CN102727877A - 一种生物反应器制备高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（jxa1-r株）的方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生物反应器制备高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株）的方法及其应用，包括如下步骤：（1）用微载体培养制苗用细胞；选择生物反应器；（2）制苗用毒液的繁殖与收获；（3）疫苗配制；（4）成品检验。该方法生产的疫苗，污染机率低，病毒滴度高（其毒价可提高5～20倍），批间差异小，产品质量稳定，副反应小，能全面提升疫苗质量。

Description

一种生物反应器制备高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗(JXA1-R株)的方法及其应用

技术领域

本发明涉及兽用生物制品技术领域，具体地，涉及猪繁殖与呼吸综合征疫苗技术领域，进一步地，涉及一种生物反应器制备高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株）的方法及其应用。 

背景技术

猪繁殖与呼吸综合征（PRRS），又称蓝耳病，是由猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)引起的猪的一种高度接触性传染病，不同年龄、品种和性别的猪均能感染，但以妊娠母猪和1月龄以内仔猪最易感。该病以母猪流产、死胎、弱胎、木乃伊胎以及仔猪呼吸困难、败血症、高死亡率等为主要特征。高致病性猪蓝耳病是由猪繁殖与呼吸综合征病毒变异株引起的一种急性、高致死性传染病，临床表现以体温高、发病率高和死亡率高“三高”为主要特点。2006年夏季，该病(当时称“猪无名高热病”)在我国较大范围流行，使我国养猪业遭受了前所未有的惨重的经济损失。根据基因同源性和血清学差异可将PRRSV分为美洲型和欧洲型，在我国流行的主要是美洲型毒株。由于目前尚无治疗该病的特效药物，因此使用特异性疫苗成为防控PRRS的主要措施。目前国内外已研制出灭活疫苗和弱毒活疫苗两种类型的疫苗，一般认为灭活疫苗安全性好，而弱毒活疫苗免疫效果更佳。近几年，随着多种PRRS弱毒活疫苗的推广，灭活疫苗的应用范围正逐渐缩小。在目前尚无更好的疫苗来预防该病的现阶段，在有PRRS病史的猪场和受到PRRSV强毒感染威胁的猪场接种PRRSV弱毒活疫苗，对控制该病和降低经济损失具有重要意义。 

在PRRS弱毒活疫苗制备过程中，涉及制苗用病毒液的制备工艺，这是疫苗 制备的关键点，而这一工艺传统的制备方法是通过转瓶培养细胞的生产方式来实现的，这种生产方式具有以下缺点：1）劳动强度大；2）批间差异大；3）细胞密度低，产量低；4）容易污染等。实践证明，仅仅依靠动物细胞通过转瓶培养方式生产病毒的量是有限的。为了克服现有PRRS弱毒活疫苗生产技术所存在的缺陷，寻找简便、高效的病毒株生长培养条件对提高疫苗质量、降低生产成本具有重大意义。 

近年来，利用生物反应器和微载体技术培养细胞、繁殖病毒在生物制药行业应用广泛。这一技术具有以下优点：1）产品批间差异小；2）极大的降低细菌污染的可能性；3）产品质量稳定，免疫副反应低；4）易于放大。如果将这一技术应用于PRRS疫苗的生产，则既保持细胞培养的优势又克服了其生产产量有限的缺点。我国在这方面的研究虽然起步较晚，但近年来研究非常活跃。专利公开号CN101612395A（一种培养敏感细胞生产蓝耳病疫苗的方法）公开了一种在生物反应器中用微载体培养敏感细胞生产猪蓝耳病疫苗的方法，所用的生物反应器为搅拌式生物反应器、气升式生物反应器、Wave生物反应器和中空纤维反应器，培养方式采用流加培养或灌注培养；专利申请公布号CN102038942A（应用生物反应器工业化生产猪蓝耳病疫苗的方法）中提出一种利用Cell Lift型生物反应器，采用生物反应器间逐级放大的倒罐式操作技术，进行细胞的高密度培养以制备疫苗的方法，所用的生物反应器为搅拌式生物反应器，所述载体为Cytodex系列微载体，采用批式、流加或灌注培养方式；专利申请公布号CN102002482A（猪呼吸与繁殖障碍综合征病毒毒的生产方法）则提出一种应用激流-灌注式生物反应器培养Marc-145细胞生产猪蓝耳病病毒的生产工艺，所述载体为聚酯酰胺纸片载体；而专利申请公布号CN101831412A（一种大规模生产猪蓝耳病病毒的方法）和专利申请公布号CN101979514A（猪蓝耳病病毒与疫苗及二者的生产方法）均提出一种采用潮汐式微载体悬浮培养生物反应器生产猪蓝耳病病毒的方法，所述微载体为片状、球形或网状，成分为聚酯、明胶或多糖，优选的为网状聚酯纤维。而应用搅拌式生物反应器-球形微载体体系培养细胞生产高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株），尚未见报道。 

发明内容

为此，本发明提供了一种生物反应器制备高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株）的方法及其应用，该方法克服PRRS弱毒活疫苗现有生产工艺“细胞转瓶培养法”的缺陷以及片状载体难于放大的特征，使病毒滴度提高5～20倍，显著提高疫苗的产量与质量。 

本发明的技术方案如下：一种生物反应器制备高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株）的方法及其应用，包括如下步骤： 

（1）用微载体培养制苗用细胞：选择生物反应器；选择球形微载体作为细胞贴附生长的载体；选择Marc-145细胞作为制苗用细胞；将Marc-145细胞经胰酶消化液消化传代，用配方为含7%～10%胎牛血清的DMEM培养基、pH调整为7.2的细胞生长液继续培养，培养温度为37℃，形成良好单层时，取转瓶上生长良好的Marc-145细胞，经胰酶消化液消化制备为细胞悬液，细胞计数后按每个微载体添加5～20个细胞的比例接种到含有细胞生长液与微载体的生物反应器中；生物反应器设定如下参数：温度37℃、pH值6.8～7.4、溶氧含量40%～60%、搅拌速度30～55rpm、CO2通气量5～10％，进行反应器自动控制培养; 

（2）制苗用毒液的繁殖与收获：培养后48～72小时待观察到微载体上细胞基本长满形成致密单层时，去掉细胞生长液，加入1/4～1工作体积的配方为含1%～4%胎牛血清的DMEM培养基、pH调整为7.2的细胞维持液；将猪繁殖与呼吸综合征病毒JXA1-R株种毒按照感染复数M.O.I.为0.0001～0.2的比例接种生长良好的上述细胞单层，37℃孵育1～5小时，然后向生物反应器中补足生物反应器正常工作所需要的培养基，并设定如下参数：温度37℃、pH值6.5～7.5、溶氧30%～60%、搅拌速度30～50rpm、CO2通气量2.5～10％，进行反应器自动控制培养;接毒后每隔2小时取反应器中微载体，用显微镜观察细胞病变情况，待观察微载体上细胞基本全部脱落、细胞病变达到80%以上时，停止反应器的搅拌，待微载体全部沉到反应器底部后，分别收获上清液和微载体；反复冻融1次，经离心或过滤除去细胞碎片，-40℃以下保存作为半成品；按《中 国兽药典》附录对半成品进行无菌检验及病毒含量测定，病毒含量应不低于10^7.0TCID₅₀/ml； 

（3）疫苗配制：将检验合格的收获病毒液按1∶1体积比例加入5%蔗糖脱脂乳冻干保护剂，充分摇匀，定量分装后按常规方法立即进行冷冻干燥。冻干后疫苗每头份病毒含量应≥10⁵TCID₅₀； 

（4）成品检验：按农业部审批通过的《高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株）制造及检验试行规程》要求进行检验，各项指标均符合规定。 

用生物反应器制备高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株）的方法，步骤(1)中，生物反应器为能够自动控制温度、pH、溶氧和搅拌速度等参数，适用于微载体培养的生物反应器，容积为1.3L～1500L。 

用生物反应器制备高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株）的方法，步骤(1)中，微载体为球形微载体，添加量为2～10g/L，在使用前需清洗、灭菌，方法如下：1）用PBS浸泡微载体三小时以上；2）用PBS清洗微载体3遍；3）用PBS浸泡微载体，121℃蒸汽灭菌30分钟。 

本发明的有益效果为：一种生物反应器制备高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株）的方法及其应用，与传统的转瓶生产工艺相比，具有以下优点： 

（1）应用本发明生产的疫苗，污染机率低，病毒滴度高（其毒价可提高5～20倍），批间差异小，产品质量稳定，副反应小，能全面提升疫苗质量； 

（2）自动化程度高，劳动强度小，节省人力，且产量大、占地小、生产周期短，能有效降低生产成本； 

（3）本发明采用球形微载体作为细胞培养载体，易于快速扩大生产规模，能克服片状载体难于放大的特征。 

具体实施方式

实验说明： 

实施例1： 

一种生物反应器制备高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株）的 方法及其应用，步骤如下： 

（1）用微载体培养制苗用细胞：选择7.5L生物反应器，其工作体积为5L；选择Cytodex I球形微载体作为细胞贴附生长的载体，使用量为4g/L培养基，称量CytodexⅠ球形微载体，并对其进行清洗、灭菌，方法为：1）用适量PBS浸泡3小时；2）用适量PBS清洗微载体3遍；3）加入适量PBS浸泡微载体，121℃蒸汽灭菌30分钟；选择Marc-145细胞作为制苗用细胞；将Marc-145细胞经胰酶消化液消化传代，用配方为含10%胎牛血清的90%DMEM培养基、pH调整为7.2的细胞生长液继续培养，培养温度为37℃，形成良好单层时，取转瓶上生长良好的Marc-145细胞，经胰酶消化液消化制备为细胞悬液，细胞计数后按每个微载体添加10个细胞的比例接种到含有细胞生长液与微载体的生物反应器中；生物反应器设定如下参数：温度37℃、pH值7.0、溶氧含量50%、搅拌速度45rpm、CO2通气量5%，进行反应器自动控制培养; 

（2）制苗用毒液的繁殖与收获：培养后48小时待观察到微载体上细胞基本长满形成致密单层时，去掉细胞生长液，加入1/4工作体积的配方为含2%胎牛血清的98%DMEM培养基、pH调整为7.2的细胞维持液；将猪繁殖与呼吸综合征病毒JXA1-R株种毒按照感染复数M.O.I.为0.002的比例接种生长良好的上述细胞单层，37℃孵育3小时，然后向生物反应器中补足生物反应器正常工作所需要的培养基，并设定如下参数：温度37℃、pH值7.0、溶氧40%、搅拌速度40rpm、CO₂通气量5％，进行反应器自动控制培养;接毒后每隔2小时取反应器中微载体，用显微镜观察细胞病变情况，待观察微载体上细胞基本全部脱落、细胞病变达到80%以上时，停止反应器的搅拌，待微载体全部沉到反应器底部后，分别收获上清液和微载体；反复冻融1次，经离心或过滤除去细胞碎片，-40℃以下保存作为半成品；按《中国兽药典》附录对半成品进行无菌检验及病毒含量测定；结果收获病毒液10L，无菌检验合格，病毒含量达10^8.8TCID₅₀/ml; 

（3）疫苗配制：将检验合格的收获病毒液按1∶1体积比例加入5%蔗糖脱脂乳冻干保护剂，充分摇匀，定量分装后按常规方法立即进行冷冻干燥。冻干后疫苗每头份病毒含量应≥10⁵TCID50； 

（4）成品检验：按农业部审批通过的《高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株）制造及检验试行规程》要求进行检验，各项指标均符合规定，详见表1。 

表1用生物反应器制备高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗 

（JXA1-R株）检验结果 

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。 

Claims (3)

1.一种生物反应器制备高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株）的方法及其应用，包括如下步骤：

（1）用微载体培养制苗用细胞：选择生物反应器；选择球形微载体作为细胞贴附生长的载体；选择Marc-145细胞作为制苗用细胞；将Marc-145细胞经胰酶消化液消化传代，用配方为含7%～10%胎牛血清的DMEM培养基、pH调整为7.2的细胞生长液继续培养，培养温度为37℃，形成良好单层时，取转瓶上生长良好的Marc-145细胞，经胰酶消化液消化制备为细胞悬液，细胞计数后按每个微载体添加5～20个细胞的比例接种到含有细胞生长液与微载体的生物反应器中；生物反应器设定如下参数：温度37℃、pH值6.8～7.4、溶氧含量40%～60%、搅拌速度30～55rpm、CO2 通气量5～10%，进行反应器自动控制培养;

    （2）制苗用毒液的繁殖与收获：培养后48～72小时待观察到微载体上细胞基本长满形成致密单层时，去掉细胞生长液，加入1/4～1工作体积的配方为含1%～4%胎牛血清的DMEM培养基、pH调整为7.2的细胞维持液；将猪繁殖与呼吸综合征病毒JXA1-R株种毒按照感染复数M.O.I.为0.0001～0.2的比例接种生长良好的上述细胞单层， 37℃孵育1～5小时，然后向生物反应器中补足生物反应器正常工作所需要的培养基，并设定如下参数：温度37℃、pH值6.5～7.5、溶氧30%～60%、搅拌速度30～50rpm、CO2通气量 2.5～10%，进行反应器自动控制培养;接毒后每隔2小时取反应器中微载体，用显微镜观察细胞病变情况，待观察微载体上细胞基本全部脱落、细胞病变达到80%以上时，停止反应器的搅拌，待微载体全部沉到反应器底部后，分别收获上清液和微载体；反复冻融1次，经离心或过滤除去细胞碎片，-40℃以下保存作为半成品；按《中国兽药典》附录对半成品进行无菌检验及病毒含量测定，病毒含量应不低于10^7.0TCID₅₀/ml；

（3）疫苗配制：将检验合格的收获病毒液按1∶1体积比例加入5%蔗糖脱脂乳冻干保护剂，充分摇匀，定量分装后按常规方法立即进行冷冻干燥，冻干后疫苗每头份病毒含量应≥10⁵TCID50；

（4）成品检验：按农业部审批通过的《高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株）制造及检验试行规程》要求进行检验，各项指标均符合规定。

2.如权利要求1所述的一种生物反应器制备高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株）的方法及其应用，步骤(1)中，生物反应器为能够自动控制温度、pH、溶氧和搅拌速度等参数，适用于微载体培养的生物反应器，容积为1.3L～1500L。

3.如权利要求1所述的一种生物反应器制备高致病性猪繁殖与呼吸综合征活疫苗（JXA1-R株）的方法及其应用，其特征在于，步骤(1)中，微载体为球形微载体，添加量为2～10g/L，在使用前需清洗、灭菌，方法如下：1）用PBS浸泡微载体三小时以上；2）用PBS清洗微载体3遍；3）用PBS浸泡微载体，121℃蒸汽灭菌30分钟。