隨著疫苗規模化生產技術突飛猛進的發展,以細胞規模化培養為載體進行疫苗生產已成為當今生物技術產業化開發中的核心支撐技術。中農威特始終以科技創新為理念,潛心研究規模化口蹄疫疫苗生產技術,建立具有普遍指導意義的QbD驅動的細胞病毒生產過程優化策略,實現了規模化培養、抗原濃縮純化及疫苗乳化等關鍵技術突破,解決了影響疫苗質量的瓶頸問題,并集成關鍵技術自行設計并建成了國際一流、國內領先的口蹄疫疫苗規模化、自動化生產線,引領口蹄疫等重大動物疫病疫苗產業化技術進步升級。具體如下:
1.擁有定向設計的種毒
疫苗生產中應用國際首例反向遺傳改造種毒,在“疫苗種毒”源頭進行基因組改造和技術提升,克服了以流行毒株作為種毒的自然屬性缺陷,突破了常規疫苗種毒篩選技術的“瓶頸”,促進高效疫苗的發展。
2.選育馴化出了產能高、增殖能力強的細胞株
公司應用現代細胞生物學技術,從細胞凋亡率、細胞成活率、細胞密度、關鍵受體等諸多方面對BHK21細胞進行系統研究,最終馴化成功了增殖能力強、成活率高、病毒的敏感性好、產能較高且適合規模化生產模式的細胞株,掌握了實現疫苗規模化生產的核心技術。
3.建立了個性化培養基平臺
在大規模細胞培養技術中,培養基對細胞的增殖、維持至關重要。目前,國外生物制品企業普遍采用個性化培養基,而國內多采用目錄培養基,這些目錄產品難以達到生物反應器大規模培養動物細胞的增殖需求,這就催生了個性化培養基研發平臺的建立。因此,中農威特公司采用多尺度科學理念,剖析BKH21細胞的代謝流特征,通過DOE設計,進行高通量培養基組分篩選,建立QbD指導的個性化培養基研發技術平臺,成功設計出符合細胞和病毒增殖的個性化培養基并應用于生產實踐,實現了BHK21細胞病毒產能和代謝副產物富積可控的規模化培養模式,滿足了細胞病毒規模化增殖的需求。
4.首次將多尺度細胞質量控制理念應用到生產實踐
在規模化生物反應器懸浮培養過程中,細胞更容易受到環境的作用而發生死亡或凋亡。因此,控制細胞質量是未來規模化技術中的一個必要環節。中農威特公司通過對細胞周期、細胞凋亡、細胞內關鍵酶活性等方面進行科學系統的研究,首次將多尺度細胞質量控制理念應用到規模化生產實踐,監測細胞生長狀態,為提供高品質的細胞提供科學的控制途徑。
5.確立可控的規模化培養方案和質量控制體系
基于QbD理念,確定關鍵過程參數和關鍵質量相關參數的可操作空間,制定了BHK21細胞及口蹄疫病毒抗原生產的過程優化策略與可執行方案,形成了一套疫苗規模化生產工藝流程、過程控制標準和質量管理體系,確保了生產過程穩定可靠。
6.創立了獨特的四步抗原濃縮純化方法
口蹄疫抗原的有效含量直接決定著免疫的成敗,而雜蛋白是誘導副反應的重要因素。在提高抗原含量的同時有效去除雜蛋白是濃縮純化工藝的關鍵。中農威特公司自主研發的四步濃縮純化法,使抗原濃縮純化倍數達20~200倍,抗原回收率達95%以上,雜蛋白去除率大于98%,實現了生產過程嚴格受控,避免了病毒抗原生物學活性的下降,確保了疫苗的質量。
7.擁有精準的乳化工藝
通過不斷優化乳化工藝,確立了以疫苗粒徑大小和分布為標準精準化乳化工藝,提升了疫苗的靶向性。
8.建立了大規模全自動化懸浮培養生產線
中農威特公司集成上述關鍵技術,自行設計并建成了規模化生產線(8×3000L體積),完全實現全自動、全封閉、管道化的生產模式,可年生產高質量疫苗達20億毫升以上,為我國口蹄疫疫情的防控做出了重大貢獻。
通過軟件部分和硬件部分的改造升級,我公司疫苗質量實現質的飛躍,其中:單價疫苗146S含量約為10微克每頭份,總蛋白小于80微克每毫升;二價苗的146S含量約為20微克每頭份,總蛋白小于150微克每毫升;三價苗的146S含量約為30微克每頭份,總蛋白小于250微克每毫升。每批疫苗的內毒素控制在5EU以內,PD50均高于15。養殖戶在使用我公司疫苗過程中,最深切的感受就是免疫副反應基本消除,保護率進一步增強,免疫持續時間更長。