疫苗的生產分為兩步:研發疫苗,和大規模生產疫苗。
我們以2020年covid-19新冠疫苗為例。截止8月中旬,各國都在研發疫苗。
研發疫苗經過,一期,二期,三期(大規模驗證)臨床驗證,最后確定疫苗的安全性,以及有效性。最后確定疫苗的——毒株。(后面我們慢慢說這個毒株)
先來說說疫苗的研發
疫苗研發領域起步很早,1721年,人癥接種法傳入英國,英國醫生E.Jenner(1749-1823)
1796年,利用牛痘防治天花,1798年,醫學界正式承認"疫苗接種確實是一種行之有效的免疫方法"。1980年,世界衛生組織(WHO)宣布:全球消滅了天花。(天花病毒)
路易斯·巴斯德——疫苗之父
法國免疫學家LouisPasteur(路易斯·巴斯德)深耕與微生物領域的研究。在細菌的分離培養技術方面,深入的研究,把微生物的研究從主要研究微生物的形態轉移到研究微生物的生理途徑上來。
之后更是開拓了,減毒菌株的獲得法:
1、1870年,通過連續傳代培養法,制造出雞霍亂弧菌減毒株(第一個細菌減毒活疫苗)。
2、1881年,通過高溫培養法,制備了炭疸菌苗。
3、異體傳代法,將狂犬病毒在兔體內經連續傳代,獲得了減毒株。巴斯德是第一個研發出了狂犬病疫苗的科學家。
因此,巴氏減毒菌苗的發明:為實驗免疫學建立了基礎,這是整個疫苗研發的開端。但是后續的疫苗發展,有不少新的變化。但有不少疫苗的研發,還是遵循這個方式。
疫苗的分類:
不同疫苗對應的作用不同。按照所用的材料分類:
分為:1、細菌性疫苗,以前的舊稱呼為菌苗。2、病毒性疫苗(舊稱:疫苗)。3、類毒素。
按照疫苗研制技術分類:
1、傳統疫苗:滅活疫苗,減毒活疫苗,亞單位疫苗:用天然微生物的某些成分制成。
在新型疫苗領域,主要是針對一些病毒,朊病毒等突然出現的病毒做的疫苗。
新型的疫苗,主要使用的技術,是當前醫學領域最為靠前的,基因技術。
在covid-19疫苗的制備中,目前研究技術較多的是重組疫苗。
這也是為什么前段時間,針對RNA病毒結構的基因測序,以及RNA空間結構的預測。為什么這么火熱的原因。
測序之后,就是找靶點。通俗一點說,就是找到病毒毒株,是哪個結構基因序列,造就了結構蛋白造成了易于感染,或者是存貨時間更長。同時還要保持病毒在重組后,可以有效的產生抗原。
舉個例子:相當于抓一只老虎,找到老虎威脅最大的的虎牙,給拔了。但是不能改變老虎本身的獸王的威懾力。老虎吼一聲,還是給深林的動物帶來恐懼。
因此,疫苗的研發過程屬于較為高端的前言可續,而且綜合技術也比較多。各種交叉學科,化學,物理學,基因工程,計算機技術(用于基因測序等),都在疫苗研發的環節中起到作用。
疫苗研發之后,最終選定的一個毒株,經過大規模臨床驗證,可以有效的產生抗體,并且疫苗安全性有保證。
所謂的疫苗安全性有保證,我們可以用通俗的一個數據來比較。常見的幼兒百白破疫苗的死亡率,僅有1/100萬。看著這個數據是非常小。但是1/100萬,放在群體里是小事。
要是發生在一個孩子的身上,那就是一個100%的生命。
所以,對于疫苗的研發而言,寧可速度慢一點,安全才是最重要的。畢竟病毒的爆發是天災,但是疫苗出現問題,那就會演變為“人禍”。
我們著重的來說一下,疫苗的生產過程
工業生產疫苗的過程,這才是大眾可以接觸到,并且值得關心的問題。
疫苗的生產制造過程都需要在無菌環境下。從疫苗包裝后,下產線的那一刻,就需要冷藏運輸。
由于細菌疫苗,和病毒疫苗的制備過程還有不同之處。
我們這里主要結合當下新冠疫情,介紹一下病毒疫苗的制造過程。
一、首先,那個一小瓶的疫苗里面都有什么構成的?
1、疫苗是由:抗原,和佐劑構成的。
抗原就是我們上面說的毒株(滅活病毒,或者活性病毒等)。
2、佐劑的作用是
常規免疫佐劑:常規免疫佐劑:鋁鹽類佐劑、蜂膠佐劑、油水乳劑。
新型免疫佐劑:新型免疫佐劑:細胞因子、CpGDNA、基因工程減毒素、免疫刺激復合物(ISCOM)、脂質體。
佐劑的作用是:改變抗原的物理形狀,延長抗原在機體內保留時間;刺激單核吞噬細胞對抗原的提呈能力;刺激淋巴細胞分化,增加擴大免疫應答能力。
3、疫苗的構成已經介紹完了。那么我們來說說三種疫苗工業生產流程。
(1)病毒性禽胚培養疫苗制造
這種要選用沒有使用過抗生素的雞蛋,使用的是發育中的受精的雞胚。(就是在孵化中的小記)
痘病毒、正粘病毒、副粘病毒和皰疹病毒等一類生物制品,目前仍然利用禽胚特別是雞胚制備,如雞新城疫苗、禽流感疫苗、犬瘟熱雞胚弱毒疫苗等。
禽胚疫苗生產的原材料來源方便、質量比較容易控制,制造程序簡單,不需要過高的設備條件,生產的疫苗質量可靠。
上圖就是:病毒性禽胚培養疫苗制造流程。
至于其中的設備,我們后面再慢慢說。
(2)病毒性細胞培養疫苗制造
細胞培養疫苗有細胞培養滅活疫苗和細胞培養活疫苗兩類,前者多以強毒毒株培養增殖制造,后者則用弱毒毒株增殖生產,兩者的制造程序既有相同之處,又有區別。由于病毒不同與疫苗性質不同,所采用的細胞及細胞培養方法也有所不同。
上圖為:病毒性細胞培養疫苗制造流程
(3)病毒性動物組織疫苗制造
病毒在易感動物體內可大量增殖,但在各器官組織、部位中增殖病毒的量卻有很大的差異,利用病毒增殖迅速、含毒量高的組織制造的疫苗稱為組織疫苗(tissuevaccine)。
動物組織疫苗包括動物組織滅活疫苗和動物組織弱毒活苗兩類,前者多數由強毒株制造,如豬瘟結晶紫疫苗、狂犬病羊腦組織疫苗;后者均以弱毒株生產,如豬瘟兔化弱毒乳兔組織疫苗、牛瘟兔化弱毒組織疫苗等。
上圖為:病毒性動物組織疫苗制造制備過程
疫苗制造領域的設備
疫苗生產中,需要多個生物反應器,細胞破碎,鹽析等過程。以重組乙肝疫苗制備過程為例。
疫苗的生產,當前工藝確實比較成熟。但是這仍然是一個要求極為嚴格的工業領域。
希望新冠疫苗盡快的研發出來。