ウシ伝染性鼻気管炎（IBR）ワクチンの工業規模の下流精製プロセス - 「限外濾過」セクション

ウシ伝染性鼻気管炎 (IBR) は、ウシヘルペスウイルス 1 型 (BHV-1) としても知られるウシ伝染性鼻気管炎ウイルス (IBRV) の感染によって引き起こされます。この病気は主に呼吸器症状と流産を特徴とします。これらの臨床症状に加えて、IBR は乳牛の乳量の減少や肉牛の体重増加の減少を引き起こす可能性があり、畜産場に重大な経済的損失をもたらす可能性があります。

この病気は本質的に免疫抑制性です。単一の感染として発生する場合、その病原性は比較的低いです。ただし、他のウイルスまたは細菌性疾患との混合感染が発生すると、重症度と害は大幅に増加します。ワクチン接種は予防と制御に最も効果的な方法であり、弱毒化生ワクチンと不活化ワクチンの 2 つの主なタイプのワクチンが利用可能です。現在、農場で使用されているウシ伝染性鼻気管炎ワクチンは、主に不活化ワクチンです。

弱毒化生ワクチンは、強い免疫原性、急速な免疫発現、および長期間の防御期間 (通常は 6 か月以上) を特徴としています。これらは病気の発生時の緊急予防接種によく使用されます。しかし、それらはウイルス排出の潜在的なリスクを伴い、妊娠中の牛にリスクをもたらすため、潜在的に感染しているが無症状の牛には使用できません。

不活化ワクチンは安全性が高く、ウイルスの排出や病原性の回復の危険がなく、絶対に安全であると考えられています。妊娠牛、子牛、繁殖雄牛など、あらゆる段階の牛に使用できます。ただし、免疫の発現は比較的遅く、防御期間が短いため、通常は追加免疫が必要です。場合によっては、予防効果が弱毒化生ワクチンよりも弱い場合があります。

弱毒生ワクチンを使用するか不活化ワクチンを使用するかに関係なく、下流の精製プロセスは 4 つの主な段階に分けることができます: 収穫と清澄 → 濃縮と一次精製 → 研磨精製 → 不活化/滅菌濾過と製剤。

濃縮は、清澄化の直後に行われる、ワクチンの下流精製プロセスにおける中心的なステップです。その主な目標は、ウイルスの生物活性を維持しながら、採取された大量の低濃度のウイルス浄化溶液を、迅速に少量の高濃度の形態に還元することです。-これにより、クロマトグラフィーなどの後続の高分解能だが低容量の精密精製ステップに必要な条件が整えられます。-

このステップは通常、接線流限外濾過 (TFF) を使用して実行されます。原理は次のとおりです。ウイルス供給溶液は、特定の細孔サイズを備えた限外濾過膜の表面に平行に流れます。圧力がかかると、水、塩、特定の不純物などの小さな分子が膜を垂直に通過して除去されますが、膜の孔よりもはるかに大きい無傷のウイルス粒子は保持され、継続的に再循環され、濃縮されます。従来の高速遠心分離と比較して、この方法は脂質エンベロープを持つ IBRV などの脆弱なウイルスに対してより穏やかです。{3}}これにより、高せん断力によって引き起こされるウイルスの構造的損傷と活性損失が効果的に軽減され、工業生産の線形スケールアップがより容易になります。-

濃縮操作を成功させるには、単に体積を減らすだけでは不十分です。プロセス最適化の重要なポイントは次のとおりです。濃度分極と膜の汚れを最小限に抑えながら濾過効率のバランスをとるために、膜間圧力と供給流量を正確に制御します。適切な膜材料と細孔サイズを選択して、高いウイルス保持力と透過流束を確保します。ウイルスの回収率、濃縮係数、処理時間の最適なバランスを見つけます。濃縮されたウイルス懸濁液は、大幅に高い力価を達成するだけでなく、大部分の水溶性不純物を除去することによって予備精製も達成されます。-。これにより、クロマトグラフィーやヌクレアーゼ処理などの後続の重要な精製ステップに必要な量と濃度の基盤が提供され、濃縮が下流プロセス全体における中心的な効率ハブとなります。

二次ダイアフィルトレーションは、ワクチンの下流精製における重要なステップであり、精密精製の後、製剤化前に位置します。通常、クロマトグラフィーとヌクレアーゼ処理の後に実行されます。その中心的な目的は初期濃度ではなく、システム交換と最終配合条件の正確な調整です。このプロセスは接線流限外濾過 (TFF) システムで実行され、元の溶媒と小分子の不純物が除去されながら、循環する濃縮ウイルス溶液に新鮮で清潔な製剤緩衝液が連続的に添加されます。-この操作により、残留塩、有機溶媒、ヌクレアーゼ分解生成物、精製プロセスで残った微量の可溶性不純物が効果的かつ穏やかに除去されます。

重要なのは、ウイルス濃度が製剤仕様を満たすように、一定の体積を維持するか、わずかな濃度調整を適用することです。ウシ伝染性鼻気管炎ウイルス (IBRV) などの脆弱なエンベロープウイルスの場合、二次透析濾過の穏やかな流体力学的環境は、粒子の完全性と免疫原性を維持するために重要です。最終的に、このステップは、その後の不活化（必要な場合）、アジュバントまたは安定剤の添加、および最終充填のための強固な基盤を提供し、最終製品が規定の成分、均一な状態、良好な相溶性で配合物に入るようにします。したがって、これはワクチンの安全性、安定性、バッチ間の一貫性を確保するための中核的な手順の 1 つです。--

IBRV は、ほぼ球形のエンベロープを持つ、エンベロープを持った二本鎖線状 DNA ウイルスです。{0}成熟した IBRV 粒子の直径は約 160 ～ 230 nm です。したがって、100、300、または 500 kDa の限外濾過膜を使用すると、一部の汚染タンパク質を除去しながら IBRV を保持できます。 Jiuling Technology 膜カセットの限外濾過回収率は、供給材料の種類によって異なりますが、一般的に 90 ～ 95% に達します。