趙 剛,閆 冰,劉鑫瑩
(哈藥集團(tuán)生物疫苗有限公司,哈爾濱 150000)
1.1.1 細(xì)胞及病毒
ST細(xì)胞(哈藥集團(tuán)生物疫苗有限公司保存和提供);病毒(由哈藥集團(tuán)生物疫苗有限公司制備、鑒定和保存)。
1.1.2 試驗(yàn)試劑
新生牛血請(qǐng)(購(gòu)自內(nèi)蒙古金源康生物工程有限公司);MEM 培養(yǎng)基(購(gòu)自美國(guó)Gibco 公司);Virus Pro?ST-S無血清培養(yǎng)基(購(gòu)自上海源培生物科技有限公司);胰蛋白酶(購(gòu)自美國(guó)Sigma 公司);0.5%豚鼠紅細(xì)胞懸液(哈藥集團(tuán)生物疫苗有限公司研發(fā)中心配制)。
1.2.1 ST細(xì)胞低濃度血清適應(yīng)及馴化
采用逐步降低血清的方法馴化ST 細(xì)胞以適應(yīng)低濃度血清培養(yǎng),在含10%新生牛血清的MEM 培養(yǎng)液中穩(wěn)定生長(zhǎng)的ST 細(xì)胞長(zhǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)中期時(shí),更換為含5%新生牛血清的MEM培養(yǎng)液,待細(xì)胞長(zhǎng)至80%~90%的匯合度時(shí),胰蛋白酶消化細(xì)胞,以細(xì)胞密度為2.0×105個(gè)·mL-1傳代于含5%新生牛血清的MEM培養(yǎng)液中。經(jīng)過5代后,ST細(xì)胞在含5%新生牛血清的MEM 培養(yǎng)液中的存活率維持在95%以上,并保持正常貼壁性能和較快生長(zhǎng)速率,可進(jìn)一步降低血清馴化培養(yǎng)。以同樣的方法使ST 細(xì)胞逐步適應(yīng)含1%新生牛血清的MEM培養(yǎng)條件。
1.2.2 懸浮生長(zhǎng)ST-S細(xì)胞株篩選
以適應(yīng)1%新生牛血清條件的ST細(xì)胞為出發(fā)點(diǎn),在三角培養(yǎng)瓶中進(jìn)行懸浮培養(yǎng)馴化適應(yīng),培養(yǎng)液為1%新生牛血清的ST-S無血清培養(yǎng)基,細(xì)胞初始接種密度為5.0×105個(gè)·mL-1,培養(yǎng)轉(zhuǎn)速為160 r·min-1。每天取樣檢測(cè)細(xì)胞密度,從中選出生長(zhǎng)旺盛的細(xì)胞擴(kuò)繁保種,命名為ST-S細(xì)胞株。
1.2.3 病毒含量測(cè)定
將病毒液用MEM 細(xì)胞培養(yǎng)液作10 倍系列稀釋,取10-5、10-6、10-73個(gè)稀釋度,各加入96孔細(xì)胞培養(yǎng)板,每個(gè)稀釋度6 孔,每孔100 μL,同設(shè)6孔加100 μL MEM作為無病毒空白對(duì)照。每孔加入100 μL新消化的ST細(xì)胞懸液(4.0×105個(gè)·mL-1),置37 ℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5 d,每日觀察和記錄各孔中病毒感染情況,取最高細(xì)胞病變時(shí)間點(diǎn),按Reed-Muench法,計(jì)算病毒的致半數(shù)細(xì)胞感染滴度(TCID50)。
1.2.4 生物反應(yīng)器培養(yǎng)豬細(xì)小病毒
將ST-S 細(xì)胞以初始密度0.75×106個(gè)·mL-1接種至生物反應(yīng)器,上罐后培養(yǎng)12h,按照MOI(病毒感染復(fù)數(shù))0.1的比例接種豬細(xì)小病毒L株,接種后72 h 收獲。于7 L 生物反應(yīng)器中連續(xù)培養(yǎng)3 批,測(cè)定豬細(xì)小病毒L株的病毒含量和紅細(xì)胞凝集價(jià)。
經(jīng)低血清被動(dòng)懸浮培養(yǎng)適應(yīng),ST 細(xì)胞呈現(xiàn)出細(xì)胞懸浮生長(zhǎng)的形態(tài),細(xì)胞個(gè)體大小基本均一,但細(xì)胞結(jié)團(tuán)現(xiàn)象嚴(yán)重,個(gè)別細(xì)胞團(tuán)較大。在低血清懸浮培養(yǎng)馴化后期,懸浮ST-S 細(xì)胞呈現(xiàn)較好的單細(xì)胞懸浮生長(zhǎng)狀態(tài),細(xì)胞呈圓球形,結(jié)團(tuán)現(xiàn)象較少,胞體大小基本一致,生長(zhǎng)速度正常,說明ST-S 細(xì)胞已經(jīng)適應(yīng)了低血清營(yíng)養(yǎng)條件,成為單細(xì)胞懸浮狀態(tài)生長(zhǎng),見圖1、2。ST-S細(xì)胞不同時(shí)間細(xì)胞生長(zhǎng)密度見表1。
由表1可知,ST-S細(xì)胞最高生長(zhǎng)密度可達(dá)4.5×106個(gè)·mL-1。將該懸浮馴化好的ST-S細(xì)胞擴(kuò)大培養(yǎng)確定為F0代。
將ST-S 細(xì)胞以初始密度0.75×106個(gè)·mL-1接種至生物反應(yīng)器,上罐后培養(yǎng)12h,按照MOI(病毒感染復(fù)數(shù))0.1的比例接種豬細(xì)小病毒L株,接種后72 h 收獲。于7 L 生物反應(yīng)器中連續(xù)培養(yǎng)3 批,測(cè)定豬細(xì)小病毒L株的病毒含量和紅細(xì)胞凝集價(jià)。結(jié)果表明,工藝參數(shù)穩(wěn)定性較好,病毒含量可穩(wěn)定在107.36~107.60TCID50·mL-1,紅細(xì)胞凝集價(jià)在1∶512~1 024,結(jié)果見表2。
圖2 ST-S細(xì)胞懸浮培養(yǎng)后期
表1 ST-S細(xì)胞不同時(shí)間細(xì)胞生長(zhǎng)密度
表2 懸浮ST-S細(xì)胞增殖豬細(xì)小病毒
試驗(yàn)中采用逐步降低血清含量并調(diào)整無血清培養(yǎng)基配方的方法,最終可獲得無血清懸浮培養(yǎng)的ST細(xì)胞,此株ST細(xì)胞可以穩(wěn)定連續(xù)傳代,細(xì)胞生長(zhǎng)可以維持在較高的活力及細(xì)胞密度,從搖瓶放大至7L 反應(yīng)器,細(xì)胞生長(zhǎng)穩(wěn)定。本研究掌握了一種ST 懸浮細(xì)胞馴化的方法,其他貼壁細(xì)胞的馴化也可借鑒此類方法。
經(jīng)懸浮馴化的ST-S 細(xì)胞對(duì)豬細(xì)小病毒敏感,病毒在其上的增殖能力與轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)相當(dāng),可獲得較高的病毒滴度及紅細(xì)胞血凝價(jià);轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)豬細(xì)小病毒的操作過程繁瑣、同一批次不同細(xì)胞瓶中病毒的滴度也存在差異、時(shí)間成本大。利用ST 懸浮細(xì)胞生產(chǎn)的病毒產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于貼壁培養(yǎng),且同一批次的病毒質(zhì)量更均一穩(wěn)定,為后續(xù)逐級(jí)放大奠定基礎(chǔ)。
本文所述方法馴化的ST 懸浮細(xì)胞呈現(xiàn)較好的單細(xì)胞懸浮生長(zhǎng)狀態(tài),生長(zhǎng)速度正常,細(xì)胞最高生長(zhǎng)密度可達(dá)4.5×106個(gè)·mL-1,以此為基礎(chǔ)制備豬細(xì)小病毒可規(guī)?;焖俅罅可a(chǎn),易于質(zhì)量控制,純度高,穩(wěn)定性好,病毒含量可穩(wěn)定在107.36~107.60TCID50·mL-1,紅細(xì)胞凝集價(jià)在1∶512~1 024。因此生產(chǎn)工藝可用于豬細(xì)小病毒的大規(guī)模生產(chǎn)。