JP2633392B2 - ウイルス/ウイルス抗原を生産するためのバイオマス - Google Patents

ウイルス/ウイルス抗原を生産するためのバイオマス

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はウイルス/ウイルス抗原を生産するためのバ
イオマスおよび方法に関する。
ウイルス/ウイルス抗原の生産法は知られている。出
発物質はしばしば、ヒト組織または動物組織から得たい
わゆる初代細胞培養からなる。これらの初代細胞をウイ
ルス(“種ウイルス”)に感染させると、ウイルスの増
殖によってウイルス抗原が生成する。
例えばダニ媒介脳炎ウイルス(TBEウイルス)を増殖
させる方法はAT-B-358167に記述されている:ヒヨコ胚
細胞を細胞培養培地に懸濁し、このウイルスに感染さ
せ、これをTBEウイルス抗原生産のためのバイオマスと
して使用する。この目的のために、このバイオマスを有
酸素条件下25〜38℃の温度で1〜5日間懸濁状態で維持
する。次いで細胞と細胞断片を遠心分離によって分離
し、得られたウイルス懸濁液をホルマリンまたはβ−プ
ロピオラクトンを用いて不活化し、限外濾過によってウ
イルス抗原を濃縮し、精製し、通常の方法でさらに加工
してワクチンにする。
初代細胞培養の一般的な調製では、単一細胞群と可能
な限り小さい細胞凝集体群が得られるように特に注意が
払われる。これを達成するためには、組織を機械的また
は酵素的に最大限に崩壊(崩解)させなければならな
い。しかしこの処理には多くの細胞の崩壊が伴う。この
ような細胞調製物を適切な担体マトリックスの表面に移
植すると、死亡細胞が上清に残り、これを除去すること
ができる。しかし、TBEウイルス抗原を生産するために
このような懸濁培養中の細胞調製物を使用する場合に
は、生存細胞を死亡細胞または破損細胞から分離する手
段がない。その結果、徐々に起こる細胞溶解によって、
目的生成物からの分離が困難な細胞タンパク質が培地中
に高度に混入することになる。
また懸濁状態の単一細胞群および小さい細胞凝集体群
を用いる場合、細胞が例えば撹拌の際に生じる剪断力に
よって重要な損傷を受け得るので、ウイルス/ウイルス
抗原生産の再現性が低い。
本発明の目的は、これらの不都合を排除すること、な
らびに、培養のウイルス/ウイルス抗原生産量を高め、
取り扱いが容易で、ウイルス/ウイルス抗原を生産する
ための商業的規模で使用でき、ウイルス/ウイルス抗原
が培養培地から高純度で回収できるウイルス/ウイルス
抗原生産用バイオマスを提供することにある。
上に指摘した要求を満たす本発明のバイオマスは100
μm〜1000μmの直径を有する細胞凝集体から構成さ
れ、このバイオマスをウイルスに感染させる。
本明細書において、用語「バイオマス」は細胞の集合
体を意味する。これには種々の大きさを有する細胞凝集
体が含まれる。
本発明のバイオマスの細胞凝集体はヒトまたは動物組
織の機械的または酵素的処理によって得られ、その細胞
凝集体をさらに分散させるために、機械的に崩壊させた
組織をトリプシン、キモトリプシンあるいはエラスター
ゼなどのプロテアーゼを用いてさらに粉砕して目的のサ
イズの細胞凝集体にすることができる。
ヒトまたは動物の単一細胞群をアグルチニン(agglut
inin)などの細胞凝集物質で処理することによって、本
発明のバイオマスの細胞凝集体をヒトまたは動物の単一
細胞群から得ることもできる。
1000μmより大きいか、100μmより小さい直径の細
胞凝集体および単一細胞の分離は、篩分けか、あるいは
好ましくは沈降によって達成できる。ポア(孔)サイズ
100μmの篩は容易に詰まるので、篩分けと比べると沈
降の方が実施が簡便である。さらに沈降には複雑で高価
な分離装置は必要なく、後者は滅菌性に関する利点をも
提供する。100μm〜1000μmの直径を有する細胞凝集
体が1cm/分より速い速度で沈降し、一方、より小さい細
胞凝集体が1cm/分より遅い速度で沈降することが明らか
になった。1000μmより小さい粒子の分離は単に篩分け
によって達成できる。というのは閉塞の危険性が極めて
低いからである。
本発明のバイオマスの好ましい態様は、その培養培地
中に懸濁した状態で高い代謝活性を示すことによって特
徴づけられる;グルコース消費に基づけば、この代謝活
性は3〜5mgグルコース/gバイオマス/時間である。
本発明のバイオマスを調製するために使用する細胞凝
集体はさらに、比較的少量の種ウイルスによる感染です
でに多量のウイルス抗原を生産するという利点を有して
いる。100μmより小さい細胞凝集体や1000μmより大
きい細胞凝集体を感染させて等量のウイルス/ウイルス
抗原を生産するためには、はるかに多量の種ウイルスが
必要であることが立証された。
本発明のバイオマスを少なくとも0.01mmol/lの酸素濃
度、好ましくは少なくとも0.06mmol/lの酸素濃度で培養
培地中に維持することによって、ウイルス/ウイルス抗
原生産をさらに増大させることができる。
培養培地の細胞凝集体濃度が少なくとも10mg細胞凝集
体/mlでれば有利である。
本発明のバイオマスは、それが鳥類胚細胞(具体的に
はヒヨコ胚細胞)の細胞凝集体で構成される場合には特
にダニ媒介脳炎ウイルス(TBEウイルス)/ウイルス抗
原の生産に適しており、1.60mmolO2・l-1・h-1より高い酸
素輸送速度(好ましくは1.65〜2.40mmolO2・l-1・h-1の酸
素輸送速度)に調節すればウイルス/ウイルス抗原生産
量がさらに増大する。
mmolO2・l-1・h-1の単位で表される酸素輸送速度(OR
T)は細胞培養中への酸素の導入の尺度であることが知
られている。一方、酸素取り込み速度(OUR)は細胞一
般の代謝活性の尺度であり、したがって間接的に細胞の
ウイルス/ウイルス抗原合成能力の尺度である。
TBEウイルス抗原生産のために現在知られているすべ
ての方法では、培養培地中に存在する大量の感染細胞が
pHの低下を招き、したがってウイルス力価の望ましくな
い不活化とウイルス抗原の破壊をもたらすので、ウイル
ス抗原の特異的生産量が制限される。
充分な量の酸素を培養液中に例えば撹拌あるいは静的
および/または動的気体分配法で導入すれば、激しく通
気したこのような培養のpHが低下しないこと、ならびに
ウイルス/ウイルス抗原の一定した高生産量を維持でき
ることがわかった。
表面だけで酸素雰囲気と接触する2x107細胞/mlの細胞
密度を有する大規模培養ではTBEウイルス/ウイルス抗
原生産が激しく減少するであろうことが、測定により明
らかになった。反対に培養中に酸素を活発に導入すれ
ば、抗原の収量を著しく増大させることができる。
本発明の方法の好ましい態様は、1.65mmolO2・l-1・h-1
より高く、好ましくは1.65〜2.40mmolO2・l-1・h-1の酸素
輸送速度に調節し、最適には湿細胞量を多くても30g/l
培養培地とすることにある。
TBEウイルス/ウイルス抗原の生産が本発明に従って
使用する細胞凝集体の濃度に比例することが実験により
立証された。本発明の方法は10mg/ml未満の細胞凝集体
濃度でも実行できる。反対に感染した単一細胞群を培養
すれば、ウイルス/ウイルス抗原を生産するためには、
最低10mg/mlの濃度が絶対的に必要であることがわかっ
た。
初代細胞培養の感染に必要な高い種ウイルス力価は通
常そのウイルスのマウス脳中での増殖によってのみ得ら
れる。本発明に従えばかなり少量のウイルスで細胞凝集
体を感染させ得るという事実によって、本バイオマスの
感染に必要な種ウイルスは細胞培養上清からも得ること
ができる。これによって、マウス脳のタンパク質が混入
する機会が明らかに減少する。
さらに、鳥類胚細胞の細胞凝集体から構成される本発
明のバイオマスがインフルエンザ、ワクシニアまたはア
ビポックス(avipox)ウイルス抗原の生産にも適してい
ることが立証された。
以下の典型的態様を用いて本発明をより詳細に説明す
る。
実施例1 抗原収量に対する細胞凝集体サイズの影響 SPF(特異的病原体非含有)雌ニワトリ卵を37℃で12
日間インキュベートし、スミア測定装置で実際の胚成長
を試験し、アルコールで消毒し、滅菌箱中で開いた。胚
を取り出し、洗浄し、切断によって粗く崩壊させた。次
いでタンパク加水分解酵素(1mg/胚)を37℃で20分間添
加することによって、この胚組織の酵素的消化を達成し
た。>1000μmに相当するメッシュサイズを有する篩に
通して、この組織懸濁液から1000μmより大きい組織片
を分離した。さらに、沈降速度≧1cm/分を分離規準とす
る沈降工程によって、これらの細胞凝集体の崩壊を達成
できた。この目的のために、細胞懸濁液を沈降管を通し
て底から最上部へ流速1cm/分で汲み上げた。かなり大き
い細胞凝集体はこの管の底に沈降したが、単一細胞また
はより小さい細胞凝集体は懸濁状態で残った。異なるポ
アサイズを有する複数の篩を用いる調査によって、この
ような条件下で沈降する細胞凝集体が<1000μm、>10
0μmのサイズ分布を有することが明らかになった。
この方法で3つの細胞凝集体画分を得た。
1.<100μm 2.>1000μm 3.<1000μm、>100μm 等しいバイオマス濃度(30g/l)のこれらの画分をそ
れぞれ培養培地(Medl99)に懸濁し、TBEウイルス(1x1
05pfu/mgバイオマス)に感染させた。ウイルス増殖を37
℃で行い、細胞を一定撹拌下で懸濁状態に保った。4日
後、生成したウイルス抗原の量をELISAを用いて決定し
た。
画分(100μm未満の細胞凝集体)の場合はウイルス
/ウイルス抗原生産が4.9μg/mlであり;画分2(1000
μmより大きい細胞凝集体)の場合はウイルス/ウイル
ス抗原生産が4.7μg/mlであり;本発明に従って使用し
た画分の場合はウイルス/ウイルス抗原生産が9.3μg/m
lであった。
実施例2 CEC(ヒヨコ胚細胞)タンパク質の混入に対する細胞凝
集体サイズの影響 実施例1で得た画分1および画分3の培養培地を、培
養開始の2日後にそのCECタンパク質含量について調べ
た。画分1の培養培地は1.80mgCECタンパク質/mlを含有
し、一方、画分3の培養培地中には0.84mgCECタンパク
質/mlより多くを検出できなかった。
実施例3 ウイルス/ウイルス抗原生産に対する種ウイルス量の影
響 画分1および画分3の細胞凝集体サイズを有するバイ
オマスを実施例1に記述したように培養し、4つの異な
った高い種ウイルス量(それぞれ3.2x103pfu、1x104pf
u、3.2x104pfu、および1x105pfu/mgバイオマス)を感染
に使用して、そのウイルス/ウイルス抗原生産を決定し
た。結果を次の表1に要約する。本発明に従って使用さ
れる画分3が等量の種ウイルスで本質的により大量のウ
イルス/ウイルス抗原を産出することが、この表から明
らかである。
実施例4 抗原生産に対する酸素濃度の影響 実施例1に記載した条件下で本発明のバイオマスを異
する酸素濃度の培養培地中で培養し、そのウイルス/ウ
イルス抗原の量を決定した。その結果を次の表2に記載
する。酸素濃度0.06mmol/lでのウイルス/ウイルス抗原
収量を100%として計算した。
実施例5 ウイルス/抗原収量に対する酸素輸送の影響 画分3の細胞凝集体を有するバイオマスを実施例1に
記述したようにウイルスで感染させ、異なる容積の培養
器中で培養し、異なるOTR値が得られるように通気し
た。この懸濁液を33〜37℃の温度で4日間維持し、ウイ
ルス/ウイルス抗原の収量を決定した(表3参照のこ
と)。
表3に記載した結果より、2より高いOTRで約5μg/m
lのウイルス/ウイルス抗原収量を達成できることが推
論できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C12P 21/00 C12R 1:92) (72)発明者 アイブル,ヨハン オーストリア共和国、アー―1180ヴィー ン、グスタフ・チェルマークガッセ2番

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウイルス/ウイルス抗原生産用バイオマス
    であって、ウイルスに感染させる該バイオマスが100μ
    m〜1000μmの直径を有する細胞凝集体からなることを
    特徴とするバイオマス。
  2. 【請求項2】該細胞凝集体がヒトまたは動物組織の機械
    的および酵素的処理によって得られることを特徴とする
    第1項のバイオマス
  3. 【請求項3】該細胞凝集体がヒトまたは動物の単一細胞
    を細胞凝集物質で処理することによって得られる第1項
    のバイオマス。
  4. 【請求項4】培養培地に懸濁した該バイオマスの代謝活
    性がグルコース消費に基づいて3〜5mgグルコース/gバ
    イオマス/時間である第1項のバイオマス。
  5. 【請求項5】第1項から第4項までのいずれか1項に記
    載のバイオマスを用いてウイルス/ウイルス抗原を生産
    する方法であって、少なくとも0.01mmol/lの酸素濃度、
    好ましくは少なくとも0.06mmol/lの酸素濃度の培養培地
    中で実行することを特徴とする方法。
  6. 【請求項6】少なくとも10mg細胞凝集体/mlを含有する
    培養培地中で実行することを特徴とする第5項の方法。
  7. 【請求項7】第5項に記載の方法に従ってダニ媒介脳炎
    (TBE)ウイルス/ウイルス抗原を生産する方法であっ
    て、鳥類胚細胞、とりわけヒヨコ胚細胞の細胞凝集体か
    らなるバイオマスを培養培地として使用することを特徴
    とする方法。
  8. 【請求項8】培養培地中を1.60mmolO2・l-1・h-1より高い
    酸素輸送速度、好ましくは1.65〜2.40mmolO2・l-1・h-1
    酸素輸送速度に調節することを特徴とする第7項の方
    法。
  9. 【請求項9】1.65mmolO2・l-1・h-1の酸素輸送速度で、バ
    イオマスを最大30g/l培養培地に調節することを特徴と
    する第8項の方法。
  10. 【請求項10】第5項に記載の方法に従ってインフルエ
    ンザ、ワクシニアまたはアビポックスウイルス/ウイル
    ス抗原を生産する方法であって、鳥類胚細胞の細胞凝集
    体からなるバイオマスを培養培地として使用することを
    特徴とする方法。
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