无血清禽细胞炼毒术:3亿病毒炼成7国际单位的狂犬疫苗奇迹
无血清禽细胞炼毒术:3亿病毒炼成7国际单位的狂犬疫苗奇迹
一、细胞系对狂犬病毒的易感性
AGE1.CR 与 AGE1.CR.pIX 两种禽源悬浮细胞系对原本在 BHK-21 中传代的 PV 狂犬病毒株均表现高度易感,不需要任何预先驯化即可产生 10⁷–10⁸ FFU/mL 的滴度;其中 CR.pIX 由于额外表达腺病毒 pIX 基因,在热应激相关通路的持续激活下,复制峰值略高,且细胞存活曲线更平缓,适合后续工艺放大。
二、关键工艺窗口的定量优化
感染复数:MOI 0.001 即可达到 6.8×10⁸ FFU/mL 的峰值,较 0.01 或 0.05 的常规用量降低 10–50 倍,显著节省毒种。
细胞密度:在 2×10⁶ cells/mL 接种密度下,单位细胞产毒量最高(76 FFU/cell/day),兼顾滴度峰值与细胞比产率;过高密度(4×10⁶ cells/mL)虽将滴度推高至 9×10⁸ FFU/mL,但比产率下降,提示“细胞密度效应”仍须通过营养策略修正。
培养基:专为禽源悬浮细胞设计的化学限定培养基 CD-U5(270 mOsm/kg)表现最优;以 DMEM 稀释后渗透压升高,比产率线性下降,75 % DMEM 条件下降幅达 75 %,证明低渗配方是维持高产毒活性的前提。
生长因子:去除培养基中唯一蛋白成分 LONG R³-IGF(10 ng/mL)后,滴度与细胞生长曲线无明显差异,进一步压缩成本并降低监管风险。
三、7 L 生物反应器放大与收获策略
在 7 L 搅拌罐内,采用批式、补料批式及灌注三种模式并行验证:
批式:8 天运行,收获 2.5 L,滴度 2.3×10⁸ FFU/mL,效力 3.5 IU/mL,可折算 8 750 剂。
灌注:13 天连续收获 8 次,累积 8 L,滴度稳定在 1.9–3.3×10⁸ FFU/mL,效力倍增至 7 IU/mL,理论剂量提升至 84 000 剂,较批式增长 9.6 倍。
灌注模式在维持高活率、延缓滴度衰减方面优势显著,且无需额外佐剂即可通过 NIH 小鼠效力试验,符合 WHO 对兽用狂犬疫苗 ≥1 IU/剂的要求。
图1 PV狂犬病病毒株感染CR细胞(A)和CR.pIX细胞(B)后3天的免疫荧光染色
四、经济学与可及性意义
全程无血清、无动物源蛋白,培养基成本显著低于传统含血清工艺;
悬浮细胞易于在线监控,可直接套用微生物发酵放大逻辑,适配 20 L–200 L 工业规模;
单次 7 L 灌注即可满足约 8–10 万只犬的年度免疫需求,为狂犬病高发、资源受限地区提供了可负担、可复制的技术路线。
来源:10.1186/s12896-022-00747-5
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