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Vero细胞:疫苗生产中最高产、最安全、应用最广的细胞

已有 9830 次阅读 2021-3-1 09:55 |个人分类:生物制品|系统分类:科普集锦

Vero细胞疫苗生产中最高产、最安全、应用最广细胞

目前,传代细胞系(continuous cell line,CCLVero细胞系是在全球病毒疫苗生产中应用最广泛、最可靠的细胞系,无论是在质量、产量还是安全性方面,都是性价比最高的。

1986年以来,Vero细胞系用于病毒疫苗的生产得到世界卫生组织(WHO)、欧洲、中国和多个其他地区或国家的正式批准

 新冠病毒开始流行不到两个月的时间内,用Vero细胞制备的新冠病毒灭活疫苗就开始了动物实验,并在不到一年的时间内获得有条件上市的批准,这是在任何其他细胞上不大可能做到的。

Vero细胞与病毒疫苗的关系

 病毒疫苗已被广泛用于预防许多疾病,然而,许多病毒流行地区的弱势人群仍然负担不起疫苗,疫苗的成本和疫苗在世界范围经常性的短缺是在全球推广使用病毒疫苗的主要障碍Vero細胞在建立後不久,就被發現對多種類型的病毒高度敏感,以该细胞为基质的针对乙型脑炎、肾综合征出血热、狂犬病、脊髓灰质炎、EV71、轮状病毒、天花、流感等疫苗先后上市销售,其中既有减毒活疫苗,也有全病毒灭活疫苗。正在利用Vero细胞平台开发针对一系列新发病毒性疾病的疫苗,例如针对西尼罗河病毒、严重急性呼吸系统综合征、基孔肯雅热和新冠病毒等疫苗

Vero細胞的来源

Vero細胞(亦稱非洲綠猴腎細胞)是一種非整倍性的传代細胞系(CCL),最初由日本葉(Chiba )大學的 Yasumura等於1962年分離自正常成年非洲綠猴腎細胞。该细胞系在第93代转到美国NIH(国立卫生研究院),并在第113代由NIH提交给ATCCAmerican type culture collection,美国模式培养物保藏中心。然后向法国梅里厄研究所提供了第124代,以建立WHOVero细胞库。它是第一个用于生产人类生物制品和建立不同世代的细胞系和细胞库的非整倍体贴壁细胞。  

2014年,日本研究人员确定了Vero细胞系的整个基因组序列。Vero細胞是連續的非整倍性細胞系,這意味着它的染色體數目異常,而且已知連續的細胞系可以通過許多分裂週期,不會老化Vero细胞由于其固有的遗传缺陷而不能表达抗病毒蛋白干扰素。因此,Vero细胞的广泛易感性促进了以Vero细胞为底物的疫苗生产的发展。

Vero細胞的安全性

已有大量研究资料表明,低于特定传代数的Vero细胞不具有致瘤性。

CCL(传代细胞系)具有无限传代的潜力,即使它们可能来源于正常的细胞群。因此Vero细胞在理论上具有致瘤潜力。然而,随着免疫学、病毒学和分子生物学新技术的发展,以更为关键的方式检测病毒疫苗细胞底物的潜在致癌特性成为可能,从而可有效避免其潜在的致癌效应。1986年,综合大量研究数据,WHO的一个研究小组审议了与生产生物制剂的新细胞底物的可接受性有关的若干问题。他们的明确结论是,CCL用于生产人用疫苗是可以接受的。不过,在决定在特定产品的生产中使用特定的CCL时,必须考虑到产品和生产工艺的特性的差异。因此,WHO1987年正式公布了对用于生物制品生产的CCL的详细技术要求和法规。

由全球10个实验室就致瘤性、外源污染、逆转录酶的存在和鉴定等进行的合作研究表明,WHO已建立的 Vero细胞库符合WHO对用于生物制剂生产的CCL的要求。不同的实验室一直在使用不同系谱的Vero细胞,这些细胞在非常不同的条件下繁殖。因此,尽管Vero细胞已成为人类疫苗生产的常用基质,但对用于疫苗生产的细胞库进行全面的鉴定仍是至关重要的。对残留DNAVero细胞蛋白相关的安全问题也进行了特别的审查。虽然这些现在被认为只是杂质而并不是致瘤剂,但仍需要验证纯化过程,以证明细胞DNA的去除水平相当于每单次人体剂量不超过10 ng中国药典DNA的残留量标准更是提高了100倍,要求每单次人体剂量不超过100pg,0.1 ng。而且,残留DNA的片段大小也必须进行鉴定,以确保在纯化过程步骤中有足够的降解。

多年来,Vero细胞也被用于生产口服脊髓灰质炎病毒活疫苗。因此,Vero细胞衍生的人类疫苗方面总共已有超过35年的经验,目前已在全球范围内分发了总共超过数亿剂的用Vero细胞生产的各类疫苗。大量统计资料证明这些疫苗与其他对照疫苗相比并未增加致癌性。

另一方面,人们认识到,在过去30年里,与CCL相比,关于原代培养的风险和好处,监管意见已经完全改变。随着新的检测技术的发展,Vero等细胞系的理论致瘤风险已被消除,而PCR等筛选技术的引入则证明了原代细胞系受到一系列外来病毒污染的理论风险,这些细胞系通常很可能并未得到充分的鉴定。而已得到充分鉴定的Vero细胞实际上可能比原代细胞系更安全。这些监管方面的考虑,加上Vero细胞系平台的众多优势,将继续推动扩大Vero细胞系的疫苗开发和生产。

Vero细胞与原代细胞系和二倍体细胞系相比的优势    

 首先,Vero细胞来源方便,细胞库易于建立和维护,同时可以连续传代,生长速度快。二倍体细胞系传代次数有限,当传代达到一定代次后就会衰老凋亡,致使生产工艺无法投入到规模化生产。

其次,Vero细胞具有稳定的遗传特征和低恶性概率。无外源性污染,具有良好的生物安全特性;

第三,Vero细胞对多种病毒敏感,病毒滴度高,能显著降低疫苗生产成本。

最后,Vero细胞对各种培养条件具有极强的抗性或耐受性,并且对其在微载体表面良好生长的要求不高,在微载体表面能良好的贴附生长,易在生物反应器放大培养。以便大规模生产疫苗。

特别重要的是,Vero微载体技术可随时在安全设施中建立,可在加强的生物安全级别3的条件下操作,这是处理若干高致病性病毒,如新冠病毒所需的封闭级别。因此,野生型病毒可直接在Vero细胞上进行疫苗的开发和生产,而在鸡胚等其他生产平台上无法大规模开展这种提高的生物安全水平的实验和生产。Vero细胞适应野生型病毒增殖的能力进一步缩短了新发病毒性疾病疫苗的研制时间。

些相对优势证明Vero细胞在开发系列病毒疫苗方面具有重要价值。而原代和二倍体细胞培养系统现在正在被Vero细胞的使用所取代。

基于Vero细胞平台新冠病毒疫苗(COVID-19)的开发和应用

在新冠病毒引起全球暴发性大流行的形势下,更彰显Vero细胞平台在应对此类新出现的威胁方面特别有价值。Vero细胞系对各种病毒的易感性增加了用新出现的病毒获得高病毒产量的可能性。SARS冠状病毒可在Vero中增长到高滴度,使候选疫苗在18个月的时间框架内完成临床前开发。而新冠病毒开始流行不到两个月的时间内,用Vero细胞制备的试验疫苗就开始了动物实验。这是在任何其他细胞上不大可能做到的。

已获国家药监局批准附条件上市的新型冠状病毒灭活疫苗(Vero细胞),生产单位为国药集团中国生物北京生物制品研究所有限责任公司和武汉生物制品研究所有限责任公司,以及北京科兴中维生物技术有限公司。这类使用Vero细胞作为基质生产的疫苗提高了产品质量的安全性和可控性。 COVID-19病毒可以借鉴使用Vero细胞开发狂犬病毒疫苗的经验,使Vero细胞从贴壁状态转变为悬浮培养(无血清培养),进一步提高产量,降低成本。



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