CN111961592A - 一种rna病毒保存液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种RNA病毒保存液及其制备方法和应用。本发明通过复配二糖、原位凝胶剂和碳链长度为3‑22的直链或有支链的脂肪醇来制备冻存液，用于在对RNA病毒进行冻干保存之前或投入使用之前的非超低温保存，可以在较长时间内保持RNA病毒的滴度。本发明通过实验验证，以本发明的RNA病毒保存液保存的犬瘟抗原在4℃条件下保存28天滴度下降不超过1log，显著提升了RNA病毒在‑40℃～4℃液体的条件下的保存状态，可大幅度提高多联多价疫苗生产方面的灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及生物制品制造技术领域，尤其涉及一种RNA病毒保存液及其制备方法和应用。
背景技术
在目前的动物养殖业中，传染病是亟待解决的一大难题，其一般通过病原体引起，同时具备较强的传染性和流行性。可以引起传染病的包括各种病毒、细菌、真菌或寄生虫等。目前，对于病毒型疾病的防治，免疫接种是主要防治手段之一，可以帮助机体抵抗相应的病原。疫苗是用于人体接种的预防性生物制品，对于预防、控制传染病的发生和流行具有重要作用。
但是目前常见的商品化疫苗株，有些体外培养存在滴度低且无眼观细胞病变等问题，同时还有一部分RNA病毒，具有较为脆弱的理化性质，对温度及外界环境十分敏感，不易长期有效保存，而且现有的疫苗制备工艺多为传统方法，没有合适的保护剂保证抗原的完整性及免疫原性，因此提高病毒的稳定性是其疫苗研发的关键问题。
目前疫苗的保存主要依赖冻干保存，即将含水物质首先经过冷冻，然后在真空中使水分升华、干燥，在这种条件下，微生物的生长和代谢暂时停止，因而保存期较长，便于运输。但是现有技术在将技术重点放在冻干保存的同时，忽视了冻干之前的病毒储存途径。而且随着疫苗生产及使用数量的增加，接种剂次过多的问题也随之产生。联合疫苗的生产是一种有效的解决方式，但是在联合疫苗的生产过程中，也需要适当保存后配合其他病毒的生产来配苗，在这一阶段，若是疫苗经过冻干保存，不能再和其他病毒复配生产联合疫苗，所以在联合疫苗的生产过程中，常需要适当保存一种或多种病毒后配合其他病毒的生产来配苗。
发明内容
为了至少解决一种现有技术存在的问题，本发明提供一种RNA病毒保存液及其制备方法和应用。本发明通过复配二糖、原位凝胶剂和碳链长度为3-22的直链或有支链的脂肪醇来制备冻存液，用于在对RNA病毒进行冻干保存之前或是用于联合疫苗的生产，可以在较长时间内保持RNA病毒的滴度。
第一方面，本发明提供一种用于RNA病毒保存的组合物，其特征在于，以质量体积百分含量计，包括如下组分：
二糖20％～70％、原位凝胶剂0.5％～3％和碳链长度为3-22的直链或有支链的脂肪醇0.2％～2％。
优选为：二糖30％～50％、原位凝胶剂1％～2％和碳链长度为3-22的直链或有支链的脂肪醇0.5％～1.5％。
病毒是最微小的，结构最简单的一类非细胞型微生物，主要由核酸和蛋白质组成，在核酸的外围，有蛋白质外壳，其在常温下容易失活。目前常使用冻干保存的方式延长病毒的存活时间，而本发明在研究的过程中发现，受到疫苗生产工艺的限制，病毒在制备成疫苗进行冻干保存前，或用于制备联合疫苗时，均需要在不损失活性的情况下进行保存。目前研究表明，玻璃化保存是理论上最优的无冰保存方法，只要溶液粘滞度升高到～1014Pa/s就会出现溶液的玻璃化态，玻璃化抑制降温时冰晶的形成，避免了深低温保存时受到的冰晶伤害和局部离子浓度过高而造成的化学伤害。玻璃化方法还有一个关键问题是复温过程中存在反玻璃化现象，玻璃化只是降温过程中没有冰晶生长，因为降温过程快速完成，晶核可能来不及生长，当复温时，温度升高出现反玻璃化现象，即使不可见的小冰晶生长为可见的大冰晶，也会对病毒造成严重的损伤，而丙三醇水溶液在反玻璃化过程中的晶型转变现象中发挥作用，二糖对反玻璃化过程中的成核和晶体生长具有不同的抑制能力。据此，本发明开发了一种用于病毒保存的组合物，通过原位凝胶剂将保存液转变为半固体的凝胶剂，形成玻璃化状态，再通过二糖以及脂肪醇的蛋白质保护作用可以显著提高病毒在-40℃～4℃液体状态下的保存时间，使其可以灵活地进行组合制备联合疫苗。
本申请的保存方式区别于冻干保护剂的保存方式，冻干保护剂采用冷冻干燥技术将产品低温冻结后干燥使不稳定产品脱水的可控方法，其干燥状态有利于成品苗的运输等问题，而本申请主要保护病毒液配苗前活性，病毒为液体状态，不用于长途运输，只作为配苗前保存使用。
进一步地，所述二糖为蔗糖、乳糖或海藻糖的一种或多种混合物。二糖作为糖类保护剂，化学性质非常稳定，它具有不同于其他糖类的优良特性，即可以有效减弱一些外界因素对病毒蛋白质产生的不利影响，起到保护蛋白质活性的作用，增强蛋白质抵抗热变性的能力，而其中的蔗糖、乳糖和海藻糖在本申请中效果最佳，这是由于不同二糖对反玻璃化过程中发生的成核和晶体生长的抑制能力不同，经试验验证，蔗糖、乳糖和海藻糖对晶体成核和生长抑制效果最有效。
进一步地，所述原位凝胶剂为卡波姆、泊洛沙姆和壳聚糖中的一种或多种。
原位凝胶剂包括两大类：(1)全合成的原位凝胶材料，如丙烯酸类原位凝胶基质卡波姆、非离子原位凝胶基质材料泊洛沙姆等。(2)天然及半合成的原位凝胶高聚物材料，如纤维素类原位凝胶基质、壳聚糖等。原位凝胶在环境条件(如温度、酸碱度、离子组成、光、电等)发生改变时，会发生相的转变，转变为半固体的凝胶，但在此过程中并未发生因化学反应而产生交联的情况。负链RNA病毒需要先合成正链的RNA，再由正链RNA合成蛋白质，其过程复杂且抗原保存需要经历常温到低温的温度变化，利用原位凝胶的特点可以调节聚合物的抗原保护效果。
进一步地，所述碳链长度为3-22的直链或有支链的脂肪醇为丙二醇、丙三醇、十四烷醇或十八烷醇中的一种或多种。脂肪醇助剂作为溶质分子可以与水分子结合增加溶液的粘度，减少水分子结晶。
优选为丙二醇和丙三醇的混合物，丙二醇的粘性好，丙三醇的吸水性好，两者共同使用时，能最大程度发挥助剂增加溶液的粘度，减少反玻璃化过程中水分子结晶的特点。
进一步地，以质量体积百分含量计，还包括：血清白蛋白1％～5％，所述血清白蛋白包括人血清白蛋白、牛血清白蛋白、爪蟾血清白蛋白，鲑鱼血清白蛋白的一种或几种。血清白蛋白分子具有良好的弹性，在不同的环境条件或结合不同的配体后，其形状极易发生改变，但由于拥有较多的二硫键，因此分子极易回复其形状，尤其是在生理条件下；只有在非生理状况下，如在剧烈的温度、pH值、离子强度的改变或化学环境下，血清白蛋白才发生变性。血清白蛋白带有大量的负电荷，可成为成分中有效的缓冲液，从而维持酸碱平衡，此外，血清白蛋白还能提供合成另一种蛋白质所需的比例合适的各种氨基酸。
第二方面，为增强二糖和原位凝胶剂的抗原保护作用，可加入一种或多种无机平衡。据此，本发明提供一种RNA病毒保存液，包括所述组合物和无机盐，所述无机盐质量体积百分含量为1.38～2.33％，所述无机盐包括氯化钠，磷酸氢二钠，氯化钾，磷酸二氢钾，硫酸镁和氯化钙中的一种或多种。
作为一种优选的实施方式，本发明提供一种RNA病毒保存液，包括：
以质量体积百分含量计由如下组分组成：卡波姆1～2％、丙三醇0.5％～1％、丙二醇0.5％～1％、蔗糖15％～25％、海藻糖15％～25％和1％～3％的人血清白蛋白；
还包括无机盐：600～800mM/L NaCl、200～400mM/L Na2HPO4、200～400mM/L KCl、80～120mM/L KH2PO4、150～250mM/L MgSO4、150～250mM/L CaCl2；余量为蒸馏水。
第三方面，本发明提供一种RNA病毒保存液的制备方法，包括：
按照预定比例混合无机盐、原位凝胶剂、碳链长度为3-22的直链或有支链的脂肪醇为A液；
按照预定比例混合二糖和血清白蛋白为B液；
混合A液和B液。
本发明进一步提供所述组合物和所述RNA病毒保存液在RNA病毒在-40℃～4℃环境下保存中的应用，所述RNA病毒优选为犬瘟热病毒、犬副流感病毒、麻疹病毒、牛瘟病毒中的一种或多种。
当使用所述RNA病毒保存液保存犬瘟病毒时，所述RNA病毒保存液和所述犬瘟病毒的质量比为5～8:1。
本发明具备如下有益效果
本发明提供一种RNA病毒抗原保护剂。应用本发明所述的保护剂，通过原位凝胶剂、聚合物及助剂的复配，达到协同增效的作用，有效提高了RNA病毒抗原的稳定性，并有利于抗原病毒的保存，且在生产多联多价疫苗方面，延长一种或多种抗原的保存期可大大提高配苗的灵活性，使得后续的疫苗生产过程更加便捷、高效。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
本实施例提供一种RNA病毒抗原保护剂的制备方法，具体如下：
将60mM NaCl、40mM Na2HPO4、20mM KCl、20mM KH2PO4、10mM MgSO4、10mM CaCl2配制成10X母液，称取原位凝胶剂1g(卡波姆)、助剂1.5g(丙三醇1g、丙二醇0.5g)加水溶解并定容至50mL，然后调节pH至7.2，121℃高压灭菌15min配制A液；称取二糖40g(蔗糖20g、海藻糖20g)和血清白蛋白2g(牛血清白蛋白2g)加水溶解并定容至50mL，用0.22um滤膜除菌过滤后配成B液，将A液冷却后与B液混合，置于4℃保存。
实施例2
本实施例提供一种RNA病毒抗原保护剂的制备方法，具体如下：
将70mM NaCl、30mM Na2HPO4、30mM KCl、10mM KH2PO4、20mM MgSO4、20mM CaCl2配制成10X母液，称取原位凝胶剂2g(卡波姆)、助剂2g(丙三醇2g)加水溶解并定容至50mL，然后调节pH至7.2，121℃高压灭菌15min配制A液；称取二糖35g(蔗糖15g、海藻糖20g)和血清白蛋白1.5g(牛血清白蛋白1.5g)加水溶解并定容至50mL，用0.22um滤膜除菌过滤后配成B液，将A液冷却后与B液混合，置于4℃保存。
实施例3
本实施例提供一种RNA病毒抗原保护剂的制备方法，具体如下：
将40mM NaCl、30mM Na2HPO4、20mM KCl、30mM KH2PO4、20mM MgSO4、20mM CaCl2配制成10X母液，称取原位凝胶剂2.5g(卡波姆)、助剂1g(丙三醇1g)加水溶解并定容至50mL，然后调节pH至7.2，121℃高压灭菌15min配制A液；称取二糖45g(蔗糖20g、海藻糖25g)和血清白蛋白1g(牛血清白蛋白1g)加水溶解并定容至50mL，用0.22um滤膜除菌过滤后配成B液，将A液冷却后与B液混合，置于4℃保存。
实施例4
本实施例提供一种RNA病毒抗原保护剂的制备方法，具体如下：
将30mM NaCl、50mM Na2HPO4、40mM KCl、30mM KH2PO4、30mM MgSO4、30mM CaCl2配制成10X母液，称取原位凝胶剂0.5g(泊洛沙姆)、助剂2g(丙三醇1g、丙二醇1g)加水溶解并定容至50mL，然后调节pH至7.2，121℃高压灭菌15min配制A液；称取二糖50g(蔗糖20g、海藻糖30g)和血清白蛋白1g(人血清白蛋白1g)加水溶解并定容至50mL，用0.22um滤膜除菌过滤后配成B液，将A液冷却后与B液混合，置于4℃保存。
实施例5
本实施例提供一种RNA病毒抗原保护剂的制备方法，具体如下：
将60mM NaCl、40mM Na2HPO4、30mM KCl、20mM KH2PO4、20mM MgSO4、10mM CaCl2配制成10X母液，称取原位凝胶剂1g(泊洛沙姆)、助剂1.5g(丙三醇1g、丙二醇0.5g)加水溶解并定容至50mL，然后调节pH至7.2，121℃高压灭菌15min配制A液；称取二糖25g(蔗糖10g、海藻糖15g)和血清白蛋白2g(牛血清白蛋白2g)加水溶解并定容至50mL，用0.22um滤膜除菌过滤后配成B液，将A液冷却后与B液混合，置于4℃保存。
试验例1
为了考查不同保存温度下保护剂对抗原毒价的影响，本试验例使用Vero细胞系对保存7天、14天、21天、28天的犬瘟抗原进行了TCID50毒价测定，病毒稀释度为10-2、10-3、10-4、10-5、10-6，每个滴度平行测定8个孔，以本发明实施例1配方为基础设置对比作为实验组，以未加保护剂的抗原设为对照，验证影响程度。具体的：
实验组1：本发明实施例1配方；
实验组2：将本发明实施例1配方中的二糖替换为相同质量的葡萄糖；
实验组3：将本发明实施例1配方中的血清白蛋白替换为相同质量的蛋白胨；
对照组1：未加保护剂的抗原。
实验方法：将各组保护剂无菌过滤后分装于EP管中，无菌环境下按照犬瘟抗原与保护剂5:1的比例混匀，置于-40℃保存，将未加保护剂的犬瘟抗原作为对照，进行抗原保护实验，取样时间为保存7天、14天、21天、28天的抗原。计算其TCID50，结果如表1所示。
表1 -40℃保存条件下不同保护剂犬瘟抗原的TCID50测量结果(单位：lg/ml)
从结果可以看出，-40℃保存条件下取样7天、14天、21天、28天，在毒价的保护方面，实验组1与实验组2、实验组3以及对照组均有显著性差异(置信水平为95％)，而实验组2与实验组3、对照组之间差异不显著。
试验例2
-20℃保存条件下保护剂对毒价的影响。
为了进一步验证其保护效果，本发明提高了抗原保存温度，采用-20℃保存抗原，对保存7天、14天、21天、28天的犬瘟抗原进行了TCID50毒价测定，病毒稀释度为10-1、10-2、10-3、10-4、10-5，每个滴度平行测定8个孔，以本发明实施例3配方为基础设置对比作为实验组，以未加保护剂的抗原设为对照，验证影响程度。具体的：
实验组1：本发明实施例3配方；
实验组2：将本发明实施例3配方中的二糖替换为相同质量的葡萄糖；
实验组3：将本发明实施例3配方中的血清白蛋白替换为相同质量的蛋白胨；
对照组1：未加保护剂的抗原。
实验方法：将各组保护剂无菌过滤后分装于EP管中，无菌环境下按照犬瘟抗原与保护剂5:1的比例混匀，置于-20℃保存，将未加保护剂的犬瘟抗原作为对照，进行抗原保护实验，取样时间为保存7天、14天、21天、28天的抗原。计算其TCID50，结果如表2所示。
表2 -20℃保存条件下不同保护剂犬瘟抗原的TCID50测量结果(单位：lg/ml)
从结果可以看出，-20℃保存条件下取样7天、14天、21天、28天，在毒价的保护方面，实验组1与实验组2、实验组3以及对照组均有显著性差异(置信水平为95％)，而实验组2与实验组3、对照组之间差异不显著。
试验例3
4℃保存条件下保护剂对毒价的影响。
为了进一步验证其保护效果，本发明提高了抗原保存温度，采用4℃保存抗原，对保存7天、14天、21天、28天的犬瘟抗原进行了TCID50毒价测定，病毒稀释度为10-1、10-2、10-3、10-4、10-5，每个滴度平行测定8个孔，以本发明实施例5配方为基础设置对比作为实验组，以未加保护剂的抗原设为对照，验证影响程度。具体的：
实验组1：本发明实施例5配方；
实验组2：将本发明实施例5配方中的二糖替换为相同质量的葡萄糖；
实验组3：将本发明实施例5配方中的血清白蛋白替换为相同质量的蛋白胨；
对照组1：未加保护剂的抗原。
实验方法：将各组保护剂无菌过滤后分装于EP管中，无菌环境下按照犬瘟抗原与保护剂5:1的比例混匀，置于4℃保存，将未加保护剂的犬瘟抗原作为对照，进行抗原保护实验，取样时间为保存7天、14天、21天、28天的抗原。计算其TCID50，结果如表3所示。
表3 4℃保存条件下不同保护剂犬瘟抗原的TCID50测量结果(单位：lg/ml)
从结果可以看出，4℃保存条件下取样7天、14天、21天、28天，在毒价的保护方面，实验组1与实验组2、实验组3以及对照组均有显著性差异(置信水平为95％)，而实验组2与实验组3、对照组之间差异不显著。
试验例4
-20℃保存条件下保护剂对犬副流感毒价的影响。
为了考查保护剂对其他RNA病毒抗原毒价的影响，本试验例使用MDCK细胞系对保存7天、14天、21天、28天的犬副流感抗原进行了TCID50毒价测定，将病毒稀释度为10-1、10-2、10-3、10-4、10-5，每个滴度平行测定6个孔，每孔接种100μl，置34℃培养观察，同时设正常细胞对照，计算细胞半数感染量，以本发明实施例1配方为基础设置对比作为实验组，以未加保护剂的抗原设为对照，验证影响程度。具体的：
实验组1：本发明实施例1配方；
实验组2：将本发明实施例1配方中的二糖替换为相同质量的葡萄糖；
实验组3：将本发明实施例1配方中的血清白蛋白替换为相同质量的蛋白胨；
对照组1：未加保护剂的抗原。
实验方法：将各组保护剂无菌过滤后分装于EP管中，无菌环境下按照犬副流感抗原与保护剂5:1的比例混匀，置于-20℃保存，将未加保护剂的犬副流感抗原作为对照，进行抗原保护实验，取样时间为保存7天、14天、21天、28天的抗原。计算其TCID50，结果如表4所示。
表4 -20℃保存条件下不同保护剂犬副流感抗原的TCID50测量结果(单位：lg/1ml)
从结果可以看出，-20℃保存条件下取样7天、14天、21天、28天，在毒价的保护方面，实验组1与实验组2、实验组3以及对照组均有显著性差异(置信水平为95％)，而实验组2与实验组3、对照组之间差异不显著。
从以上实验数据来看，由表1-表3可知，本实施例中的保护剂-40℃、-20℃、4℃保存条件下保存7天、14天、21天、28天，随着保存时间的延长以及保存温度的提高，毒价均有降低，但对比未加保护剂的抗原与其他保护剂，本发明保护剂对毒价保护效果显著，而且，通过对比例可以看出，使用同为糖类的葡萄糖或同为蛋白质类的蛋白胨做相应的组分替换后，其保护效果明显下降。由表4可知，本实施例中的保护剂对犬副流感等其他的RNA病毒也能产生显著的保护效果。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种用于RNA病毒保存的组合物，其特征在于，以质量体积百分含量计，包括如下组分：
二糖20％～70％、原位凝胶剂0.5％～3％和碳链长度为3-22的直链或有支链的脂肪醇0.2％～2％。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以质量体积百分含量计，包括如下组分：
二糖30％～50％、原位凝胶剂1％～2％和碳链长度为3-22的直链或有支链的脂肪醇0.5％～1.5％。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述二糖为蔗糖、乳糖或海藻糖的一种或多种；
和/或，所述碳链长度为3-22的直链或有支链的脂肪醇为丙二醇、丙三醇、十四烷醇或十八烷醇中的一种或多种；
和/或，所述原位凝胶剂为卡波姆、泊洛沙姆和壳聚糖中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于，所述二糖为蔗糖和海藻糖的混合物；
和/或，所述碳链长度为3-22的直链或有支链的脂肪醇为丙二醇和丙三醇的混合物；
和/或，所述原位凝胶剂为卡波姆。
5.根据权利要求1-4任一项所述的组合物，其特征在于，以质量体积百分含量计，还包括：血清白蛋白1％～5％，所述血清白蛋白优选为人血清白蛋白、牛血清白蛋白、爪蟾血清白蛋白和鲑鱼血清白蛋白的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以质量体积百分含量计，由以下组分组成：
卡波姆1～2％、丙三醇0.5％～1％、丙二醇0.5％～1％、蔗糖15％～25％、海藻糖15％～25％和1％～3％的人血清白蛋白。
7.一种RNA病毒保存液，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的组合物和无机盐，所述无机盐质量体积百分含量为1.38～2.33％，所述无机盐包括氯化钠，磷酸氢二钠，氯化钾，磷酸二氢钾，硫酸镁和氯化钙中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的RNA病毒保存液，其特征在于，所述组合物以质量体积百分含量计由如下组分组成：
卡波姆1～2％、丙三醇0.5％～1％、丙二醇0.5％～1％、蔗糖15％～25％、海藻糖15％～25％和1％～3％的人血清白蛋白；
所述无机盐由如下成分组成：600～800mM/L NaCl、200～400mM/L Na2HPO4、200～400mM/L KCl、80～120mM/L KH2PO4、150～250mM/L MgSO4、150～250mM/L CaCl2；余量为蒸馏水。
9.权利要求7或8所述RNA病毒保存液的制备方法，其特征在于，包括：
按照预定比例混合无机盐、原位凝胶剂、碳链长度为3-22的直链或有支链的脂肪醇为A液；
按照预定比例混合二糖和血清白蛋白为B液；
混合A液和B液。
10.权利要求1-6任一项所述组合物或权利要求7或8所述的RNA病毒保存液在RNA病毒在-40℃～4℃环境下保存中的应用。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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