隨著國際疫情形式的不斷蔓延，各國的疫苗生產(chǎn)也在緊鑼密鼓地進(jìn)行著，然而在疫苗生產(chǎn)中也會存在大的挑戰(zhàn)，當(dāng)前使用細(xì)胞工廠或培養(yǎng)瓶進(jìn)行疫苗生產(chǎn)的兩大挑戰(zhàn)是：空間占用率較高，且可放大的程度化低。若改用大型攪拌式生物反應(yīng)器又會面對增加成本，廢液處理 的相關(guān)挑戰(zhàn)。

固定床式生物反應(yīng)器在迎戰(zhàn)這兩大挑戰(zhàn)中發(fā)揮著重要作用。固定床生物反應(yīng)器可用于多種病毒載體和基于病毒載體的疫苗生產(chǎn)。該反應(yīng)器的主要優(yōu)勢在于剪切力低，攪拌過程中對細(xì)胞的損害程度低，并且具有較高的可放大性。不僅如此，用固定床生物反應(yīng)器進(jìn)行生產(chǎn)所需的材料需求簡單，占用空間小，操作簡便有效地節(jié)約了單位劑量的生產(chǎn)成本，目前已成為病毒疫苗高產(chǎn)量產(chǎn)的利器。 

一、固定床式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及原理

固定床式生物反應(yīng)器主要用于病毒載體細(xì)胞的貼壁培養(yǎng)，一般由控制系統(tǒng)、調(diào)節(jié)裝置、罐體、篩網(wǎng)層組織的固定床等部分組成。固定床中的聚丙烯篩網(wǎng)條帶作用主要是實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)物質(zhì)的均質(zhì)供應(yīng)。生物反應(yīng)器頂部同時(shí)設(shè)計(jì)有多個(gè)配置接口用于在位取樣，補(bǔ)料等操作。

二、固定床式反應(yīng)器生產(chǎn)病毒載體疫苗的方法

1.接入細(xì)胞，設(shè)定參數(shù)

在接入細(xì)胞前需要保證接入細(xì)胞的接種密度。每類細(xì)胞的接種密度也會有所差異，接種前應(yīng)按生廠商所提供的對應(yīng)接種密度進(jìn)行接種操作，并在控制面板中設(shè)定好溫度、攪拌器速度值、PH區(qū)間值、工作體積等工藝參數(shù)。

2.細(xì)胞擴(kuò)增，隨時(shí)監(jiān)控

細(xì)胞擴(kuò)增過程中，做好定時(shí)巡檢工作，隨時(shí)留意監(jiān)控系統(tǒng)上參值變化。固定床式生物反應(yīng)器內(nèi)，當(dāng)目標(biāo)細(xì)胞生長到一致的細(xì)胞密度后，根據(jù)細(xì)胞狀態(tài)進(jìn)行細(xì)胞傳代擴(kuò)增培養(yǎng)直至達(dá)到目標(biāo)活細(xì)胞總量，才可進(jìn)入細(xì)胞收獲。收獲時(shí)，對于單層貼壁細(xì)胞需用新鮮培養(yǎng)基或緩沖液進(jìn)行漂洗操作，之后再進(jìn)行解離、離心，細(xì)胞計(jì)數(shù)等作業(yè)，完成細(xì)胞擴(kuò)增收獲。

3.細(xì)胞密度和代謝物分析監(jiān)測

細(xì)胞密度的測定主要采用細(xì)胞核計(jì)數(shù)法，即：根據(jù)每天所采集的樣品細(xì)胞進(jìn)行解離、離心、染色等操作計(jì)算細(xì)胞核的數(shù)量來判斷細(xì)胞密度。除此之外，代謝物濃度測定、PH值的監(jiān)測與調(diào)整也必不可少。當(dāng)PH值的指數(shù)離線檢測偏離在線探針讀數(shù)>±0.05pH單位時(shí)，需要執(zhí)行pH偏移。

4.感染過程

當(dāng)細(xì)胞接種密度達(dá)到峰細(xì)胞密度后，排干耗竭的培養(yǎng)基，灌入含有病毒接種液的新鮮培養(yǎng)基進(jìn)行生物反應(yīng)器內(nèi)感染接種。感染過程一般持續(xù)48至72h。采樣條上的出現(xiàn)細(xì)胞計(jì)數(shù)耗盡時(shí)，可以開始收獲。

5.病毒收獲

收獲原液通過深層過濾器后，收集進(jìn)入二級容器。再進(jìn)行病毒收獲前，生物反應(yīng)器內(nèi)額外用新鮮培養(yǎng)基進(jìn)行潤洗，以保證罐體內(nèi)無殘留的病毒。收獲后的病毒源液要離心澄清后才能進(jìn)行分析操作步驟。

6.噬斑分析

對病毒收獲原液取樣，通過稀釋、染色、漂洗、計(jì)數(shù)等方式來進(jìn)行噬斑定量與分析，檢驗(yàn)病毒的滴度。

從以上步驟我們可以看出固定床式生物反應(yīng)器在進(jìn)行活病毒疫苗載體的生產(chǎn)、病毒澄清和濃縮方面都具有著不可替代的作用。通過生物反應(yīng)器生產(chǎn)技術(shù)可降低疫苗生產(chǎn)設(shè)施需求，簡化操作，并實(shí)現(xiàn)自動化，實(shí)現(xiàn)疫苗產(chǎn)品的GMP規(guī)模化生產(chǎn)需求。

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