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制备细胞流感疫苗的新品应用及产业化潜能

GE生命科学
2019.12.09

本文将对流感疫苗的生产工艺及材料技术革新进行简单的介绍。

目前,国际通用的流感病毒疫苗生产,主要包括鸡胚工艺和细胞工艺。

尽管细胞基质流感疫苗已通过 FDA 的批准认证,鸡胚工艺仍以其生产策略简单、价格低廉等优势占据较大的国内市场份额。同时,由于鸡胚工艺具有久远的发展历史,且基础生产设备较多,生产能力较强,国内对流感疫苗的需求,仍较大程度上依赖鸡胚工艺。

然而相对于细胞工艺,鸡胚工艺有着显著的缺陷。相比之下,细胞工艺则优势显著。

可以说,细胞来源的灭活疫苗优势显著,替代鸡胚来源疫苗必将是未来的趋势 [2]。

目前,GE 医疗生命科学部已为细胞工艺流感疫苗的制备和纯化提供了优秀的生产策略及对应的创新产品,在推动细胞工艺流感疫苗中,起到了巨大的推动作用。

常用细胞及配套培养基

细胞工艺主要以 Vero 细胞和 MDCK 细胞为主要生产载体,配合恰当的无血清培养基,可以有效放大培养,提高病毒复制速度和滴度。

1

Vero 细胞 & Hyclone VaccineXpress 培养基

Vero 细胞是来自成年非洲绿猴肾细胞的转化细胞,属于贴壁依赖性成纤维细胞,支持多种病毒增殖。

来自 GE 医疗生命科学部的 Hyclone VaccineXpress 培养基对肾源细胞系的培养驯化有更好的针对性。该无血清、无动物源成分培养基,该培养基可用于贴壁依赖性 Vero 细胞和微载体的生长,可以对 Vero 细胞进行直接或间接驯化,并用于生产流感病毒、塞卡病毒、登革热病毒及呼吸道合胞病毒的疫苗。由于该培养基不具有动物源性成分,培养稳定性较高,可以有效提高细胞浓度,增加病毒感染率和产出率。

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2

MDCK 细胞 & Hyclone SFM4MegaVir 培养基

MDCK 细胞是雄性英国小猎犬肾脏来源细胞,对各类流感病毒都具有较高敏感性。

经过来自 GE 医疗生命科学部的 Hyclone 无血清流感病毒专用培养基-- Hyclone SFM4MegaVir 的培养驯化,MDCK 细胞可由贴壁状态转化为悬浮状态。驯化后 MDCK 细胞放大培养生长良好,在营养充足的情况下可以实现较大的细胞总量,满足流感病毒的培养要求,提高病毒复制及生长速度,提高病毒滴度 [3]。

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750KD 中空纤维

在病毒类疫苗中的广泛应用

新型中空纤维膜过滤技术具有温和低剪切力,通量高,操作灵活,寿命长成本低,易于放大等优点,解决了病毒颗粒在浓缩时易堵膜柱和对剪切力敏感易聚集两大技术难题,提供了较温和的超滤方法,因此广泛应用于疫苗等生物制药和生命科学研究领域。

▲ 中空纤维膜开放式的流道结构

和传统的平板膜包相比,中空纤维膜具有纤维管状的开放式流道结构(见上图)无筛网的管道状流道结构避免了料液的无规则剧烈湍流,因此具有更低的剪切力,温和的操作可以有效防止病毒表面糖蛋白的脱落和聚集,有利于保护大分子病毒的完整性,防止病毒颗粒聚集的同时有助于杂蛋白的透过和去除。

中空纤维 750KD 超滤膜采用先进的膜加工制造工艺,具有均一的孔径分布,有效截留病毒的同时避免病毒在膜上的沉积,速度快,收率高,同时较大的孔径使得 DNA 和杂蛋白等杂志透过而加以去除,降低浓缩浓缩后料液的黏度,提高产品质量。Bernd Kalbfuss等人将750KD 中空纤维膜用于 MDCK 细胞流感病毒培养液的浓缩,发现中空纤维可以有效除去宿主 DNA 等杂质。

纯化病毒的层析介质

传统工艺中的纯化病毒层析介质,对于高浓度病毒提取物,多采用离心法进行提纯,但该方法并不利于大规模提纯、有效提高生产效率及降低成本。因此 Capto Core 700 层析柱为扩大生产、提高效率并缩小成本应运而生。

▲ Capto core700 纯化病毒的图谱

Capto Core 700 新型填料,在清除宿主蛋白(HCP)、病毒提纯、清除宿主核酸等方面,可以产生与传统试剂(ULTA Prime GF,Sepharose 4FF 等)相同的效果,而 Capto Core 700 通过改进工艺,采用凝胶过滤与离子吸附相结合的模式,扩大工作缓冲液 pH 值范围,将单位体积层析柱的样本处理能力提高近 10 倍,流速提高近 5 倍。目前在鸡胚工艺应用过程中,该填料可以有效将卵清蛋白残留量降低 10 倍以上 [4]。

该层析柱可以通过简单的操作,为实验室及科研工作单位其提供高纯度的病毒样本,从而推进基础医学研究;大规模应用时,不仅有效简化工艺及操作过程,节省工业化生产成本,更为 EV71、狂犬病毒、轮状病毒及重组 VLP 类大分子病毒疫苗的商业化生产提供有力条件。

Biacore技术在

流感疫苗质控中的应用

抗原活性浓度定量是疫苗质控的关键环节。Biacore 可以对流感疫苗中的抗原进行准确定量。

通过将 HA 蛋白偶联于芯片上,孵育血清与等量 anti-HA 抗体后进样,测定游离 anti-HA 抗体的浓度建立标准曲线。病毒含量越高,游离anti-HA 抗体浓度越低,Biacore 的响应信号越低,由此可测定出流感抗原的含量。

与经典的单向免疫扩散法(SRID)相比,Biacore 具有更高的灵敏度和准确性。LOD 和 LOQ 较 SRID 法相比均降低了一个数量级,准确度高达 95%-105%。

▲ Comparison of Biacore and SRID assays

检测免疫原性

检测免疫原性是疫苗效价的关键指标,即检测疫苗注射后产生的抗体含量。基于Biacore技术可以直接进样血清样品,实时检测免疫后数周的血清中抗体含量。

▲ 免疫后数周的血清中抗体含量

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