Промисловий-процес очищення для вакцини проти інфекційного ринотрахеїту великої рогатої худоби (IBR) — Розділ «Ультрафільтрація»
Інфекційний ринотрахеїт великої рогатої худоби (IBR) викликається зараженням вірусом інфекційного ринотрахеїту великої рогатої худоби (IBRV), також відомим як бичачий герпесвірус типу 1 (BHV-1). Захворювання в основному характеризується респіраторними симптомами та абортами. На додаток до цих клінічних проявів IBR може призвести до зниження надоїв молока у молочної худоби та зниження приросту ваги у м’ясної худоби, що призводить до значних економічних збитків для тваринницьких ферм.
Захворювання носить імуносупресивний характер. При поодинокій інфекції патогенність відносно низька; однак, коли виникають змішані інфекції з іншими вірусними або бактеріальними захворюваннями, тяжкість і шкідливість значно зростають. Вакцинація є найефективнішим методом профілактики та боротьби з двома основними типами вакцин: живими ослабленими вакцинами та інактивованими вакцинами. В даний час вакцини проти інфекційного ринотрахеїту великої рогатої худоби, які використовуються на фермах, є переважно інактивованими вакцинами.
Живі атенуйовані вакцини характеризуються високою імуногенністю, швидким виникненням імунітету та тривалою тривалістю захисту (зазвичай більше шести місяців). Вони зазвичай використовуються для екстреної імунізації під час спалахів захворювання. Однак вони несуть потенційний ризик поширення вірусу, становлять ризик для вагітних корів і не можуть використовуватися для латентно інфікованої, але безсимптомної великої рогатої худоби.
Інактивовані вакцини характеризуються високою безпекою, не мають ризику виділення вірусу або повернення вірулентності, і вважаються абсолютно безпечними. Їх можна використовувати для великої рогатої худоби на всіх стадіях, включаючи тільних корів, телят і племінних биків. Однак початок імунітету відбувається відносно повільно, а тривалість захисту коротша, тому зазвичай потрібна повторна імунізація. У деяких випадках захисна ефективність може бути слабшою, ніж у живих ослаблених вакцин.
Незалежно від того, чи використовується жива атенуйована вакцина чи інактивована вакцина, подальший процес очищення можна розділити на чотири основні етапи: збирання та освітлення → концентрація та первинне очищення → полірувальне очищення → інактивація/стерильна фільтрація та рецептура.
Концентрація є основним кроком у подальшому процесі очищення вакцин, одразу після освітлення. Його головною метою є швидке зменшення зібраного великого-освітленого розчину з низькою-концентрацією вірусу до форми малого{3}}об’єму з високою-концентрацією, зберігаючи при цьому біоактивність вірусу. Це створює необхідні умови для наступних етапів тонкого очищення з високою-роздільністю, але низькою{7}}продуктивністю, наприклад хроматографією.
Цей етап зазвичай виконується за допомогою тангенціальної ультрафільтрації (TFF). Принцип полягає в наступному: живильний розчин вірусу тече паралельно поверхні ультрафільтраційної мембрани з певним розміром пор. Під тиском невеликі молекули, такі як вода, солі та певні домішки, проходять перпендикулярно через мембрану та видаляються, тоді як непошкоджені частинки вірусу, які набагато більші за пори мембрани, утримуються, постійно рециркулюють і концентруються. Порівняно з традиційним високошвидкісним-центрифугуванням, цей метод є більш щадним для тендітних вірусів, таких як IBRV, які мають ліпідну оболонку. Він ефективно зменшує структурні пошкодження вірусів і втрату активності, спричинені високими зусиллями зсуву, і більш піддається лінійному масштабу-для промислового виробництва.
Успішна операція концентрації – це набагато більше, ніж просто зменшення обсягу. Ключові моменти оптимізації процесу включають: точний контроль трансмембранного тиску та швидкості потоку живлення для збалансування ефективності фільтрації при мінімізації концентраційної поляризації та забруднення мембрани; вибір відповідного матеріалу мембрани та розміру пор для забезпечення високого утримання вірусу та потоку пермеату; і знаходження оптимального балансу між відновленням вірусу, коефіцієнтом концентрації та часом обробки. Концентрована вірусна суспензія не тільки досягає значно вищого титру, але й досягає попереднього очищення шляхом видалення значної частини водо-розчинних домішок. Це забезпечує необхідну основу для обсягу та концентрації для наступних критичних етапів очищення, таких як хроматографія та обробка нуклеазами, що робить концентрацію центральним центром ефективності в усьому подальшому процесі.
Вторинна діафільтрація є критично важливим етапом у подальшому очищенні вакцини, яка розміщується після тонкого очищення та перед виготовленням препарату. Зазвичай це проводиться після хроматографії та обробки нуклеазою. Його основною метою є не початкова концентрація, а системний обмін і точне налаштування кінцевих умов формулювання. Процес виконується в системі тангенціальної потокової ультрафільтрації (TFF), де свіжий чистий буфер препарату безперервно додається до циркулюючого концентрованого вірусного розчину, у той час як вихідний розчинник і невеликі -молекулярні домішки видаляються. Ця операція ефективно та м’яко видаляє залишкові солі, органічні розчинники, продукти розпаду нуклеази та сліди розчинних домішок, що залишилися після процесу очищення.
Головне – підтримувати постійний об’єм або застосовувати незначні коригування концентрації, щоб переконатися, що концентрація вірусу відповідає специфікаціям рецептури. Для тендітних вірусів з оболонкою, таких як вірус інфекційного ринотрахеїту великої рогатої худоби (IBRV), ніжне гідродинамічне середовище вторинної діафільтрації має вирішальне значення для збереження цілісності частинок та імуногенності. Зрештою, цей етап забезпечує міцну основу для подальшої інактивації (якщо потрібно), додавання ад’юванта або стабілізатора та остаточного наповнення, гарантуючи, що кінцевий продукт входить до рецептури з визначеними компонентами, однаковими умовами та хорошою сумісністю. Таким чином, це один із основних кроків для забезпечення безпеки вакцини, стабільності та узгодженості між-{4}}серіями.
IBRV – це дволанцюговий дволанцюговий ДНК-вірус із приблизно сферичною оболонкою. Зрілі частинки IBRV мають діаметр приблизно 160–230 нм. Відповідно, використання ультрафільтраційних мембран 100, 300 або 500 кДа може утримувати IBRV, одночасно видаляючи деякі забруднюючі білки. Швидкість відновлення ультрафільтрації мембранних касет Jiuling Technology змінюється залежно від типу сировини, але зазвичай досягає 90–95%.