Průmyslový-následný purifikační proces pro vakcínu proti bovinní infekční rinotracheitidě (IBR) – sekce "ultrafiltrace"

Bovinní infekční rinotracheitida (IBR) je způsobena infekcí virem bovinní infekční rinotracheitidy (IBRV), také známým jako bovinní herpesvirus typu 1 (BHV-1). Onemocnění je charakterizováno především respiračními příznaky a potraty. Kromě těchto klinických projevů může IBR vést ke snížení mléčné užitkovosti u dojného skotu a snížení přírůstku hmotnosti u masného skotu, což vede k významným ekonomickým ztrátám pro chovy hospodářských zvířat.

Onemocnění má imunosupresivní povahu. Pokud se vyskytuje jako jediná infekce, je její patogenita relativně nízká; když se však objeví smíšené infekce s jinými virovými nebo bakteriálními onemocněními, závažnost a poškození se výrazně zvýší. Očkování je nejúčinnější metodou prevence a kontroly, přičemž jsou k dispozici dva hlavní typy vakcín: živé atenuované vakcíny a inaktivované vakcíny. V současnosti jsou vakcíny proti infekční rhinotracheitidě skotu používané na farmách převážně inaktivované vakcíny.

Živé atenuované vakcíny se vyznačují silnou imunogenicitou, rychlým nástupem imunity a dlouhou dobou ochrany (obvykle více než šest měsíců). Běžně se používají k nouzové imunizaci během propuknutí onemocnění. Nesou však potenciální riziko šíření viru, představují riziko pro březí krávy a nelze je použít u latentně infikovaného, ​​ale asymptomatického skotu.

Inaktivované vakcíny se vyznačují vysokou bezpečností, bez rizika šíření viru nebo návratu k virulenci a jsou považovány za absolutně bezpečné. Mohou být použity u skotu ve všech fázích, včetně březích krav, telat a plemenných býků. Nástup imunity je však relativně pomalý a doba trvání ochrany kratší, proto jsou obvykle nutná přeočkování. V některých případech může být účinnost ochrany slabší než u živých atenuovaných vakcín.

Bez ohledu na to, zda je použita živá atenuovaná vakcína nebo inaktivovaná vakcína, lze proces následné purifikace rozdělit do čtyř hlavních fází: sklizeň a čiření → koncentrace a primární čištění → leštící čištění → inaktivace/sterilní filtrace a formulace.

Koncentrace je základním krokem v následném procesu čištění vakcín, bezprostředně po vyčeření. Jeho primárním cílem je rychle snížit sklizený velkoobjemový roztok vyčištěný virem s nízkou-koncentrací na maloobjemovou formu s vysokou-koncentrací při zachování biologické aktivity viru. To vytváří nezbytné podmínky pro následné kroky jemného čištění s vysokým -rozlišením, ale s nízkou{7}}kapacitou, jako je chromatografie.

Tento krok se typicky provádí pomocí ultrafiltrace s tangenciálním tokem (TFF). Princip je následující: živný roztok viru proudí paralelně s povrchem ultrafiltrační membrány se specifickou velikostí pórů. Pod tlakem procházejí malé molekuly, jako je voda, soli a určité nečistoty, kolmo membránou a jsou odstraněny, zatímco intaktní virové částice, které jsou mnohem větší než póry membrány, jsou zadržovány, nepřetržitě recirkulovány a koncentrovány. Ve srovnání s tradiční-rychlostní centrifugací je tato metoda šetrnější pro křehké viry, jako je IBRV, které mají lipidový obal. Účinně snižuje poškození struktury viru a ztrátu aktivity způsobenou vysokými smykovými silami a je vhodnější pro lineární škálování-pro průmyslovou výrobu.

Úspěšná operace koncentrace je mnohem více než pouhé snížení objemu. Klíčové body pro optimalizaci procesu zahrnují: přesné řízení transmembránového tlaku a rychlosti průtoku pro vyvážení účinnosti filtrace při minimalizaci polarizace koncentrace a zanášení membrány; výběr vhodného materiálu membrány a velikosti pórů pro zajištění vysoké retence viru a toku permeátu; a nalezení optimální rovnováhy mezi obnovou viru, koncentračním faktorem a dobou zpracování. Koncentrovaná virová suspenze nejenže dosahuje výrazně vyššího titru, ale také dosahuje předběžného čištění odstraněním velkého podílu ve vodě-rozpustných nečistot. To poskytuje nezbytný objemový a koncentrační základ pro následné kritické rafinační kroky, jako je chromatografie a ošetření nukleázou, čímž se koncentrace stává centrálním centrem účinnosti v celém následném procesu.

Sekundární diafiltrace je kritickým krokem v následné purifikaci vakcíny, umístěná po jemné purifikaci a před formulací. Obvykle se provádí po chromatografii a ošetření nukleázou. Jeho hlavním účelem není počáteční koncentrace, ale výměna systému a přesné nastavení podmínek konečného složení. Proces se provádí v systému ultrafiltrace s tangenciálním tokem (TFF), kde se k cirkulujícímu koncentrovanému virovému roztoku kontinuálně přidává čerstvý, čistý formulační pufr, přičemž se odstraňuje původní rozpouštědlo a malé-molekulové nečistoty. Tato operace účinně a šetrně odstraňuje zbytkové soli, organická rozpouštědla, produkty degradace nukleázy a stopové rozpustné nečistoty zbývající z procesu čištění.

Klíčem je udržovat konstantní objem nebo provádět drobné úpravy koncentrace, aby se zajistilo, že koncentrace viru splňuje specifikace formulace. U křehkých obalených virů, jako je virus bovinní infekční rhinotracheitidy (IBRV), je šetrné hydrodynamické prostředí sekundární diafiltrace klíčové pro zachování integrity částic a imunogenicity. Nakonec tento krok poskytuje pevný základ pro následnou inaktivaci (je-li požadována), přidání adjuvans nebo stabilizátoru a finální plnění, což zajišťuje, že konečný produkt vstoupí do formulace s definovanými složkami, jednotnými podmínkami a dobrou kompatibilitou. Jedná se tedy o jeden ze základních kroků k zajištění bezpečnosti, stability a konzistence jednotlivých šarží-do{4}}vakcíny.

IBRV je obalený dvou-vláknový lineární DNA virus s přibližně kulovitým obalem. Zralé částice IBRV mají průměr asi 160–230 nm. V souladu s tím, použití 100, 300 nebo 500 kDa ultrafiltračních membrán může zadržovat IBRV při odstraňování některých kontaminujících proteinů. Rychlost obnovy ultrafiltrace membránových kazet Jiuling Technology se liší podle typu vstupního materiálu, ale obecně dosahuje 90–95 %.