牛传染性鼻气管炎(IBR)是由牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV)即牛疱疹病毒1型(BHV-1)感染引起,主要临床症状为呼吸道症状和流产。除引起相应临床症状外,牛传染性鼻气管炎还可导致奶牛产奶量下降、肉牛增重减缓,给牧场造成极大的经济损失。
该病是免疫抑制病,单独感染时危害相对较低,若发生与其他病毒病、细菌病的混合感染,危害性将大幅提高。防控该病最有效的方法为免疫疫苗,主要为弱毒活疫苗和灭活疫苗两大类。目前牧场使用的牛传染性鼻气管炎疫苗主要是灭活疫苗。
弱毒活疫苗具有免疫力强、起效快、免疫期长(通常6个月以上)等特点,常用于疫情暴发时的紧急免疫,但有潜在散毒风险,对妊娠母牛有风险,且不能用于已感染但无症状的潜伏感染牛。
灭活疫苗具有安全性高,无散毒和返强风险等特点,绝对安全,可用于任何阶段的牛只,包括妊娠母牛、犊牛和种公牛,但免疫力产生相对较慢,免疫期较短,通常需要加强免疫。保护效果在某些情况下可能弱于弱毒苗。
无论是弱毒活疫苗还是灭活疫苗下游纯化工艺流程可分为四个主要阶段:收获与澄清 -> 浓缩与初步纯化 -> 精细纯化 -> 灭活/过滤除菌与制剂。
浓缩是疫苗下游纯化流程中紧随澄清之后的核心步骤,其核心目标是在保持病毒生物活性的前提下,将收获的大体积、低浓度的病毒澄清液,快速缩减至小体积、高浓度的状态,从而为后续高分辨率但处理量有限的精细纯化步骤(如层析)创造必要条件。
这一步骤通常采用切向流超滤技术实现。其原理在于:让病毒料液平行流过具有特定孔径的超滤膜表面,在压力驱动下,小分子的水、盐分及部分小分子杂质垂直透过膜被去除,而体积远大于膜孔径的完整病毒颗粒则被截留并不断循环、富集。该方法相比传统的高速离心,对IBRV这种具有脂质囊膜的脆弱病毒更为温和,能有效降低因高剪切力导致的病毒结构破坏和活性损失,且更易于线性放大至工业化生产规模。
成功的浓缩操作远非简单的体积缩小。其工艺优化要点在于:精确控制跨膜压力与进料流速,以平衡过滤效率和减少膜表面的浓差极化与污染;选择合适的膜材质与孔径,以确保病毒的高截留率与高透过通量;并需要在病毒收率、浓缩倍数和时间成本之间找到最佳平衡点。浓缩后的病毒悬液不仅滴度显著提高,也因去除了大量水溶性杂质而得到了初步纯化,为后续的层析分离、核酸酶处理等关键精制步骤奠定了体积和浓度基础,是整个下游工艺承上启下的效率枢纽。
二次渗滤是疫苗下游纯化中,继精细纯化之后、制剂之前的一道关键工序。它通常在层析纯化和核酸酶处理后进行,核心目的并非初次浓缩,而是进行体系置换和最终条件的精准调整。
该过程在切向流超滤系统中完成,通过不断向循环的病毒浓缩液中加入新鲜、洁净的制剂缓冲液,同时滤出原有的溶剂和小分子杂质。这一操作能有效且温和地去除纯化过程中残留的盐分、有机溶剂、核酸酶降解产物及微量的可溶性杂质。其关键在于维持恒体积或进行微调浓缩,以确保病毒浓度符合制剂标准。
对于牛传染性鼻气管炎这类有囊膜的脆弱病毒,二次渗滤的温和流体动力学环境至关重要,能最大限度保护病毒颗粒的完整性和免疫原性。最终,它为后续的灭活(如需)、添加佐剂或稳定剂以及分装奠定了坚实基础,确保了终产品在成分明确、条件均一、兼容性良好的状态下进入最终配方,是保障疫苗安全性、稳定性和批间一致性的核心步骤之一。
IBRV是有囊膜的双链线性DNA病毒,囊膜近似球形,成熟的IBRV粒子直径约160nm-230nm,故而,使用100/300/500kd超滤膜包可完成截留牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV),并去除部分杂蛋白。九龄科技超滤膜包超滤回收率会因不同物料而有所差异,一般回收率能达到90-95%。
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