模型中证明了VLP递送CRISPR可治疗疱疹性基质型角膜炎（HSK）。
▲ BDmRNA 平台
基于这项技术本导基因创建了领先的类病毒体BDmRNA技术平台，实现了CRISPR等基因编辑工具安全、高效的递送，这种递送技术可以确保 基因编辑酶在体内瞬时表达（72小时内降解）， 降低基因编辑脱靶概率，提高基因编辑药物的安全性。而就在近日，公司 首个由VLP介导的体内基因编辑疗法BD111正在招募1期临床试验患者，这也是 全球首个基因编辑抗病毒疗法。
VLP上下游工艺解析
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毋庸置疑，VLP由于其固有的多样性和复杂性，加之通过基因工程手段人为引入的多样性，其上下游生产工艺必然是个复杂且精细的过程。
深入到生产工艺层面，VLP的制备通常涉及四个关键步骤： VLP的制备、基因治疗有效载荷的装载、纯化以及质量控制。研发人员可通过优化这些步骤，来进一步提高VLP的生产效率和质量。比如在表达阶段，利用哺乳动物细胞（如CHO细胞）表达系统，能高效地产生高纯度的结构蛋白。组装阶段，则通过调整细胞培养条件和复性过程，确保VLP的正确折叠和组装。
VLP通常是通过在细胞中表达病毒的结构蛋白来制备的。这些结构蛋白在细胞内自组装成VLP，它们具有与真实病毒相似的形态和结构，但没有病毒的复制和感染能力。制备过程中需要优化细胞培养条件、表达载体和纯化方法，以确保VLP的高产率和纯度。
在进行基因治疗有效载荷，如CRISPR/Cas9 mRNA的装载时，需要与VLP结合，以便在体内递送。装载过程可能涉及将mRNA与VLP的物理混合、化学偶联或利用特定的相互作用机制来实现。 装载效率和稳定性是评估装载过程成功与否的关键指标。
纯化是下游生产工艺中的关键环节，旨在 去除VLP递送系统中的杂质，如未装载的mRNA、宿主细胞蛋白、核酸等。常用的纯化方法的选择取决于VLP递送系统的具体组成和特性。纯化过程中需要严格控制操作参数，如pH、盐浓度、搅拌速度和压力等，以减少对VLP递送系统的剪切力和化学应力，保持其稳定性。
目前，国内已有不少企业可以提供一站式VLP生产和技术开发，如 佰炼医药，公司 拥有 VLP全流程开发经验和 100%交付能力，可提供原创性VLP递送系统合作与开发，IND药物所需的CMC生产，药效药代，安全性评价，IND注册资料准备和提交 佰炼医药全程进行项目管理，为客户提供省心，高效，一体化服务。
佰炼医药是国内领先的专注于生物创新药 CDO/CMO一站式服务平台，包括CDO业务-新型递送载体开发（DD）、新型细胞技术开发（CD）、生产工艺开发（PD）、分析方法开发（AD）、制剂开发（FD）、质量体系开发（QD）以及CMO业务-小试（LBM）、中试（PBM）、商业化生产（CM）。
佰炼医药VLP平台已经具备从递送载体开发（含组织特异性），工艺开发，质量研究及GMP生产全流程服务能力。此外，公司可以为研究者提供工程化VLP、定制化VLP及各项检测服务。
质量控制——安全性和有效性的重要保障
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质量控制是确保VLP递送系统 安全性和有效性的重要手段，包括VLP递送系统的纯度、结构完整性控制、装载效率、稳定性、无菌性、内毒素含量等。
其中， 纯度方面，主要通过层析、电泳等方法检测VLP的纯度，确保产品中不含杂质和污染物； 结构上，通过显微镜等方法检测VLP的结构完整性； 装载效率方面，可以通过荧光标记、酶活性测定等方法检测，确保目标分子或药物能够高效装载到VLP中；通过 稳定性试验检测VLP在不同条件下的稳定性，包括温度、PH值等，确保VLP在储存和运输过程中能够保持稳定的结构和功能； 安全性等方面，通过毒性实验、免疫原性实验等检测VLP的安全性，确保不会对人体产生不良反应。
在VLP递送系统的上下游生产工艺中， 工艺优化和成本控制是提高生产效率、降低生产成本、确保产品质量和安全性的重要手段。同时，通过加强质量控制和风险管理，也可以减少生产过程中的浪费和损失，进一步降低成本。
如何进一步优化VLP递送的上下游工艺？质量控制在VLP递送生产中又占据怎么样的关键地位？2024年10月29日（周二）17:00-18:00，医麦客将携手佰炼医药，以“新型药物递送载体——VLP：创新应用及生产工艺”为主题，从 VLP递送技术总结及国内外进展、VLP上下游工艺及VLP质量控制等方面进行深入探讨。
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