用戶：針對于疫苗生產的培養基設計，我們應該考慮什么？
金源康：這也是培養基開發和生產過程中面臨最重要的問題。
疫苗生產核心要素，主要包括以下內容：①細胞系/病毒株；②培養基；③細胞培養技術和病毒純化技術；④生物反應器等等。其中細胞系和培養基的匹配尤為重要。本文也著重從這兩個方面來介紹。
細胞庫的建立
細胞是生產之本，是病毒增殖的場所，合理建立種細胞庫和生產細胞庫是疫苗生產企業的根本。圖一為BHK-21細胞用于口蹄疫疫苗生產種細胞庫建立和使用基本流程圖。細胞庫一般分為種細胞庫、附屬細胞庫和工作細胞庫。工作細胞庫需要定期更換，這樣才能更好的適應病毒敏感性和生產的延續性。其中種細胞庫也要進行各個方面的檢測，包括：無菌檢測、復蘇活力檢測、支原體檢測、外源病毒檢測和FMDV敏感性的檢測等。只有這些指標正常，才能更好應用于生產。這只是BHK-21細胞應用于口蹄疫的一個例子，其他疫苗生產也是類似的過程。
圖一：BHK-21細胞用于口蹄疫疫苗生產種細胞庫建立和使用基本流程圖(Radlett，1987)。
培養基設計思路
在疫苗生產中，細胞培養只是一個中間環節，最終的目的是為了得到更多更完整的病毒或者抗原。那么，一個細胞能產出多少病毒？也是制約產量的關鍵。影響細胞病毒產量的因素有很多，具體如圖二所示，包括：①培養基；②細胞的生理狀態；③環境因素；④感染參數等。這些環節都應該是培養基設計時候應該考慮的問題，只有把這些因素進行綜合優化，才能確保疫苗生產的高效性。
圖二：影響細胞病毒產量的因素
病毒侵染細胞首先是病毒的特定表面信號與細胞表面的受體結合，其次病毒的遺傳物質進入到細胞內復制，最后是病毒的組裝和釋放。病毒會以出芽方式或者裂解細胞方式進行釋放（圖三）。在一些疫苗生產中，病毒就被釋放到培養基當中。影響這一過程的因素，主要包括：病毒、細胞和培養基。對于細胞來說，細胞周期對病毒感染也是一個重要因素，例如有報道稱FMDV（口蹄疫病毒）更容易感染G1期或者G1/S期的細胞（ClaudiaDOEL, et al,2014）。因此，一個細胞處于什么樣的細胞周期，可能會對病毒產量造成影響。病毒無論是以裂解方式或者出芽方式釋放，都會直接進入培養基。對于培養基來說，就得保證病毒在培養基當中的完整性，這也是影響疫苗整體質量非常重要的一個因素。細胞裂解后會有很多酶類釋放到培養基當中，如：半胱氨酸酶等，這些酶可能會對抗原完整性有一定影響。通過培養基中添加一些物質，來保護抗原物質完整性，也是非常重要的考慮因素。
圖三：病毒增殖示意圖
此外，細胞在生長階段和病毒表達階段的物質需求不同。在細胞生長階段，培養基設計時應該著重考慮細胞增殖和細胞性能。而在病毒生產的時候，則會傾向于病毒在宿主細胞中的表達數目、抗原的穩定性和完整性。此外，細胞生長階段培養基中的一些代謝物和一些大分子成分也會對后期病毒純化造成不利影響。因此，一些生產流程在細胞生長階段和病毒生產階段會采取換液方式進行（如圖四所示）。這樣使得細胞培養和細胞產毒時培養基進行區分。這類生產方式可能更有利于疫苗生產。金源康生物工程有限公司針對口蹄疫疫苗生產，有專門抗原生產的培養基，即：FMD抗原增強培養基。
圖四：BHK-21懸浮細胞生產FMD疫苗流程圖（包含換液環節）(Radlett，1987)
疫苗生產過程涉及環節較多，不光只有細胞和培養基是主要因素，其他環節也非常重要。只有這些環節整體有機銜接起來，才能確保疫苗生產穩定與高效進行。
參考文獻：
§ P.J. Radlett. The use of BHKsuspension cells for the production of foot and mouth diseasevaccines. 1987. Advance in BiochenmicalEngineering/Biotechnology,34:129-146
§ ClaudiaDOEL, et al.Dynamics of foot-and-mouth disease virus replication in cells atdifferent phases of the cell-division cycle.2014,Front.Agr. Sci. Eng. 2014, 1(3): 250–257
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