SARS-CoV-2病毒灭活疫苗研制工艺

肖路遥

摘 要：2020年，我国成功研制出新冠病毒灭活疫苗，在全球抗疫斗争中做出重要贡献，本文描述了新冠病毒灭活疫苗的研制方法，并深入了解中国国药集团新冠病毒疫苗制备工艺。

关键词：新冠病毒；灭活疫苗；研制工艺

一、相关概念

（一）灭活疫苗

灭活疫苗是指利用加热或甲醛等理化方法，将人工培养的完整病原微物杀死，使其丧失感染性和毒性，保持免疫原性，并结合相应的佐剂制成的疫苗，灭活疫苗免疫反应通常是体液免疫。制作灭活疫苗首先需要对病毒或细菌培养，然后用加热将其灭活后使用。灭活疫苗常需多次接种，接种2-3剂后才能产生保护性免疫。目前我国使用的灭活疫苗有百白破疫苗、流行性感冒疫苗等。灭活疫苗具有对母源抗体的中和作用不敏感、容易制成联苗或多价苗等诸多优点。^[1]

（二）SARS-CoV-2病毒

SARS-CoV-2是诱发新冠病毒（以下称SARS-CoV-2病毒）传播扩散病毒，SARS-CoV-2病毒感染及对肺部细胞的破坏会诱发患者一系列局部免疫反应，巨噬细胞和单核细胞来对感染产生反应，并释放细胞因子以及产生适应性T细胞和B细胞免疫反应，但患者免疫系统会受到该病毒破坏，在某些情况下会发生功能失调的免疫反应，患者容易引发严重的肺部损伤，甚至全身性的病理性反应。

当患者感染SARS-CoV-2病毒一周左右，患者的血液中能检测出抵抗SARS-CoV-2病毒感染的T细胞和B细胞免疫反应，CD8+ T细胞能直接攻击并杀灭被病毒感染的细胞，CD4+ T细胞负责产生细胞因子，CD4+ T细胞则对于开启CD8+ T细胞和B细胞的功能至关重要。在首例SARS-CoV-2病毒患者的尸检报告显示其肺部积聚了单核细胞，同时死者外周血液中包含极度活跃的T细胞水平较低，有关学者者还报道了患者机体淋巴细胞下降。

相关研究结果表明，T细胞会被病毒吸引离开血液进入到感染部位从而控制感染；而在SARS-CoV-2病毒感染患者中，过度损耗的T细胞预示着其疾病的严重性。患者的B细胞反应往往与T滤泡辅助细胞反应同时发生，即从患者症状出现后一周左右开始，B细胞首先对核衣壳N蛋白反应，在患者症状出现后的4-8天内，对S蛋白的抗体反应就会出现。大多数患者会在第3周出现中和性抗体；^[2]由于SARS-CoV-2病毒滴度要比SARS-CoV病毒更早达到高峰，因此其抗体反应可能出现地更早，因此，有一部分患者并不会针对SARS-CoV-2病毒产生持久性的抗体。

二、SARS-CoV-2灭活疫苗研制工艺

SARS-CoV-2病毒被证实同属冠状病毒家族中SARS病毒类，SARS-CoV-2是一种新型呼吸道病毒，患者感染后会同时破坏免疫系统、消化道以及其他重要器官。SARS-CoV-2病毒是正向单链RNA 病毒，包含的单链RNA相当于细胞中的mRNA ，因此，直接在细胞内即可表达成蛋白，目前我国针对SARS-CoV-2病毒研制的疫苗主要为灭活疫苗。灭活疫苗是把病毒杀死，保留病毒的外壳，外壳在进入人们体内后可以被免疫细胞识别，随即产生大量对抗病毒的抗体。

研究人员首先从患者身上获取SARS-CoV-2病毒样本，在Vero细胞系中培养病毒，（Vero细胞系来自非洲绿猴的肾脏上皮细胞），然后将SARS-CoV-2病毒浸泡在β—丙内酯中，β—丙内酯与新冠病毒基因结合使病毒失效，灭活的SARS-CoV-2病毒不能自我复制，但其蛋白仍然完好无损，研究人员将灭活病毒取出，将灭活病毒与微量的铝基佐剂混合，佐剂负责刺激免疫系统，增强免疫系统对疫苗的响应。

在实验阶段，研究人员给小鼠接种灭活疫苗后，获得了高滴度SARS-CoV-2特异性lgG，接种6周后小鼠血清中和滴度高于自然康复患者血浆中抗体水平。研究人员随后给恒河猴接种，以模拟人的接种情况，结果证实该疫苗接种安全，确保疫苗效果无误后，研究人员开始小批量给患者接种疫苗，疫苗打进患者体内后，部分灭活病毒会被名为抗原提呈细胞的免疫细胞吞噬，抗原提呈细胞将SARS-CoV-2病毒降解，并将病毒的某个片段展示在细胞表面，一种名为辅助T细胞的免疫细胞能检测到该片段，如果该片段与T细胞表面的蛋白质结合，就会将T细胞激活，使得其他免疫细胞对疫苗产生响应；另一种名为B细胞的免疫细胞也可能遇到灭活的病毒，B细胞与病毒结合后，B细胞产生抗体与入侵的病毒结合，抗体随即锁住刺突蛋白，阻止SARS-CoV-2病毒进入细胞，其他种类的抗体可以通过其他方式阻断病毒。此外，免疫系统一种名为记忆B细胞能将有关SARS-CoV-2病毒的信息保存几年甚至几十年。

三、中国SARS-CoV-2灭活疫苗生产线

国药集团SARS-CoV-2病毒病毒灭活疫苗生产车间为全球最大的SARS-CoV-2病毒病毒疫苗生产车间，SARS-CoV-2病毒灭活疫苗从细胞培养到疫苗成品，需要经过六大步骤：培养、灭活、纯化、配比、灌装、包装，时长48天，以下为SARS-CoV-2灭活疫苗制作工艺：

（1）在疫苗生产车间，工作人员利用细胞工厂进行Vero细胞系培养制备大量SARS-CoV-2病毒，首先将SARS-CoV-2病毒通过密闭管道注入满是Vero细胞的生物反应器中，在Vero细胞里培养，并从中选出适合制备疫苗的毒株——CZ株。

（2）在灭活环节，培养好的病毒通过密闭管道，进入另一个生物反应器中，随即注入灭活剂，数小时后，SARS-CoV-2病毒完全失去致病性，无法繁殖和生长，灭活液制备完成。

（3）在纯化区，穿过各种各样的筛子和管道，灭活液逐渐被浓缩，灭活剂和其他杂质陆续被去除。

（4）在疫苗配比区，工作人员将SARS-CoV-2病毒灭活疫苗原液和佐剂、稀释液混合制成疫苗半成品，随后在小鼠、豚鼠、恒河猴、食蟹猴等多种试验动物身上开展疫苗的免疫原性实验。

（5）在产品包装区，一种是西林瓶包装，西林瓶要经过超声波预清洗、高温蒸汽冷凝水冲洗、压缩空气喷吹、350℃高温烘干等工序。在无菌灌装线上SARS-CoV-2病毒灭活疫苗被机器快速注入西林瓶，随后被加上胶塞和瓶盖密封。另一种是预充式注射器，由机器手臂在无菌环境中操作，当SARS-CoV-2病毒疫苗进入针筒后，机器就加塞密封。

总 结：SARS-CoV-2病毒对人体肺部及身体各个器官均有不同程度的破坏，通过对SARS-CoV-2病毒的感染原理分析，中国国药集团率先发现灭活疫苗在抑制病毒过程中发挥着关键作用，并研制出SARS-CoV-2病毒灭活疫苗，将SARS-CoV-2病毒消除毒性后制成疫苗，接种后人体免疫系统会产生SARS-CoV-2病毒抗体，为全球疫情抗击争取了宝贵的时间。

参考文献：

[1]Kumbhar Popat S.,Pandya Anjali K.,Manjappa Arehalli S.,Disouza John I.,Patravale Vandana B.. Carbohydrates-based diagnosis, prophylaxis and treatment of infectious diseases: Special emphasis on COVID-19[J]. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications,2021,2.

[2]Rangayasami Aswini,Kannan Karthik,Murugesan S.,Radhika Devi,Sadasivuni Kishor Kumar,Reddy Kakarla Raghava,Raghu Anjanapura V.. Influence of nanotechnology to combat against COVID-19 for global health emergency: A review[J]. Sensors International,2021(prepublish).