Quy trình nuôi cấy huyền phù cho virus cúm gia cầm H9N2 (chủng Re-2)

Archives of Virology - Tập 162 - Trang 3051-3059 - 2017
Honglin Wang1, Suying Guo2, Zhenguang Li3, Xiaoqin Xu4, Zexiang Shao5, Guicai Song1
1Shandong Sinder Technology Co., Ltd, Zhucheng, China
2Department of Biology, Longcheng Middle School, Zhucheng, China
3Sinovet (Beijing) Biotechnology Co., Ltd, Beijing, China
4Jiangyan Animal Health Inspection Institute, Taizhou, China
5Shandong Zhucheng Animal Husbandry and Veterinary Administration, Zhucheng, China

Tóm tắt

Virus cúm gia cầm H9N2 đã gây ra thiệt hại kinh tế lớn cho ngành chăn nuôi gia cầm của Trung Quốc kể từ khi được phát hiện lần đầu. Việc tiêm phòng thường được sử dụng như một phương pháp kiểm soát bệnh. Trong khi đó, nuôi cấy huyền phù đã trở thành một công cụ quan trọng cho sự phát triển của các loại vắc-xin cúm. Để tối ưu hóa điều kiện nuôi cấy huyền phù cho virus cúm gia cầm H9N2 (chủng Re-2) trong tế bào thận chó Madin-Darby (MDCK), chúng tôi đã nghiên cứu điều kiện nuôi cấy cho sự phát triển tế bào và các tham số tăng sinh cho sự sao chép virus H9N2. Tế bào MDCK đã được nuôi cấy thành công trong trạng thái huyền phù, từ quy mô nhỏ đến sản xuất công nghiệp, với thời gian chuyền khẩu và mật độ tế bào ban đầu được tối ưu hóa. Ảnh hưởng của pH lên quá trình nuôi cấy trong bể phản ứng đã được thảo luận và các tham số quy trình cho sản xuất công nghiệp đã được khám phá thông qua việc khuếch đại bể phản ứng 650L. Sau đó, chúng tôi đã nuôi cấy tế bào ở mật độ cao và thu hoạch một lượng virus lớn, đạt 10log2 (1:1024). Hơn nữa, một thí nghiệm trên động vật đã được thực hiện để phát hiện kháng thể. So với vắc-xin virus từ phôi gà, virus nuôi cấy từ tế bào huyền phù MDCK có thể sản xuất một lượng kháng thể cao hơn. Quy trình nuôi cấy huyền phù đơn giản và hiệu quả về chi phí, do đó cung cấp một nền tảng vững chắc cho việc hiện thực hóa sản xuất vắc-xin cúm gia cầm quy mô lớn.

Từ khóa

#virus cúm gia cầm H9N2 #nuôi cấy huyền phù #tế bào MDCK #sản xuất vắc-xin #kháng thể

Tài liệu tham khảo

Tapia F, Vogel T, Genzel Y, Behrendt I, Hirschel M, Gangemi JD, Reichl U (2014) Production of high-titer human influenza A virus with adherent and suspension MDCK cells cultured in a single-use hollow fiber bioreactor. Vaccine 32(8):1003–1011. doi:10.1016/j.vaccine.2013.11.044 (Epub 2013/11/26) Bock A, Sann H, Schulze-Horsel J, Genzel Y, Reichl U, Mohler L (2009) Growth behavior of number distributed adherent MDCK cells for optimization in microcarrier cultures. Biotechnol Prog 25:1717–1731 Bottcher E, Freuer C, Steinmetzer T, Klenk HD, Garten W (2009) MDCK cells that express proteases TMPRSS2 and HAT provide a cell system to propagate influenza viruses in the absence of trypsin and to study cleavage of HA and its inhibition. Vaccine 27:6324–6329 Peschel B, Frentzel S, Laske T, Genzel Y, Reichl U (2013) Comparison of influenza virus yields and apoptosis-induction in an adherent and a suspension MDCK cell line. Vaccine 31(48):5693–5699 Genzel Y, Olmer RM, Schafer B, Reichl U (2006) Wave microcarrier cultivation of MDCK cells for influenza virus production in serum containing and serum-free media. Vaccine 24:6074–6087 Lohr V, Genzel Y, Behrendt I, Scharfenberg K, Reichl U (2010) A new MDCK suspension line cultivated in a fully defined medium in stirred-tank and wave bioreactor. Vaccine 28(38):6256–6264 Jiang L, Changsom D, Lerdsamran H, Masamae W, Jongkaewwattana A, Iamsirithaworn S, Oota S, Louisirirotchanakul S, Auewarakul P, Puthavathana P (2016) Cross-reactive antibodies against H7N9 and H5N1 avian influenza viruses in Thai population. Asian Pac J Allergy Immunol Shin D, Park KJ, Lee H, Cho EY, Kim MS, Hwang MH, Kim SI, Ahn DH (2015) Comparison of immunogenicity of cell-and egg-passaged viruses for manufacturing MDCK cell culture-based influenza vaccines. Virus Res 204:40–46 Li LJ, Li Q, Shi XY, Zhao SJ, Zhang H, Shi CH (2000) Evaluation of neoplastigenesis of 5 types of passage animal cell lines in nude mice. J Fourth Military Med Univ 21(6) (ISSN: 81-5046/R) Please provide Ref. [10] as it missing in the list, but citation was provided Lohr V, Genzel Y, Behrendt I, Scharfenberg K, Reichl U (2010) A new MDCK suspension line cultivated in a fully defined medium in stirred-tank and wave bioreactor. Vaccine 28:6256–6264 Zhang DL, Li LJ, Xia GT, He X, Gao B, Bai X, Huang G, Liu S, Yan L, de Fang F (2002) Experimental research on carcinogenesis or tumorigenicity of MDCK canine kidney cell (CKC) lines and analysis of their chromosome karyotypes. Sci Agric Sin 35(5) (ISSN: 0578-1752) Negrete A, Pai A, Shiloach J (2014) Use of hollow fiber tangential flow filtration for the recovery and concentration of HIV virus-like particles produced in insect cells. J Virol Methods 195:240–246 Wang JH, Shao M, Shi CH, Bi JL, Yin GF (2011) Reducing the side effects of FMD type O, Asia-1 inactivated vaccine by purification and concentration of antigen. Chin J Prevent Vet Med 33(1) (ISSN: 1008-0589) Sun Y, Liu J (2015) H9N2 influenza virus in China: a cause of concern. Protein Cell 6:18–25 Xu YL, Dong YJ, Wang S (2015) Study on the reproduction and hemagglutination activity of H9N2 influenza virus in chicken embryo. Heilongjiang Anim Sci Vet Med 23:166–168 (ISSN: 1004-7034) Chen X, Zhang M, Zhang Q, Wang L, Wang D, Jiang T (2013) The construction and preliminary application of double-gene express vector that express Siat7e gene and St3 galIGene simultaneously Chin J Vet Drug (04) (ISSN: 1002-1280) Chu Chia, Lugovtsev Vladimir, Lewis Andrew, Betenbaugh Michael, Shiloach Joseph (2010) Production and antigenic properties of influenza virus from suspension MDCK-siat7e cells in a bench-scale bioreactor. Vaccine 28(44):7193–7201 Wen Z, Wu C, Chen W, Zeng X, Shi J, Ge J, Chen H, Bu Z (2015) Establishment of MDCK stable cell lines expressing TMPRSS2 and MSPL and their applications in propagating influenza vaccine viruses in absence of exogenous trypsin. Biotechnol Res Int 2015:402628 Genzel Y, Dietzsch C, Rapp E, Schwarzer J, Reichl U (2010) MDCK and Vero cells for influenza virus vaccine production: a one-to-one comparison up to lab-scale bioreactor cultivation. Appl Microbiol Biotechnol 88(2):461–475. doi:10.1007/s00253-010-2742-9 Xu KM, Smith GJ, Bahl J, Duan L, Tai H, Vijaykrishna D, Wang J, Zhang JX, Li KS, Fan XH, Webster RG, Chen H, Peiris JS, Guan Y (2007) The genesis and evolution of H9N2 influenza viruses in poultry from southern China, 2000–2005. J Virol 81:10389–10401 Chu C, Lugovtsev V, Golding H, Betenbaugh M, Shiloach J (2009) Conversion of MDCK cell line to suspension culture by transfecting with human siat7e gene and its application for influenza virus production. Proc Natl Acad Sci 106(35):14802–14807 Van Wielink R, Kant-Eenbergen H, Harmsen M, Martens D, Wijffels R, Coco-Martin J (2011) Adaptation of a Madin–Darby canine kidney cell line to suspension growth in serum-free media and comparison of its ability to produce avian influenza virus to Vero and BHK21 cell lines. J Virol Methods 171(1):53–60. doi:10.1016/j.jviromet.2010.09.029 Grner A, Vorlop J (2002) Animal cells and processes for the replication of influenza viruses. Google Patents Pau M, Ophorst C, Koldijk MH, Schouten G, Mehtali M, Uytdehaag F (2001) The human cell line PER. C6 provides a new manufacturing system for the production of influenza vaccines. Vaccine 19(17):2716–2721 Lohr V, Rath A, Genzel Y, Jordan I, Sandig V, Reichl U (2009) New avian suspension cell lines provide production of influenza virus and MVA in serum-free media: studies on growth, metabolism and virus propagation. Vaccine 27(36):4975–4982. doi:10.1016/j.vaccine.2009.05.083 Mehtali M, Champion-arnaud P, Leon A (2006) Process of manufacturing viral vaccines in suspension avian embryonic derived stem cell lines. WO Patent 2,006,108,846 Genzel Y, Reichl U (2009) Continuous cell lines as a production system for influenza vaccines. Expert Rev Vaccines 8(12):1681–1692. doi:10.1586/erv.09.128 Genzel Y, Vogel T, Buck J, Behrendt I, Ramirez DV, Schiedner G et al (2014) High cell density cultivations by alternating tangential flow (ATF) perfusion for influenza A virus production using suspension cells. Vaccine Genzel Y, Behrendt I, Rödig J, Rapp E, Kueppers C, Kochanek S et al (2013) CAP, a new human suspension cell line for influenza virus production. Appl Microbiol Biotechnol 97(1):111–122. doi:10.1007/s00253-012-4238-2 Butler M, Burgener A, Patrick M, Berry M, Moffatt D, Huzel N et al (2000) Application of a serum-free medium for the growth of Vero cells and the production of reovirus. Biotechnol Prog 16(5):854–858 Fishbein DB, Yenne KM, Dreesen DW, Teplis CF, Mehta N, Briggs DJ (1993) Risk factors for systemic hypersensitivity reactions after booster vaccinations with human diploid cell rabies vaccine: a nationwide prospectivestudy. Vaccine 11(14):1390–1394 Henry O, Dormond E, Perrier M, Kamen A (2004) Insights into adenoviral vector production kinetics in acoustic filter-based perfusion cultures. Biotechnol Bioeng 86(7):765–774 Pohlscheidt M, Langer U, Minuth T, Bödeker B, Apeler H, Hörlein H-D et al (2008) Development and optimization of a procedure for the production of <i> Parapoxvirus ovis by large-scale microcarrier cell culture in a non-animal, non-human and non-plant-derived medium. Vaccine 26(12):1552–1565. doi:10.1016/j.vaccine.2008.01.032