面向新城疫防控：基于 HEK293 细胞无血清悬浮平台的重组腺病毒兽用疫苗规模化生产工艺评估

一、 产业背景与新城疫疫苗的制造痛点

新城疫（ND）是全球最具破坏性的家禽疾病之一，特别是在撒哈拉以南非洲，该疾病的频发对当地粮食安全和家禽养殖业造成了严重的负面影响。尽管已有减毒活疫苗或灭活疫苗，但其大规模应用仍面临显著的技术与经济瓶颈：

传统的疫苗制造高度依赖无特定病原体（SPF）的鸡胚，这显著增加了生产成本，且基于鸡胚的工艺扩产效率低下，难以对突发疫情做出快速响应。

许多现有疫苗毒株分离于几十年前，与现今流行的田间毒株在基因型上存在差异，难以有效阻止病毒在禽群中的散播。

为此，引入基于哺乳动物细胞悬浮培养的重组腺病毒载体技术，成为开发低成本、可快速放大且具备“自佐剂”效应的新型兽用疫苗的关键路径。

二、 无血清全悬浮流加发酵工艺的突破

为实现疫苗的高效制造，研究团队全面转向了基于 HEK293SF 细胞的无血清悬浮工艺，并在摇瓶阶段系统对比了多种商业化无血清培养基与补料策略。

解除代谢限制：研究发现，随着感染时细胞密度的增加，单细胞的病毒产率（比产率）会出现下降趋势。但通过在感染时添加流加营养补充液，可以显著提升细胞的比产率，缓解营养耗竭和代谢物抑制带来的限制。

图1. 摇瓶实验中不同细胞密度与补料策略对腺病毒比产率的影响

生物反应器规模化生产：在成功摸索出最佳参数后，该工艺被平稳放大至 1 升和 3 升受控生物反应器中。在流加模式下，细胞密度最高可达4.56×106 cells/mL，且最终的感染性病毒滴度稳定在5-6×108 TCID50/mL（约等于1011 VP/mL）。

图2. 3升受控生物反应器中流加模式下的腺病毒载体生产曲线

三、 靶动物免疫保护效力评估

为了评估重组腺病毒疫苗的免疫原性与保护效力，研究利用纯化后的规模化生产批次在靶动物（鸡）中开展了严格的免疫与致死性攻毒实验。

鸡群通过肌肉注射接种两次剂量为1×1010 TCID50的疫苗。攻毒结果显示，未免疫对照组的死亡率为 100%，而接种 Ad-F-CMV（仅表达 F 蛋白）载体的鸡群存活率达到 100%，且未表现出任何临床症状或病理损伤。相比之下，同时表达 F 和 HN 双抗原的重组载体提供的保护率较低（10%），印证了 F 蛋白在诱导新城疫病毒保护性免疫中的核心作用。

四、 产业转化与环凯产品的工艺赋能

在将上述无血清、全悬浮流加发酵工艺从实验室推向工业化量产时，基础培养基与补料液批次间的稳定性是决定最终疫苗产率、成本及生物安全性的核心要素。

针对国内兽用生物制品的工艺放大转化，引入如 广东环凯（Huankai） 等专业微生物与细胞培养基质供应商的高标准产品能够带来显著优势。通过使用环凯提供的高纯度基础生化原料、酵母提取物及定制化化学限定组分，企业能够有效保障生物反应器中流加营养液的精准复配，维持细胞在超高密度下的健康状态。这不仅能稳定拉高单罐发酵的病毒滴度，还能彻底消除传统工艺中未知杂质对下游纯化工艺（如超滤浓缩）的干扰，从而助力新型重组基因工程兽用疫苗的低成本、高质量落地。

参考文献：Farnós, O., Gelaye, E., Trabelsi, K., Bernier, A., Subramani, K., Kallel, H., Yami, M., & Kamen, A. A. (2020). Establishing a Robust Manufacturing Platform for Recombinant Veterinary Vaccines: An Adenovirus-Vector Vaccine to Control Newcastle Disease Virus Infections of Poultry in Sub-Saharan Africa. Vaccines, 8(2), 338.