摆脱树皮原料依赖：巴西皂树悬浮细胞培养可生产疫苗佐剂 QS‑21

巴西南里奥格兰德联邦大学研究团队在《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》发表研究，证实巴西皂树（Quillaja lancifolia）悬浮细胞培养体系可合成疫苗关键皂苷佐剂 QS‑21，经水杨酸诱导后产量提升 3 倍；小鼠流感疫苗模型验证细胞源皂苷提取物具备明确免疫佐剂活性，为 QS‑21 提供不依赖砍伐成年树木的可持续全新生产路线，破解该佐剂产业供应链瓶颈。

QS‑21 是全球多款人用、兽用疫苗的重要皂苷类免疫佐剂，可显著增强抗原诱导的特异性免疫应答。当前工业生产 QS‑21 全部依靠采集智利皂树成年植株树皮提取；受树木生长周期、采伐管控、自然资源限制，原料供给速度有限，供应可持续性一直是疫苗产业的痛点。开发不依赖树木砍伐的细胞生物制造技术，是行业迫切需求。

本研究成功建立巴西皂树Quillaja lancifolia悬浮细胞培养体系，系统考察细胞生长、皂苷积累、诱导子调控、碳源对皂苷谱的影响，并借助 HPLC、LC‑MS/MS 确认细胞培养物中 QS‑21 的存在，再通过溶血试验、小鼠流感疫苗模型评价细胞源皂苷的生物活性。生长曲线结果显示，皂苷积累和生物量增长同步，在培养第 9 天达到峰值；未诱导的细胞中 QS‑21 含量可达细胞干重的 0.01‑0.1 %。科研人员在细胞指数生长末期测试多种诱导处理：50 μM 水杨酸处理 4 天后，QS‑21 产量实现约 3 倍提升；超声处理可提升总皂苷，但对 QS‑21 提升不显著；茉莉酸、山梨醇处理未能促进皂苷合成。培养基碳源种类还会改变皂苷组分谱，葡萄糖、蔗糖条件下得到的皂苷分子轮廓存在差异。溶血活性检测表明，细胞来源皂苷提取物具备皂苷典型溶血特性，但溶血活性弱于商品化 Quil‑A。在小鼠三价灭活流感疫苗模型中，细胞培养来源皂苷水提物作为佐剂使用，可显著提升流感特异性总 IgG、IgG1、IgG2a/b、IgG3 抗体滴度，证实该细胞提取物拥有真实的免疫增强功能。

对比已公开的其它替代生产体系，这套巴西皂树悬浮细胞的 QS‑21 产出水平处于无树木来源体系中的第一梯队。不同于树木需要数年生长，细胞悬浮培养仅需数天即可完成一轮生产，可实现密闭可控的生物反应器规模化制备。

该技术为解决 QS‑21 佐剂原料供应与生态保护矛盾提供可行方案。未来结合转录组解析皂苷合成通路，有望进一步改造细胞株，推动该佐剂的工业化细胞生物制造落地。

来源：10.1016/j.bcab.2025.103724