悬浮 Vero 细胞来了：病毒疫苗生产从“贴壁扩增”迈向高效放大

Vero 细胞：病毒疫苗生产的“老牌主力”

疫苗生产离不开稳定、高效、可控的细胞基质。过去，许多病毒疫苗依赖鸡胚、原代细胞或贴壁细胞体系生产，但随着疫苗产业对质量一致性、工艺可放大性和生物安全性的要求不断提高，连续细胞系逐渐成为病毒疫苗生产的重要平台。

Vero 细胞最早来源于非洲绿猴肾上皮细胞，因其对多种病毒高度易感，被广泛用于脊髓灰质炎病毒、狂犬病毒、黄热病毒、呼吸道合胞病毒等病毒的培养和疫苗生产。文章指出，Vero 细胞不仅是较早被监管认可的疫苗生产细胞系，也是过去几十年病毒疫苗工业中应用最广泛的连续细胞系之一。

不过，传统 Vero 细胞最大的限制也很明显：它们通常需要贴附在表面才能生长。换句话说，想要获得更多细胞，就必须提供更大的贴壁面积。无论是细胞工厂、多层培养瓶，还是微载体反应器，本质上都是围绕“增加可贴附面积”展开。这类工艺虽然成熟，但放大过程复杂，操作步骤多，对设备、微载体、剪切力控制和细胞消化传代都有较高要求。

为什么要把 Vero 细胞改造成“悬浮型”？

悬浮培养的优势在于，它不再依赖细胞贴附表面，而是让细胞直接在液体培养基中增殖。这样一来，工艺放大就可以从“扩展表面积”转变为“扩大培养体积”，更适合搅拌罐、生物反应器和一次性反应器等工业平台。

对于疫苗生产来说，悬浮 Vero 细胞至少有三个明显好处。第一，省去了贴壁培养中的细胞贴附、胰酶消化、微载体分离等步骤，工艺更简洁；第二，悬浮体系更容易实现高密度培养和自动化控制；第三，无血清培养体系可以降低动物源成分带来的外源因子风险、批次差异和下游纯化压力。文章也提到，去除血清有助于减少病毒、支原体或朊病毒污染风险，同时降低培养基批次差异和纯化成本。

但问题也在这里：Vero 细胞天生偏贴壁，要让它们稳定悬浮生长并不容易。以往不少悬浮适应 Vero 细胞存在倍增时间长、容易聚团、细胞密度不高等问题，限制了其进一步产业化。因此，这篇文章的价值不仅在于“得到了一株悬浮 Vero 细胞”，更在于作者系统回答了一个关键问题：这株细胞能不能长得稳定、代谢是否健康、病毒受体是否还在、产毒能力是否够强。

一株能在无血清体系中悬浮生长的 Vero 细胞

研究人员从一株已适应无血清培养的贴壁 Vero 细胞出发，获得了一株能够主动悬浮增殖的新型 Vero 细胞分离株。该悬浮细胞使用无血清、化学成分明确的培养基，在摇床条件下培养，并与亲本贴壁 Vero 细胞进行对比。

在生长性能方面，悬浮 Vero 细胞的倍增时间约为 39–40 小时，而贴壁 Vero 细胞约为 27–30 小时，说明悬浮适应后细胞增殖速度有所下降。这个现象并不意外，因为细胞从贴壁状态转变为悬浮状态，意味着细胞骨架、黏附结构、代谢调控和信号通路都要重新适应。

不过，从工艺角度看，这株悬浮 Vero 细胞已经具备可开发价值。研究中悬浮细胞在摇瓶中最高可达到约 1.4 × 10⁶ cells/mL，在生物反应器条件下最高可达到约 2.5 × 10⁶ cells/mL。虽然这还不是最终工业优化水平，但已经说明该细胞系能够在无贴附基质条件下实现较稳定扩增。

代谢表现：悬浮细胞更少“产酸”

细胞培养不是只看细胞数，还要看代谢状态。葡萄糖、乳酸、谷氨酰胺和铵离子等指标，往往直接影响细胞健康、病毒复制和后续工艺稳定性。

文章比较了贴壁 Vero 和悬浮 Vero 在培养过程中的代谢变化。结果显示，悬浮 Vero 细胞总体葡萄糖消耗少于贴壁细胞，乳酸积累也明显更低。到培养后期，贴壁细胞乳酸浓度可达到约 26 mM，而悬浮细胞约为 11 mM。作者认为，这提示悬浮细胞可能具有更有效的葡萄糖代谢，较少把葡萄糖转化为乳酸。

这一点对疫苗生产很关键。乳酸过度积累会改变培养基 pH 和细胞微环境，影响细胞状态和病毒复制。悬浮细胞乳酸水平较低，意味着后续仍有空间通过补料策略、灌流培养或代谢优化进一步提高细胞密度和病毒产量。

转录组揭示：细胞“放下黏附”，才能真正悬浮

为了弄清楚 Vero 细胞为什么能够适应悬浮培养，研究人员对贴壁和悬浮细胞进行了 RNA-seq 转录组分析。结果显示，在第 25 代时，两类细胞共有 11,182 个表达基因，其中 858 个基因存在显著差异，占总表达基因的 7.7%。在这些差异基因中，657 个在悬浮细胞中下调，201 个上调，说明悬浮适应主要表现为一批基因表达降低。

最值得关注的是，下调基因大量集中在细胞外基质、细胞黏附、细胞连接和质膜相关通路。例如 CDH6、CLDN10、CLDN4、CLDN3、CRB3 和 CADM1 等细胞连接相关基因在悬浮 Vero 细胞中明显下降。简单理解，就是细胞逐渐减少了“抓住表面”和“彼此紧密连接”的分子基础，从而更适合在液体环境中独立悬浮生长。

与此同时，部分炎症反应、细胞因子活性和凋亡相关通路出现上调，例如 IL1A、IL1B、CXCL2、CXCL8、CHAC1、DDIT3 和 TRIB3 等基因变化。这说明悬浮适应并不是一个简单的形态改变，而是伴随着细胞应激、信号转导和代谢重塑的系统性过程。

生长优化：bFGF 让细胞密度进一步提升

转录组分析还发现，悬浮 Vero 细胞中部分与增殖相关的信号通路发生了变化，其中包括 Wnt 信号通路和酪氨酸激酶受体相关通路。研究人员据此尝试通过添加外源因子改善细胞增殖。

结果显示，激活 Wnt 通路并没有带来明显促进作用，其中强效 Wnt 激动剂 SKL2001 反而使细胞增殖能力下降约 30%。相比之下，添加碱性成纤维细胞生长因子 bFGF 后，悬浮 Vero 细胞密度呈剂量依赖性提升。20 ng/mL bFGF 处理 3 天后，细胞密度提高约 17%–20%。

这说明悬浮 Vero 细胞仍有较大的培养基优化空间。未来，如果进一步结合氨基酸、脂质、微量元素、能量代谢调控因子以及补料策略，可能继续缩短倍增时间、提高峰值细胞密度，并最终提升病毒疫苗生产效率。

病毒受体没有丢，这是疫苗生产的关键

悬浮细胞能长起来只是第一步，更关键的是它还能不能高效感染病毒。对于病毒疫苗生产细胞来说，病毒受体表达是否稳定直接决定了病毒进入细胞的效率。

文章比较了贴壁和悬浮 Vero 细胞中相关病毒受体的表达情况，结果显示，在第 25 代时，两类细胞的关键病毒受体表达没有显著差异。这一点非常重要，说明悬浮适应虽然改变了黏附和细胞外基质相关基因，但没有明显损害 Vero 细胞对目标病毒的易感基础。

这也是本文能够继续开展病毒生产比较的前提。否则，即便悬浮细胞长得再好，如果病毒进不去或复制效率降低，也很难作为疫苗生产平台。

产毒能力：不只是能用，部分病毒产量还更高

研究人员选取了三类不同病毒进行验证：脊髓灰质炎病毒 1 型和 3 型、黄热病毒以及呼吸道合胞病毒。这些病毒分别属于不同病毒家族，能够较好评估悬浮 Vero 细胞作为通用病毒疫苗生产平台的潜力。

结果显示，对于脊髓灰质炎病毒 1 型，悬浮 Vero 与贴壁 Vero 的抗原 D 产量相近，分别为 214 UI/mL 和 199 UI/mL。对于脊髓灰质炎病毒 3 型，悬浮 Vero 的产量更高，达到 189.5 UI/mL，而贴壁 Vero 为 146.5 UI/mL，提升接近 30%。

对于黄热病毒，悬浮 Vero 细胞的感染性滴度达到 8.08 log₁₀ CCID50/mL，贴壁细胞为 7.68 log₁₀ CCID50/mL，换算后表现为约 150% 的提升。对于呼吸道合胞病毒，悬浮 Vero 细胞达到 7.61 log₁₀ CCID50/mL，贴壁细胞为 7.21 log₁₀ CCID50/mL，滴度提升约 142%。这些结果说明，该悬浮 Vero 细胞不仅保持了病毒生产能力，在某些病毒上甚至比贴壁体系更具优势。

图1 显示了(A)脊髓灰质炎病毒血清型1 （PV1）和(B)脊髓灰质炎病毒血清型3 （PV3）的抗原D最大滴度，以及(C)黄热病病毒或(D)呼吸道合胞病毒（RSV）感染的悬浮Vero细胞与贴壁Vero细胞相比的最大感染滴度。

从贴壁到悬浮，疫苗工艺正在换挡

这篇文章的意义，不只是报道了一株新的悬浮 Vero 细胞，更重要的是提供了一个较完整的评价框架。作者没有只看细胞是否悬浮，也没有只看病毒滴度，而是把细胞生长、代谢状态、转录组变化、培养基优化和病毒生产能力串联起来，形成了一个适合产业转化的分析逻辑。

从产业角度看，悬浮 Vero 细胞如果进一步成熟，将可能减少微载体使用，降低贴壁培养放大难度，简化传代和收获流程，并提高生物反应器生产的灵活性。尤其在突发传染病疫苗、兽用病毒疫苗和多品种疫苗平台建设中，悬浮细胞体系的快速放大能力会越来越重要。

当然，这项技术距离完全工业化仍有后续工作。比如，细胞密度还可以继续提高，培养基成本需要评估，病毒感染参数需要逐一优化，长期传代稳定性、遗传稳定性、外源因子安全性和残留 DNA 控制等也都需要符合监管要求。但这篇文章已经证明：悬浮 Vero 细胞不是概念，而是有望成为病毒疫苗生产的现实平台。

环凯相关产品：无血清培养基与疫苗生产培养体系的配套思路

对于悬浮 Vero 细胞这类疫苗生产平台来说，培养基是决定细胞密度、代谢状态和病毒产量的核心因素之一。环凯生物已有细胞培养基系列产品布局，包括 DMEM、MEM、RPMI 1640、DMEM/F-12 等基础培养基，可用于多种哺乳动物细胞体外培养；其产品资料中也提到，DMEM/F-12 是无血清培养基开发的重要基础，适用于低血清条件下的哺乳动物细胞培养。

同时，环凯相关资讯中也提到其面向科研与工业用户提供疫苗生产专用无血清培养基，并针对 sMDCK、CHO、Vero 等悬浮细胞进行优化，强调批次稳定性和促生长效能。需要注意的是，本文研究的是一株特定的悬浮 Vero 细胞系，而环凯产品更多是培养基和工艺支持方向，两者并不是同一种产品；但从应用场景看，二者都服务于“去血清化、高密度、可放大”的病毒培养和疫苗生产趋势。

因此，类似环凯这类培养基产品，可作为悬浮 Vero、sMDCK、CHO 等细胞平台开发中的重要配套工具。未来，如果企业希望建立更稳定、更安全、更易放大的病毒培养工艺，细胞株驯化、无血清培养基优化和生物反应器参数控制需要同步推进，单靠某一个环节很难实现真正的工业化提升。

关键发现

• 研究获得了一株可在无血清、化学成分明确培养基中悬浮生长的 Vero 细胞。
• 悬浮 Vero 细胞倍增时间约 40 小时，慢于贴壁 Vero，但具备稳定扩增能力。
• 悬浮 Vero 细胞葡萄糖消耗和乳酸积累较低，提示其代谢状态具有一定优势。
• 转录组显示，悬浮适应主要伴随细胞黏附、细胞连接和细胞外基质相关基因下调。
• bFGF 可进一步促进悬浮 Vero 细胞生长，20 ng/mL 条件下细胞密度提升约 17%–20%。
• 悬浮适应没有显著影响关键病毒受体表达，说明其仍保留病毒易感性。
• 在 PV3、YFV 和 RSV 生产中，悬浮 Vero 细胞表现出高于贴壁 Vero 的病毒产量。
• 悬浮 Vero 细胞有望成为病毒疫苗生产中更易放大、更低成本、更适合工业化的平台。

参考文献：

Bourigault, L., Bresson, C., Jean, C., Chevalard, C., Kloutz, M., Soulet, D., Pelissier, F., Richard, S., Bassard, I., Sève, N., Charretier, C., & Pain, B. (2025). Characterization of a suspension vero cell line for viral vaccine production. Npj Vaccines, 10(1), 114. https://doi.org/10.1038/s41541-025-01157-2