Solutions for Vaccine Testing

Význam tématu

• Vakcinace patří mezi nejefektivnější opatření pro prevenci infekčních onemocnění a snížení dětské úmrtnosti.
• Rostoucí počet nových i stávajících vakcín klade nároky na spolehlivou kontrolu kvality, bezpečnosti a integrity dat.
• Moderní analytické technologie umožňují rychlé, citlivé a specifické měření klíčových složek vakcín, což je nezbytné pro standardizaci výroby a regulatorní schválení.

Cíle a přehled studie

• Poskytnout komplexní souhrn metod používaných ve fázi vývoje, výroby a kontroly vakcín.
• Představit řešení řízení a zabezpečení dat podle standardů GMP, FDA 21 CFR Part 11 a farmakopejí.
• Ukázat konkrétní analytické postupy pro očkovací látky: LC-MS/MS pro stanovení sacharidových jednotek, MALDI-TOF MS pro detekci proteinových podjednotek, ICP-OES/MS pro měření hliníku, LC-MS/MS pro zbytky deoxycholátu a CTAB a analýzu agregátů pomocí Aggregates Sizer.

Použitá metodika a instrumentace

• LabSolutions DB/CS: centralizované řízení i zálohování chromatografických a spektrometrických dat s auditním sledováním uživatelských operací.
• Nexera UHPLC a LCMS-8050: simultánní kvantifikace 95 metabolit (aminokyseliny, sacharidy, nukleosidy, vitaminy) v buněčných kulturách během optimalizace výroby vakcín.
• LC-MS/MS (HILIC kolony): simultánní stanovení uronových kyselin, hexóz, hexosaminů a methylpentóz v 23-serotypovém pneumokokovém polysacharidovém vakcíně.
• MALDI-TOF MS (AXIMA-Performance, MALDI-8020): přímá analýza molekulových hmot proteinových podjednotek vakcín bez enzymatické hydrolýzy.
• ICP-OES (ICPE-9820) a ICP-MS (ICPMS-2030): rychlé stanovení obsahu hliníku v adjuvantech vakcín podle farmakopejních limitů.
• LC-MS/MS kvůli reziduím: měření zbytků dezinfekčních činidel sodium deoxycholate a CTAB v polysacharidových vakcínách bez derivatizace.
• Aggregates Sizer (SALD-7500nano): měření velikostních a koncentračních distribucí subviditelných částic vakcín během mechanického a teplotního stresu.

Hlavní výsledky a diskuse

• LabSolutions DB/CS prokázal zabezpečení dat, auditní stopu operací a spolehlivé zálohy, vyhovující GMP a 21 CFR Part 11.
• Monitorování 95 klíčových složek v kultivačním médiu umožnilo identifikovat vliv glutaminu, aminokyselin a vitaminů na výtěžnost a kvalitu vakcín.
• LC-MS/MS detekce monosacharidů v PPSV-23 vykázala LOD 0,98 ng/mL pro uronové kyseliny a nedetekované interferenční signály, kalibrace s R² > 0,999.
• MALDI-TOF MS rutinně detekoval pět podjednotek virového proteinu, verifikoval jejich hmotnosti a poměry, což ověřuje strukturální integritu vakcín.
• ICP-OES a ICP-MS stanovily hliník v adjuvantech tetanusové a DPT vakcíny s LOD 0,90 mg/L (OES) a 0,17 mg/L (MS), recoverie až 116 %.
• LC-MS/MS simultánně měřil DOC a CTAB rezidua s lineárním rozsahem 1,56–50 µg/L, RSD < 2 % a recoveriemi 97–102 %. Metoda překonala UV/Vis derivatizační postup.
• Analýza agregátů vakcín ukázala, že mechanické míchání snižuje částicové rozptýlení, ale může snížit koncentraci částic kvůli adhezím; teplotní šok (35 °C, freeze-thaw) zesiluje tvorbu nežádoucích makroagregátů.

Přínosy a praktické využití metody

• Integrované systémy pro správu dat zvýší spolehlivost a auditovatelnost výsledků v souladu s předpisy a farmakopejemi.
• LC-MS/MS a MALDI-TOF MS umožňují rychlou, robustní a derivatizaci-nevázanou kontrolu složení vakcín, a to i u složitých makromolekul.
• ICP-OES a ICP-MS zjednodušují stanovení kovových adjuvantů s vysokou citlivostí a měřící rychlostí přístupnou běžným QC laboratořím.
• Analýzy agregátů v reálném čase pomáhají při validaci výrobních procesů, skladování a dopravě vakcín, aby se minimalizovaly nechtěné změny velikosti částic.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj AI a IoT pro monitorování a prediktivní udržbu analytické výbavy a realtime QC v linkách výroby vakcín.
• Rozšíření metabolomických a proteomických přístupů k detailnímu popisu buněčných procesů v bioreaktorech a optimalizaci krmivových médií.
• Implementace nových iontových zdrojů a procesních kolonek pro rozlišení isomerů a modifikovaných sacharidů bez potřeby platforem s vysokým rozlišením.
• Využití mikrofluidních a nanotechnologických senzorů pro inline měření adjuvantů a destabilizujících látek v průběhu výroby.

Závěr

• Popsané metody pokrývají klíčové aspekty kvality vakcín od surových buněčných kultivací až po finální QC dávky.
• Integrace pokročilých analytických technologií vede ke zvýšení efektivity, přesnosti a spolehlivosti výrobních procesů vakcín.
• Důsledná správa dat a regulatorní shoda zaručují transparentnost výsledků a usnadňují zavádění nových vakcinologických přípravků na trh.

Reference

• Odborný text: Shimadzu Solutions for Vaccine Testing, First Edition March 2020.