1. 流感病毒的形態(tài)及實(shí)驗(yàn)室分離純化:
引起人類流感的病毒是冠狀病毒。冠狀病毒只感染脊椎動物。
感染流感病毒后會引起人與動物的呼吸道、消化道與神經(jīng)系統(tǒng)病患。
流感病毒的代表型在上世紀(jì) 60年代被查明, 60年代后對各種流感病毒的完整形態(tài)已進(jìn)行了深入研究。冠狀病毒的基因圖譜序列(包括各種蛋白酶和病毒內(nèi)部的核甘酸序列)已被查明。
流感致病病毒幾何尺寸:平均直徑 100~200nm沉降系數(shù)約為 700S~800S。
病毒(全病毒)在蔗糖液中浮密度約為 1.15~1.19g/ml
病毒形態(tài):近似球形,中心部分核酸,最外部為纖突,是血凝素(HA)和神經(jīng)氨酸酶(NA)的大分子,它附著在具有保護(hù)作用的脂質(zhì)膜上,纖突是病毒侵害人體細(xì)胞時(shí)附著道細(xì)胞上的吸附器,也是中和抗體的抗原。這二種表面抗原可以獨(dú)立或同時(shí)發(fā)生變異。 HA的變異性很強(qiáng),是流感發(fā)生變異的主要原因。脂質(zhì)膜內(nèi)依次是膜蛋白、螺旋殼膜子粒、核酸鏈。
核酸:流感病毒的核酸為雙股線型 RNA,同種冠狀病毒的核酸序列是恒定的,但病毒發(fā)生變異后,核酸與蛋白的序列會發(fā)生某些微小變異。
病毒如何侵入人與動物細(xì)胞:纖突吸附到細(xì)胞膜上→病毒 RNA進(jìn)入人體寄主細(xì)胞→病毒核酸復(fù)制→病毒蛋白合成(包括病毒殼膜及子粒),病毒的 RNA既可以直接作為 mRNA也可以轉(zhuǎn)錄形成一個互補(bǔ)的 RNA股。病毒進(jìn)入寄主細(xì)胞后其信息通過人體細(xì)胞生物合成機(jī)制提供產(chǎn)能系統(tǒng)、核蛋白體、氨基酸活化酶、 tRNA和其他成分來指導(dǎo)合成一系列病毒蛋白。接著,病毒自身作為復(fù)制模板在特異聚合酶作用下復(fù)制,并用上述由病毒核酸指導(dǎo)合成的病毒蛋白集合成殼膜,組成一個新的病毒顆粒。
流感病毒由多個基因組片段分節(jié)段構(gòu)成,在感染細(xì)胞時(shí),病毒基因組片段可發(fā)生重組。產(chǎn)生數(shù)百種遺傳學(xué)不同的重組子病毒亞型。這些重組病毒亞型具有父母代雙方的 RNA片段,而且多種不同的抗原變異株或重組子病毒可同時(shí)在脊椎動物中循環(huán)存在,在適應(yīng)過程中通過基因重排,交換或功能互補(bǔ)使其致病力發(fā)生改變,從而導(dǎo)致新的流行病毒株的出現(xiàn)。
全病毒分離純化:培養(yǎng)液經(jīng)層析、超濾或高速連續(xù)流離心得到濃縮全病毒的上清液。小容量可用超速離心機(jī),最高轉(zhuǎn)速為 40,000rpm的甩平轉(zhuǎn)頭,10~50%或類似蔗糖梯度作等密度離心 30,000rpm~35,000rpm,1~2小時(shí),5℃。病毒應(yīng)沉降在 30%~40%蔗糖梯度之間的某個位置形成純病毒區(qū)帶。用密度梯度儀(如日立 DGF-U)把管中液體自上而下用管道泵自動抽樣接至分光光度計(jì)流動池進(jìn)行光密度連續(xù)檢測,經(jīng)部分收集器分部收集并給出從管上部液面到管底的容量——光密度曲線,從曲線的尖峰位置確定病毒所在的收集離心管編號(每個離心管分批收集成 50~100管)。經(jīng)透析及其他處理后得到純病毒濃縮液。
病毒裂介后純化處理:用 Triton X-100或乙醚裂介后高速離心濃縮抗原蛋白,然后用超速離心機(jī)作密度梯度離心純化。
中試和批量生產(chǎn):根據(jù)生產(chǎn)規(guī)?捎玫退俅笕萘侩x心機(jī)或高速管式離心機(jī)或高速離心機(jī)高速連續(xù)流轉(zhuǎn)頭、大容量層析、超濾設(shè)備、超速區(qū)帶離心,超速連續(xù)流離心直至大容量超速連續(xù)流離心機(jī)作最后分離純化。
2. 流感疫苗的應(yīng)用:
重要性:流感會引起區(qū)域甚至世界性大流行發(fā)病率和死亡率很高,對于兒童與老年人,發(fā)病率與死亡率更高。由于目前全世界各國老年人口增加比例高于其他年齡段,流感大范圍流行的后果將十分嚴(yán)重。目前唯一可行的預(yù)防措施是疫苗接種。流感全病毒滅活疫苗在全世界范圍內(nèi)使用已半個多世紀(jì),50多年來由全病毒滅活疫苗→裂介的疫苗→亞單位疫苗已經(jīng)有了很大進(jìn)步(高度純化、熱原成分極少、注射疫苗后負(fù)作用降低……)疫苗生產(chǎn)規(guī)程: 1968年,世界衛(wèi)生組織公布了第一個流感滅活疫苗生產(chǎn)規(guī)程。(WHO TRS-384) 1973年,對以上規(guī)程作了補(bǔ)充(WHO TRS-530)。 1979年,以后幾年又對疫苗血凝素含量的測定方法作了改進(jìn)。,并進(jìn)一步修訂了規(guī)程于 79年公布了新規(guī)程(WHO TRS-638)。此后 10多年中由于生產(chǎn)廠積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),特別是連續(xù)傳代細(xì)胞系在疫苗生產(chǎn)上有了很大進(jìn)展。WHO根據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況又在 1989、1990、1991、1995年制定了新的流感疫苗生產(chǎn)和滅活規(guī)程。我國在 2004~2005年出版了以 95年 WHO規(guī)程為基礎(chǔ)的新規(guī)程。
3. 流感病毒的變異:
流感病毒的流行病株多年來已發(fā)生多次變異,由于病毒毒株的變異。流感病毒(疫苗)和其他疫苗的不同之處在于毒種必須經(jīng)常改變以對付當(dāng)年流行流感病毒。因此 WHO每年要發(fā)布當(dāng)年疫苗中應(yīng)包括的毒種的建議。近年來,導(dǎo)致流感的致病病毒的抗原蛋白(血凝素及其其他蛋白)的氨基酸序列以及三維結(jié)構(gòu)都已被測定(包括 2004年流行的 SARS病毒),已經(jīng)確定血凝素分子的改變可以造成抗原性質(zhì)改變并出現(xiàn)新的流行毒株。目前的科研水平還不能預(yù)測未來的變異情況,因?yàn)樵诳乖∵^程中發(fā)生的抗原變異株的選擇機(jī)制還不能認(rèn)定。變異會有很多種進(jìn)化途徑,對于未來出現(xiàn)新的血凝素亞型毒株(抗原變異)而造成新的流感爆發(fā)也是很難預(yù)測的。除了抗原變異和抗原漂移,研究還證實(shí)在流感病毒之間還存在另外一種類型的抗原變異:即在不同宿主細(xì)胞培養(yǎng)生長條件下可能會產(chǎn)生某些流感病毒的亞群。如在雞胚或鴨胚中生長的流感病毒與在傳代細(xì)胞 MDEK(狗腎)中分離和傳代培養(yǎng)的流感病毒相比,前者常會發(fā)生很小的抗原變異,對血凝素(蛋白)測序表明:在哺乳動物細(xì)胞中培養(yǎng)的流感病毒與在雞胚中培養(yǎng)的同株病毒相比,它們之間只存在單個氨基酸的替換。到目前為止造成流行的流感致病病毒,通常含有一種或多種 A(甲)型病毒,但是當(dāng) A(甲)型流感病毒出現(xiàn)一個新的亞型,即帶有新的血凝素和神經(jīng)氨基酸的抗原時(shí),含有以往流行亞型的 A(甲)流感病毒抗原則變?yōu)闊o效。因此又必須使用含有新的流行毒株的抗原和疫苗。在世界性大流行的年代中已經(jīng)發(fā)現(xiàn) A(甲)型流感病毒的血凝素和神經(jīng)氨基酸抗原發(fā)生了連續(xù)不斷的抗原漂移,含有前一個流行毒株的疫苗對于后來的流感的防治效果較差。而 B(乙)型流感病毒毒株沒有發(fā)現(xiàn)亞型的變異,但有抗原變異,其變異程度比 A(甲)型病毒低得多。在多價(jià)疫苗中 B(乙)型流感病毒毒種的變化很小。因此流感疫苗中一般只含一種 B(乙)型流感毒株抗原。
4. 流感疫苗效力的測定:
WHO規(guī)定:流感疫苗的效力以每 ml注射劑中所含有血凝素的μg數(shù)來決定。測定方法:免疫擴(kuò)散試驗(yàn)。確定參考抗原和抗血凝素的特異血清。參考標(biāo)準(zhǔn)由 WHO或國家生物制品標(biāo)準(zhǔn)和鑒定研究所及國家生物制品評審和研究中心制備和分發(fā),當(dāng)生產(chǎn)疫苗需要新毒株時(shí),將隨時(shí)制備和提供新的參考抗原和抗血清。值得注意的是由于流感病毒的抗原變異,固定 A型和 B型病毒的抗原量是不合理的。對于不同的變異毒株,產(chǎn)生有效免疫的抗體水平所需的抗原是不一樣的。另外,疫苗接種對象的免疫應(yīng)答程度取決于年齡,是否感染過與接種疫苗相關(guān)的血凝素和神經(jīng)氨基酸蛋白抗原的免疫經(jīng)歷、劑量、接種疫苗的類型(全病毒、裂介病毒抗原或純化表面抗原)。
5. 流感疫苗的生產(chǎn):
I. 什么是流感疫苗:流感疫苗是無菌的滅活病毒懸液,由 A(甲)型或 B(乙)型流感病毒的一株或多株或二型混合液組成,病毒在雞胚中分別單獨(dú)培養(yǎng)。流感疫苗分為三種:
用適當(dāng)方法滅活的全病毒懸液;
用物理化學(xué)方法部分或完全裂介處理病毒顆粒的無菌懸液(裂介疫苗)
經(jīng)處理后主要由血凝素和神經(jīng)氨基酸抗原制成的無菌懸液(亞單位疫苗)
目前還可以通用具有表面抗原的高密度繁殖培養(yǎng)的重組病毒株生產(chǎn)的流感疫苗。
II. 血凝素參考品:當(dāng)流感在某地區(qū)或世界可能將或已經(jīng)開始流行時(shí),WHO將流行的新病毒株列入疫苗生產(chǎn)范圍并立即發(fā)放每 ml中含有標(biāo)定的μg數(shù)的流行流感病毒的血凝素,由國家有關(guān)部門分發(fā)給各個流感疫苗的生產(chǎn)廠和檢定研究所實(shí)驗(yàn)室,用免疫擴(kuò)散法測定產(chǎn)品的血凝素抗原,并和標(biāo)定抗原進(jìn)行比較和鑒定。
III. 疫苗生產(chǎn) 嚴(yán)格按照 WHO及國家有關(guān)部門規(guī)定進(jìn)行生產(chǎn)廠的檢察及內(nèi)部裝修設(shè)計(jì),特別注意區(qū)域隔離、滅菌消毒、設(shè)備有效性、生產(chǎn)人員的安全保證等等。
嚴(yán)格控制生產(chǎn)原材料:只有經(jīng)過國家監(jiān)控部門批準(zhǔn)的毒株方可用于生產(chǎn)。滅活流感疫苗用的病毒株必須有經(jīng)鑒證的記錄(原始株及后續(xù)處理資料;用于高產(chǎn)表達(dá)表面抗原的重組株病毒在培養(yǎng)過程中可能發(fā)生抗原變異,因此必須用血凝素單克隆抗體試驗(yàn)或動物免疫血清血凝抑制試驗(yàn)證明無此抗原變異。
種子批:疫苗生產(chǎn)只能用工作種子批,工作種子批只能傳一代,種子批病毒必須確認(rèn)不含外源性活微生物(如用雞胚制備的種子批必須確認(rèn)無雞白血病病毒和腺病毒)。液態(tài)種子批儲存在-60℃以下,凍干品保存在-20℃以下。
病毒繁殖:用于生產(chǎn)流感滅活疫苗的流感病毒用雞胚培養(yǎng),雞蛋應(yīng)來自健康雞群并經(jīng)國家有關(guān)部門批準(zhǔn)。用工作種子批病毒對每個雞胚尿囊腔注射 0.2ml, 33℃~37℃培養(yǎng) 3天。培養(yǎng)后只能收獲雞胚尿囊液和羊水,不允許在任何過程中使用含有β-丙酰胺的抗生素(允許使用其他微量適宜的抗生素)如果疫苗用裂介病毒制成,裂介條件、使用的化學(xué)試劑品種及濃度必須經(jīng)國家批準(zhǔn)。
滅活:單價(jià)病毒合并液在制成后應(yīng)盡快滅活,滅活前保存于 5℃±3℃不超過 5天。在滅活前應(yīng)檢查有無細(xì)菌或霉菌污染。滅活方法經(jīng)國家批準(zhǔn)且必須能殺滅雞白血病病毒和支原體。【如使用福爾馬林(40%甲醛)或β-丙烯內(nèi)脂,濃度不能超過 0.1%】。滅菌后病毒合并液儲存于 5℃±3℃。
濃縮和純化:一般用超速離心法(超速區(qū)帶離心或超速連續(xù)流離心)可以在滅菌前或滅菌后進(jìn)行。濃縮或純化過程中應(yīng)最大程度地保護(hù)血凝素和神經(jīng)氨酸酶抗原。
產(chǎn)品鑒定:要進(jìn)行表面抗原濃度測定、抗原鑒別試驗(yàn)、滅菌試驗(yàn)、總蛋白量測定(蛋白含量不得超過血凝素含量 6倍,但在任何情況下,一個人份劑量的一個毒種蛋白量不超過 100μg,一個人份總蛋白量不超過 300μg)、卵白蛋白測定(一個人份劑量卵白蛋白含量不得超過 5μg,可以低于 1μg)、血凝素測定(一個人份劑量中血凝素含量為 7~20μg,按標(biāo)簽上的血凝素含量,實(shí)際含量應(yīng)在 80%至 120%之間;還要用鱟試劑做內(nèi)毒素測定。
附件:
一些有關(guān)的術(shù)語:
母種子批:(Master seed lot):從 WHO推薦的一株病毒在同一時(shí)間內(nèi)培養(yǎng)得到的一定數(shù)量的同一成分的病毒。母種子批用于制備工作種子批。毒種母種子批及其傳代代數(shù)均由國家有關(guān)部門批準(zhǔn)。
工作種子批:(Working seed lot):由毒種母種子批培養(yǎng)所得到的一定數(shù)量的病毒為同一成分病毒,經(jīng)過全面鑒定。病毒傳代代數(shù)不得超過國家檢定當(dāng)局批準(zhǔn)的最長代數(shù),工作種子批用于疫苗生產(chǎn)。
單一收獲物:(Single harvest):用同一毒株同時(shí)接種并同時(shí)收獲的一定數(shù)量的病毒液。
單價(jià)病毒合并液:用同一病毒株在同一時(shí)間生產(chǎn)的一定數(shù)量的單一收獲液的合并液。
半成品:(Final bulk):將一批或數(shù)批單價(jià)病毒合并液置于一容器中并由此分裝到疫苗瓶中。半成品可以含有一個或數(shù)個病毒株。
成品批:一批已分裝并封口的疫苗瓶,在分裝過程中受污染的危險(xiǎn)性是相等的。因此,成品批必須是由一批半成品在同一工作程序中分裝的疫苗。