如何快速地大规模生产疫苗?够几十亿人用的那种

作者: 季静远

来源: 探臻科技评论

发布日期: 2020-11-15 12:00:00

本文介绍了新冠灭活疫苗的大规模生产过程,包括疫苗开发的三个主要阶段、大规模生产的普适流程、不同技术路线以及后续处理。通过这些技术,疫苗成本大幅降低,使得更多人能够负担得起。

2020年9月7日,新冠灭活疫苗在中国国际服务贸易交易会首次公开亮相,中国生物与科兴两家公司工作人员透露,高等级生物安全生产设施正在建设,预计新冠疫苗可以于2020年年底上市,两家公司的年产能均为3亿支。3亿体现着在疫情抗击面前的中国力量和中国速度,那么这些疫苗是通过怎么样的方式大批量生产出来的呢?本文将简要介绍疫苗是如何从车间生产出来的。

疫苗的开发分为三个主要阶段:实验室内的抗原发现,用于临床的小规模生产工艺开发(中试)以及供全球使用的大规模的疫苗生产,整个流程如下图所示。从实验室方法到工业生产过程的转变需要对疫苗生产方法进行基于科学,技术,法规以及实施方法的改进,整个过程需涉及多个领域的知识,此过程极为困难并且可能发生许多的失败。建立稳定的,可重复的生产工艺是成功长期供应疫苗的关键。

工艺开发,设备选择和设施设计决定了疫苗生产工艺,而且这一工艺必须满足动态药品生产管理规范(Current Good Manufacture Practices,cGMP)。

建立工作种子库:为确保每批原料相同,所有生物过程均始于认证的种子库系统中的分装,再用于微生物,动物细胞或病毒。培养:在一系列体积逐渐增加的生物反应器中发酵产生所需数量的细胞以产生产物。

在病毒过程中,细胞通常生长至最大密度,然后被病毒感染并维持最大程度的病毒生产。收获:使用错流或末端过滤或离心将活性疫苗中间体从生长培养基中分离出来。纯化:活性疫苗中间体通过过滤和色谱法纯化。批量填充:将纯化的疫苗中间体配制成最终有效成分,然后装入适当的无菌批量容器中。最终产品的填充和包装:将配制好的疫苗装入注射器,小瓶或其他最终递送容器中,必要时冻干,贴标签,包装并准备好运送到最终目的地。

具体地,疫苗的制造可分为基于细胞培养、基于微生物和基于卵基载体等三种技术路线,下面逐一进行介绍:大规模生产方法Ⅰ:基于细胞培养的疫苗生产。大规模生产方法Ⅱ:基于微生物的疫苗生产。大规模生产方法Ⅲ:卵基载体的疫苗生产。

在疫苗完成生产之后,灌装与包装也是非常昂贵且占用空间和劳力的活动。在设施规划方面,这是一个非常重要的考虑因素:填充和包装空间是洁净室空间,并且建造和运营非常昂贵。

在分装后的储藏过程中,要根据不同疫苗品种的储藏要求,设置相应的储藏设备,如低温冰柜、电冰箱、冷藏柜和液氮灌等。所有疫苗都应储藏于冷暗、干燥处,避免光照直射和防止受潮。运输疫苗时,要妥善包装,防止运输过程中发生损坏。冻干活疫苗应冷藏运输。如果量小,可将疫苗装入保温瓶或保温箱内,再放人适量冰水块进行包装运输;如果量大,应用冷藏运输车运输。灭活疫苗宜在2至4℃的温度下运输。

夏季运输要采取降温措施,冬季运输要采取防冻措施,避免冻结。细胞结合型度苗如马立克氏病血清I、II型疫苗必须用液氮(-196℃)冷冻运输。运输过程中,要随时检查温度,尽快运达目的地。疫苗运输时应严格按照疫苗贮藏温度要求进行运输并且尽快运输。在所有运输过程中,必须避免日光暴晒。

用人工免疫方法预防和控制传染病,是数百年来人类在同传染病斗争过程中所取得的突出的成就。

疫苗开发涉及多个平行途径,从实验室到有功效证明的产品开发是一条途径,从实验室方法到中试工厂研究再到制造设施设计和启动的过程开发是另一途径。我国新冠疫苗的研发是采用了两条途径同时进行且每日24h工作三班倒的形式进行疫苗开发,从建设开始到落成共经历60天。

得益于上述提到的疫苗大规模生产技术,疫苗成本将会大幅度降低,中国生物表示,定价将会按照“公共产品”、分类定价、可及可负担的原则,让老百姓用得起,用得放心。

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