固定床生物反应器，狂犬疫苗生产的明日之星

狂犬病是一种主要通过咬伤传播的人畜共患病毒性疾病。被感染的动物，尤其是犬类，造成99%的人类病例。尽管可以预防，但狂犬病仍然是一种在低收入国家被忽视的疾病，每年大约有6万人死亡，主要集中在非洲和亚洲。真正的全球狂犬病负担可能是被低估了，因为死亡报告系统不完善，主动监测也是有限的^[1-5]。图1（Fig 1.Occurrence of canine rabies^[6]）显示全球狂犬病的发生情况。犬类狂犬病已在西方国家如欧洲、加拿大、美国、日本和一些国家拉丁美洲国家绝迹。澳大利亚和许多太平洋国家岛屿国家一直没有犬类介导的狂犬病病例报告。然而，这些国家可能仍会报告输入病例并承担治疗疾病的费用。在南美洲，消灭狂犬病的努力取得了巨大成功。图2（Fig 2.Occurrence of wildlife -mediated rabies^[6]）显示了全球野生动物介导的狂犬病病例^[6]。其他动物，如蝙蝠，也是狂犬病毒的宿主。可以看出，狂犬病病毒载体和宿主物种分布广泛。图3（Fig 3.Global distribution of mammalian rabies reservoirs and vectors）显示了哺乳动物狂犬病宿主和媒介的全球分布^[7-8]。

Fig 1.全球狂犬病的发生情况

Fig 2.全球野生动物介导的狂犬病例发生情况

Fig 3.哺乳动物狂犬病宿主和媒介的全球分布

随着宠物经济崛起，高收入人群对更安全有效的狂犬病疫苗需求日益增加。人狂犬病疫苗接种是暴露前和暴露后预防的重要组成环节。我国狂犬病毒疫苗使用多种细胞系，包括Vero细胞、地鼠肾细胞、鸡胚及人二倍体细胞。Vero细胞是目前狂犬疫苗的主流细胞系，具有培养效率高、外源性污染低、病毒滴度高等优势。表1汇总了中国人用狂犬疫苗上市企业(数据截至2024年9月份)。

表1. 中国人用狂犬疫苗上市企业

MRC-5细胞作为人二倍体细胞，因其无致癌性和高安全性，被广泛用于狂犬疫苗生产。然而，MRC-5细胞的培养难度大、病毒滴度低、生产成本高，限制了其大规模应用。 

近年来，固定床生物反应器和微载体系统作为两种主流的细胞培养技术，在疫苗生产中展现出各自的优势。本文将从细胞生长、病毒产量、可扩展性、操作复杂性和成本效益等方面，对比这两种技术在MRC-5细胞培养中的应用，为狂犬疫苗生产工艺的优化提供参考。

固定床生物反应器（Fig 4.同腾新创自主研发CEL-G^® Culture Ad60和Ad600固定床生物反应器， Ad60 FBR/Ad600 FBR）通过规整式固定床基质为细胞提供三维生长环境，具有以下优势：

Ad60 FBR与微载体使用MRC-5

进行狂犬病毒生产工艺测试对比

使用同腾新创自主研发的Ad60 FBR与微载体反应器进行人二倍体细胞MRC-5扩增并进行狂犬病毒生产工艺测试，数据如图5（Fig 5. Ad60 FBR进行MRC-5扩增及狂犬病毒生产工艺测试结果），MRC-5在Ad60 FBR载体内可快速扩增，2E4cells/cm²接种，培养5天MRC-5扩增7.1倍达到1.42E5cells/cm²；种毒感染后采用灌流模式，避免代谢产物堆积对细胞的不利影响；每天收获并更换新培养基2.7L，连续收获8批病毒上清，；1-3批收获病毒抗原滴度显著高于微载体，4-8批抗原滴度与微载体接近。对比Ad60 FBR与微载体在相同培养体系下生产的狂犬病毒抗原滴度，可见Ad60 FBR在狂犬病毒大规模制备中显示出了巨大潜力及优势。

Fig 5. Ad60 FBR进行MRC-5扩增及狂犬病毒生产工艺测试结果

图5：A为MRC-5扩增曲线；B-E为MRC-5在Ad60 FBR培养测试期间生化指标：B葡萄糖，C乳酸，D谷氨酰胺，E谷氨酸；F为Ad60 FBR与微载体使用MRC-5及相同培养体系培养上清中狂犬病毒抗原滴度对比。

结论与展望

固定床生物反应器在MRC-5细胞培养和狂犬疫苗生产中展现出显著优势，包括更高的细胞密度、病毒产量和产品质量，以及更好的可扩展性和成本效益。尽管微载体系统在传统疫苗生产中被较多采用，但随着技术进步，固定床生物反应器有望成为狂犬疫苗生产的主流方法，成为狂犬疫苗及类似工艺疫苗生产的明日之星。

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