一种用LMH细胞系生产禽腺病毒灭活疫苗的方法技术领域
本发明属于兽用生物制品技术领域,具体涉及一种用LMH细胞系生产禽腺病毒灭
活疫苗的方法。
背景技术
禽I群腺病毒是家禽常见的感染病原体,呈世界性分布,目前发现所有年龄的家禽
均易感,只是鉴于家禽的品种、年龄所形成的致病力不同。目前发现禽I群腺病毒对鸡具有
强致病性,主要病变表现为包涵体肝炎及心包积液-肝炎综合征,该病可直接引发养鸡场20
~40天龄鸡只出现30%以上的死亡率,此外其临床上也常常与传染性支气管炎病毒,呼肠
孤病毒,H9亚型禽流感病毒等并发感染,导致种蛋鸡出现明显呼吸道病,关节炎,及严重的
产蛋下降及畸形蛋等问题。因此目前该病已经成为严重影响养鸡场生产性能的重大疫病之
一。
禽I群腺病毒中的禽腺病毒4型(FAV-4)目前是世界上的研究热点,其具备高致病
性,可直接引发的心包积液-肝炎综合征(或安卡拉病),该病于1987年首发于巴基斯坦,在
不到一年的时间内殃及整个巴基斯坦肉鸡养殖企业,之后在科威特、伊朗、前苏联,日本,中
南美洲及墨西哥等地具有发生,甚至该病在鸽子也曾大面积爆发。目前已经证明,禽I群腺
病毒,特别是针对高致病性的FAV-4型可通过灭活疫苗进行有效防控,其中巴基斯坦采取感
染鸡的肝脏匀浆制备的甲醛灭活疫苗防控心包积液-肝炎综合征获得了显著成功。
现有技术对禽I群腺病毒灭活疫苗的制备多采用鸡胚成纤维细胞(CEF)、鸡胚肾细
胞(CEK)、雏鸡肾细胞(CK)、鸡胚肝细胞(CEL)4种原代细胞分离和增殖病毒。但原代肝肾细
胞制备繁琐、易污染、不易转染,且在制备细胞过程中易混入CEF,不利于实验操作。
鸡肝癌细胞系(LMH细胞系)是由一位日本学者在1981年所建立的。通过使用二乙
基亚硝胺对雄性来航鸡长期进行诱导,导致鸡体产生肝癌,再从肝癌组织中分离细胞而得
到的。LMH呈典型上皮细胞特征,该细胞系保持了鸡肝细胞分化的大量表型特征,主要用于
重组腺病毒的构建。公开号为CN 105420198 A的中国专利申请“鸡肝癌细胞系作为鸭瘟病
毒宿主的应用”以鸡肝癌细胞系作为鸭瘟病毒宿主,证明鸡肝癌细胞系适用于病毒培养。
目前虽然有相关研究表明LMH细胞系是禽I群腺病毒较适合的培养系统,但未见优
化LMH细胞系培养禽I群腺病毒条件以获得较高病毒滴度的灭活疫苗相关研究。采用传统的
胰酶-EDTA浓度消化细胞进行传代后细胞活性较差且容易老化,用此种状态下的细胞采取
不同的生产条件来制备禽腺病毒疫苗,进行动物免疫效力试验,得出的结论是疫苗的保护
率很低。此外,采用传统的细胞培养时间、病毒接种浓度、病毒收获时间,均存在病毒滴度不
高,制作的疫苗保护率较低的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题,本发明的目的在于提供一种用LMH细胞系生
产禽腺病毒灭活疫苗的方法。该方法生产工艺简单且稳定、易操作,病毒含量高,批间差异
小,质量易控,可显著提高疫苗产量和质量。
本发明提供的技术方案为如下:
本发明提供一种用LMH细胞系生产禽腺病毒灭活疫苗的方法,其包括以下步骤:
(1)传代细胞系LMH细胞的制备:将LMH细胞用胰酶-EDTA消化液进行消化分散传
代,加入DMEM培养液在37℃、5%CO2培养箱中培养,直至形成生长良好的细胞单层;
(2)种毒繁殖:用禽腺病毒4型毒种按终体积1:200接种到步骤(1)制备的LMH细胞
单层中,并在37℃吸附30分钟后吸弃病毒液,加入细胞维持液,于37℃、5%CO2培养58±2小
时,直至细胞病变CPE达80%以上,收获细胞毒液;
(3)病毒收集、浓缩和纯化:将收获的细胞毒液于-20℃反复冻融两次,5000rpm,4
℃离心10min后收集上清液,即病毒原液,将病毒原液通过50K的中空纤维柱超滤浓缩10倍,
即为制苗病毒液;
(4)疫苗成品的配制:往制苗病毒液中加入终浓度为0.1~0.2%(v/v)的福尔马林
进行灭活,即为疫苗抗原;然后将疫苗抗原乳化制成乳剂型灭活疫苗。
进一步地,上述步骤(1)的DMEM培养液中含5~10%(v/v)新生牛血清、1.0~1.2%
(v/v)双抗和0.5~2.5%(m/v)羟乙基哌嗪乙磺酸,所述的双抗为含100IU/mL的青霉素和
10mg/mL的链霉素溶液。
进一步地,上述步骤(1)中胰酶-EDTA消化液为含有0.025%(m/v)的胰酶,0.02%
(m/v)EDTA的Hank’s溶液。
进一步地,上述步骤(2)的细胞维持液为包含有0.5~1.5%(v/v)新生牛血清、0.2
~0.5%(m/v)谷氨酰胺、1.0~1.2%(v/v)双抗、1~3%(v/v)脂质体复合物和1~2%(m/v)
羟乙基哌嗪乙磺酸的DMEM培养液,所述的双抗为含100IU/mL的青霉素和10mg/mL的链霉素
溶液。
进一步地,所述步骤(2)的细胞维持液为还包含有0.05~0.2%(m/v)硫辛酸。
其中,所述的脂质体复合物为内部包含过氧化氢酶的复合物。所述的脂质体复合
物的制备包括以下步骤:
(1)称取0.2g磷脂酰胆碱、0.08g胆固醇、0.04g二硬脂酰磷脂酰乙醇胺,混合,溶于
50mL乙醇,超声处理5min;
(2)然后在28℃,0.1MPa的条件下旋转蒸发,除去乙醇,静置30min,加入100mL pH
为7.4的磷酸盐缓冲溶液,该磷酸盐缓冲溶液中含0.2~0.6%(m/v)过氧化氢酶,在35℃水
浴中振荡水化反应约1h,得脂质体悬浮液;
(3)使用注射器式滤器调整脂质体悬浮液的粒径至150~200nm,得到内部包含有
过氧化氢酶的脂质体。
进一步地,所述步骤(3)中病毒原液经浓缩后,进行病毒含量的测定,测得每0.1mL
制苗病毒液含量为108.0TCID50以上,方可用于制备疫苗。
进一步地,所述步骤(4)将疫苗抗原乳化制成乳剂型灭活疫苗具体为:
(1)油相制备:取优质注射用白油94份,硬脂酸铝2份,司盘-80 4份,先将白油缓慢
加温,加入司盘-80和硬脂酸铝,边搅边加温,直到硬脂酸铝充分溶解至透明为止,高压灭菌
备用;
(2)水相制备:取疫苗抗原96份加入灭菌后的吐温-80 4份,开始搅拌,使吐温-80
完全溶解为止,制成水相;
(3)乳化:将水相加入到油相中,利用IKA乳化剂进行乳化,16000rpm,乳化5分钟即
可;
(4)分装:将制备的疫苗按照每瓶250mL进行分装。
本发明人在试验中发现,采用传统使用的胰酶-EDTA消化液(0.25%(m/v)胰酶-
0.02%(m/v)EDTA)对LMH细胞进行消化传代培养,传代后的细胞活性较差且容易老化,制得
的禽腺病毒疫苗效价较低,保护效果差。将消化液中胰酶的浓度降低10倍,即使用质量体积
比为0.025%胰酶-0.02%EDTA消化液,对LMH贴壁细胞消化更彻底,细胞传代既稳定又生长
良好。
同时,本发明人发现在LMH细胞单层进行禽腺病毒4型毒种接毒后,加入常规的细
胞维持液,LMH细胞很快出现死亡,导致最终制得的禽腺病毒疫苗效价较低。本发明人通过
大量的试验和筛选对细胞维持液的配方进行改进,发现在低含量新生牛血清的DMEM培养液
中加入一定量的过氧化氢酶脂质体复合物和硫辛酸,可显著改善LMH细胞的生长状态,避免
LMH细胞过早出现死亡,从而获得较高病毒滴度的制苗病毒液。经接毒后的细胞培养58±2
小时得到的病毒液中病毒的含量高达107.0TCID50以上,进一步经浓缩后,病毒的含量高达
108.0TCID50以上,远远高于采用常规鸡胚法及原代细胞法制备禽腺病毒疫苗的效价,取得了
意料不到的技术效果。
同时,采用的LMH细胞背景清楚,无外源病原,易增殖性,非常适用生物反应器进行
大规模培养,符合未来疫苗生产趋势,并且细胞活性高,半抗原高度澄清,容易进行浓缩处
理,非常适合进行高抗原滴度的优质灭活疫苗生产。
与现有技术相比,本发明的优势在于:
(1)采用本发明疫苗制备方法可以稳定获得高滴度抗原,其制备的抗原半成品
TCID50可以稳定达到107/0.1mL,病毒滴度是常规鸡胚法及原代细胞法的10倍以上,如采用
生物反应器进行病毒增殖,其病毒滴度届时可以达到100倍水平。从经济效益角度评估,用
此生产工艺对以后规模化生产该疫苗不仅能大大降低生产成本,而且疫苗免疫效果远比传
统好。
(2)本发明通过优化细胞培养液的配方,创造性地添加过氧化氢酶脂质体复合物
和硫辛酸,使接毒后的LMH细胞在低含量新生牛血清的DMEM培养液中仍能保持良好的生长
状态,避免细胞过早出现死亡,从而提高制毒疫苗的效价,并在较短的培养时间58±2小时,
即可收获滴度较高的病毒液,大大节约了生产成本,提高生产效率。
(3)本发明制备的疫苗保护率高,在疫苗的保护试验中,分别按照三种剂量0.3mL/
只、0.5mL/只和1.0mL/只进行注射免疫,疫苗保护率均达到了100%,表明本发明生产的禽
腺病毒4型灭活疫苗免疫效力高,对禽腺病毒4型具有完全的免疫保护作用。
具体实施方式
以下通过具体实施方式进一步描述本发明,但本发明不仅仅限于以下实施例。
实施例1 脂质体复合物的制备:
(1)称取0.2g磷脂酰胆碱、0.08g胆固醇、0.04g二硬脂酰磷脂酰乙醇胺,混合,溶于
50mL乙醇,超声处理5min;
(2)然后在28℃,0.1MPa的条件下旋转蒸发,除去乙醇,静置30min,加入100mL pH
为7.4含0.5%(m/v)过氧化氢酶的磷酸盐缓冲溶液,在35℃水浴中振荡水化反应约1h,得脂
质体悬浮液;
(3)使用注射器式滤器调整脂质体悬浮液的粒径至150nm,得到内部包含有过氧化
氢酶的脂质体。
实施例2 消化LMH细胞最佳胰酶-EDTA浓度筛选和LMH细胞最佳培养时间的筛选
将LMH细胞(ATCC LMH-CRL-2117),分别用质量体积比为0.25%、0.05%、0.025%
的胰酶-EDTA(0.02%)消化分散;加入含5~10%(v/v)新生牛血清、1.0~1.2%(v/v)双抗
和0.5~2.5%(m/v)羟乙基哌嗪乙磺酸的DMEM培养液在37℃、5%CO2培养箱中培养至细胞
单层,用于传代。
将三种不同浓度胰酶-EDTA消化得到的LMH细胞分别传代,不同代次细胞生长情况
见表1。用质量体积比为0.025%胰酶-EDTA(0.02%)消化LMH细胞于37℃、5%CO2培养箱中
培养不同时间,对其细胞用MTT法进行细胞活性测定和用红细胞计数板对细胞进行计数,结
果见表2。
表1 不同浓度胰酶-EDTA消化LMH细胞传代情况
表2 培养不同时间细胞活性和细胞计数
结果表明:(1)用质量体积比为0.025%胰酶-EDTA(0.02%)消化传代的细胞比传
统上常用的0.25%胰酶-EDTA(0.02%)消化传代生长良好,且传代稳定性要比传统的胰酶
浓度强。
(2)细胞活性和细胞计数结果表明,采用质量体积比为0.025%胰酶-EDTA
(0.02%)浓度消化传代的细胞在培养48~60h之间细胞活性最高,且细胞数量跟72h相差不
大。
实施例3 禽腺病毒4型的最佳接种浓度筛选
将铺满单层的LMH细胞按不同浓度稀释进行禽腺病毒4型接种,分别于接毒后至细
胞出现80%左右细胞病变时,收获细胞毒液于-20℃反复冻融两次,5000rpm,4℃离心10min
后收集上清液,即病毒原液,测定其TCID50,其结果见表3。
表3 禽腺病毒4型接种浓度的筛选
结果表明:采用不同稀释浓度的病毒液进行接种,细胞出现病变的时间有很大差
异且其细胞毒液的效价有很大差异,由上表可知采用200倍稀释病毒进行接种并培养58小
时,病毒的效价最高。
实施例4 禽腺病毒4型的最佳收获时间筛选
采用200倍稀释病毒液接种铺满单层的LMH细胞,不同时间收获其细胞病毒液,测
定不同时间收获的病毒液TCID50,从而确定其最佳收获病毒时间,结果见表4。
表4 不同时间收获的病毒液TCID50
结果表明:以相同稀释浓度的病毒液接种LMH细胞后,分不同时间收获细胞病毒
液,并对不同时间阶段收获的细胞病毒液进行TCID50病毒含量测定;同时根据细胞接毒后的
细胞病变程度,得出60h收获细胞毒液是最佳收获时间。
实施例5 禽腺病毒4型制苗病毒液的制备
(1)传代细胞系LMH细胞的制备:将LMH细胞用质量体积比为0.025%的胰酶-
0.02%的EDTA消化分散传代,加入含10%(v/v)新生牛血清、1.0%(v/v)双抗和2.0%(m/v)
羟乙基哌嗪乙磺酸的DMEM培养液,在37℃、5%CO2培养箱中培养,直至形成生长良好的细胞
单层,所述的双抗为含100IU/mL的青霉素和10mg/mL的链霉素溶液。
(2)种毒繁殖:用禽腺病毒4型毒种按终体积1:200接种到步骤(1)制备的LMH细胞
中,并在37℃吸附30分钟后吸弃病毒液,加入含有1.0%(v/v)新生牛血清、0.4%(m/v)谷氨
酰胺、1.0%(v/v)双抗、2.5%(v/v)脂质体复合物、0.15%(m/v)硫辛酸和2%(m/v)羟乙基
哌嗪乙磺酸的DMEM培养液,于37℃、5%CO2培养至60小时,此时,细胞病变CPE达80%以上,
收获细胞毒液。
(3)病毒收集、浓缩和纯化:将收获细胞毒液于-20℃反复冻融两次,5000rpm,4℃
离心10min后收集上清液,即病毒原液,将病毒原液通过50K的中空纤维柱超滤浓缩10倍,即
为制苗病毒液。
(4)病毒含量测定:将制苗病毒液用DMEM培养液做10倍系列稀释,取10-5、10-6、10
-7、10-8、10-95个稀释度接种48孔铺满单层LMH细胞培养板,每个稀释度重复5孔,同时设立阴
性对照细胞孔;每孔0.1mL,37℃吸附30min后,补加细胞维持液0.3mL,于37℃、5%CO2培养
120小时,观察细胞病变(CPE),计算TCID50,每0.1mL禽腺病毒4型病毒含量≥108.0TCID50方
可用于制备疫苗。
(5)禽腺病毒4型的灭活:将病毒含量符合要求的制苗病毒液导入灭活罐内,加入
福尔马林溶液,充分混合,福尔马林溶液的终浓度为0.1%(v/v),37℃灭活16小时(以罐内
温度达到37℃开始计时)后取出,置6℃保存,应不超过1个月。
(6)禽腺病毒4型病毒灭活检验:取灭活检验的样品,用DMEM营养液以10-1、10-2、10
-3三个比例稀释待检样品,同时设立同样稀释比例的灭活前病毒样品用于阳性对照,分别接
种于48孔LMH细胞单层细胞,每组重复接种5孔,每孔0.4mL 37℃、5%CO2培养96小时。灭活
样品各组稀释度孔中均没有出现细胞病变,阳性对照组各稀释度孔中细胞病变均明显,达
80%以上,判定为灭活检验合格。
实施例6 疫苗成品的配制
本发明可用于配制灭活疫苗的条件为:每0.1mL禽腺病毒4型病毒含量≥
108.0TCID50方可用于制备疫苗,所述灭活疫苗的制备具体为:
(1)油相制备:取优质注射用白油94份,硬脂酸铝2份,司盘-80 4份,先将白油缓慢
加温,加入司盘-80和硬脂酸铝,边搅边加温,直到硬脂酸铝充分溶解至透明为止,高压灭菌
备用;
(2)水相制备:取实施例5制得的禽腺病毒4型灭活疫苗抗原96份加入灭菌后的吐
温-80 4份,开始搅拌,使吐温-80完全溶解为止,制成水相;
(3)乳化:将水相加入到油相中,利用IKA乳化剂进行乳化,16000rpm,乳化5分钟即
可;
(4)分装:将制备的疫苗按照每瓶250mL进行分装。
对比例1、2、3禽腺病毒4型制苗病毒液的制备
对比例1禽腺病毒4型制苗病毒液的制备步骤与实施例5基本相同,区别在于,所述
的步骤(2)种毒繁殖中,LMH细胞接入毒种后,加入的细胞维持液含有过氧化氢酶,而不是过
氧化氢酶脂质体,即将过氧化氢酶直接加入到细胞维持液中。
对比例2禽腺病毒4型制苗病毒液的制备步骤与实施例5基本相同,区别在于,所述
的步骤(2)种毒繁殖中,LMH细胞接入毒种后,加入的细胞维持液不含过氧化氢酶脂质体。
对比例3禽腺病毒4型制苗病毒液的制备步骤与实施例5基本相同,区别在于,所述
的步骤(2)种毒繁殖中,LMH细胞接入毒种后,加入的细胞维持液不含硫辛酸。
并观察按对比例1-3所述的方法制备禽腺病毒4型制苗病毒液,不同时间收获的病
毒液TCID50,并与实施例5的方法制备禽腺病毒4型制苗病毒液比较,见下表5。
表5 不同时间收获的病毒液TCID50
由对比例1可知,将过氧化氢酶直接加入到细胞维持液中,LMH细胞在较短时间内
出现病变,培养36h后,CPE比例达到65%,48h后达到95%,收获病毒液中病毒的含量远低于
实施例5制得病毒液中病毒的含量。由对比例2可知,细胞维持液中不含过氧化氢酶脂质体,
LMH细胞在最短时间内出现病变,培养36h后,CPE比例达到85%,收获病毒液的病毒的含量
最低。由对比例3可知,细胞维持液中不含硫辛酸,LMH细胞出现病变的时间与对比例1相当,
培养36h后,CPE比例达到60%,48h后达到85%。以上结果表明在细胞培养液中加入过氧化
氢酶脂质体和硫辛酸可显著改善LMH细胞接毒后的生长状态,延缓其出现细胞病变,提高病
毒疫苗的效价。
实施例7 灭活疫苗成品检验
(1)性状
①外观:为乳白色乳剂。
②剂型:油包水型。取一清洁吸管,吸取少量疫苗滴入冷水中,除第一滴外,均不扩
散。
③稳定性:吸取疫苗10毫升加入离心管中,以3000rpm离心15分钟,管底析出的水
相应≤0.5mL。
④粘度:用出口内径为1.2mm的1.0mL吸管,吸取25℃左右1.0mL,令其垂直自然流
出,记录流出0.4mL所需的时间,应不超过8秒。
(2)无菌检验:取成品接种硫乙醇酸盐培养基小管和酪胨琼脂各两支,每支0.2mL,
一支置37℃培养,一支置25℃培养,观察3~5日,应纯粹,无菌生长。
(3)安全检验:用7日龄SPF鸡10只,每只肌肉或颈部皮下注射疫苗1mL,观察14日,
结果试验鸡均健活,无任何局部和全身不良反应。
(4)甲醛含量测定:
①对照品溶液的制备:取已标定的甲醛溶液适量,配成每1.0mL含甲醛1.0mg的溶
液,精密量取5.0mL置50mL量瓶中,加水至刻度,摇匀,即得。
②被测样本的制备:用5.0mL刻度吸管量取被检品5.0mL,置50mL量瓶中,用20%吐
温-80乙醇溶液10mL,分次洗涤吸管,洗液并入50mL量瓶中,摇匀,加水稀释至刻度,强烈振
摇,静止分层,下层液如果不澄清,滤过,弃去初滤液,取澄清续滤液,即得。
③测定法:精密吸取对照品溶液和被检品溶液各0.5mL,分别加醋酸-醋酸铵缓冲
液10mL,乙酰丙酮试液10mL,置60℃恒温水浴15分钟,冷水冷却5分钟,放置20分钟后,按紫
外-可见分光光度计法,在410nm的波长处测定吸收度,计算即得。甲醛溶液(40%)含量%
(g/mL)=0.25×(被检样品溶液的吸收度/对照样本溶液的吸收度)×100%。甲醛含量符合
国家标准,即检验合格。
(5)装量检查:取供试品3个,使之恢复至室温,开启时注意避免损失。参照装量检
查使用量取参考表,用经标化的吸管、注射器或量筒进行装量检查。
实施例8 疫苗效力试验
取4日龄清远麻黄鸡55只,试验组每组15只,分别用0.3mL/只(A组)、0.5mL/只(B
组)和1.0mL/只(C组)进行肌肉注射疫苗,剩余10只鸡进行肌肉注射生理盐水,作为对照组。
免疫后21日,用禽腺病毒4型病毒细胞液(约含106.5/0.1mL)进行攻毒,每只肌肉注射1.0mL。
观察7天,每天详细记录免疫鸡和对照鸡的发病情况。
结果显示:对照组鸡攻毒7天内全部发病,死亡8只,不同剂量免疫组攻毒7天内没
有出现任何症状;且死亡鸡及发病鸡(攻毒后7天进行剖检)剖检病理变化:均出现典型的心
包积液、肝脏肿大、典型的胰腺炎。攻毒7日后对免疫鸡只进行剖检,未出现由禽腺病毒4型
引起的一些病理变化,结果见表6。
表6 各组别攻毒结果
组别
数量
免疫途径
攻毒剂量
攻毒保护率
A
15
肌肉注射
1mL/只
15/15(100%)
B
15
肌肉注射
1mL/只
15/15(100%)
C
15
肌肉注射
1mL/只
15/15(100%)
对照组
10
/
1mL/只
10/10发病(100%),8/10死亡(80%)
由上表可知,使用本发明制备的灭活疫苗分别按照三种剂量0.3mL/只、0.5mL/只
和1.0mL/只进行注射免疫,疫苗保护率均达到了100%,表明本发明生产的禽腺病毒4型灭
活疫苗免疫效力高,对禽腺病毒4型具有完全的免疫保护作用。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对
本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的
普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改
进和润饰也应视为本发明的保护范围。