质量设计驱动的生物反应器培养工艺：口蹄疫兽用疫苗生产的新策略

质量设计（QbD）：提升疫苗生产可靠性

在疫苗工业化生产中，批次间差异和生产效率一直是关键挑战。QbD方法通过明确关键质量属性（CQAs）和关键工艺参数（CPPs），对口蹄疫疫苗的细胞培养进行优化。研究中，团队对温度（37±0.5℃）、pH（7.2±0.1）、溶氧（30–40%饱和）及搅拌速率（50–70 rpm）等参数进行系统化调控，结果显示：

病毒抗原产量提高 约25–30%

生产批次间活性差异降低至 <5%

细胞存活率提升至 95%以上

这表明QbD驱动的工艺优化不仅提升了产量，也保障了疫苗批次一致性和可重复性。

图1. 两个因素（细胞培养持续时间、温度）的交互作用对MOI¼2.5、pH¼7.6、感染持续时间¼12 h条件下3个关键质量属性（CQAs）水平的影响。(a) TCID50，(b)抗原滴度，(c)总蛋白。

生物反应器工艺优化的优势

研究进一步发现，通过优化生物反应器操作条件，可实现以下优势：

提高疫苗产量

精确控制温度、pH、溶氧及搅拌速率，使病毒抗原含量比传统培养方式提高 25–30%。

保障疫苗质量

每批次疫苗的病毒滴度和免疫原性均保持高一致性，活性差异降低至 <5%。

减少生产风险

通过预测关键参数变化对产量的影响，提前识别潜在风险，降低生产失败率。

支持规模化生产

优化后的生物反应器工艺适合从 50 L 到 2000 L 不同规模的工业生产，满足大规模疫苗需求。

研究结论与应用前景

研究总结指出：

QbD 驱动的工艺开发显著提升了口蹄疫疫苗的产量、质量和批次一致性。

精细调控生物反应器关键参数（温度、pH、溶氧、搅拌速率）是实现高效、安全生产的核心策略。

这一方法可推广到其他病毒或细菌疫苗的工业化生产，为兽用疫苗生产提供可复制、标准化的流程。

企业实践示例

国内企业环凯也有类似的 无血清培养基产品，可应用于兽用疫苗的细胞培养和生产。该类产品为工业化疫苗生产提供了可靠的培养体系选择，支持疫苗研发和规模化生产。

关键发现

QbD 方法在疫苗生产中提高了工艺可控性和疫苗一致性。

精细调控温度、pH、溶氧和搅拌速率可提升抗原产量 25–30%，降低批次差异。

采用工业化优化工艺的企业，可实现安全、高效、批量生产口蹄疫及其他兽用疫苗。

环凯有类似的无血清培养基产品，可支持工业化兽用疫苗生产。

参考文献

Li, X., Liu, X., Wang, R., An, F., Nie, J., Zhang, Y., Ahamada, H., Liu, X., Liu, C., Deng, Y., Yang, Y., & Bai, Z. (2019). Quality by design-driven process development of cell culture in bioreactor for the production of foot-and-mouth veterinary vaccine. Journal of Pharmaceutical Sciences, 108(7), 2288–2295. https://doi.org/10.1016/j.xphs.2019.02.004