소 전염성 비기관염(IBR) 백신을 위한 산업용-규모 하류 정제 공정 — "한외여과" 섹션
소 감염성 비기관염(IBR)은 소 헤르페스바이러스 1형(BHV-1)으로도 알려진 소 감염성 비기관염 바이러스(IBRV)의 감염으로 인해 발생합니다. 이 질병은 주로 호흡기 증상과 유산이 특징입니다. 이러한 임상 증상 외에도 IBR은 젖소의 우유 생산량을 감소시키고 육우의 체중 증가를 감소시켜 축산업에 상당한 경제적 손실을 초래할 수 있습니다.
이 질병은 본질적으로 면역억제성을 가지고 있습니다. 단일 감염으로 발생하는 경우 병원성은 상대적으로 낮습니다. 그러나 다른 바이러스성 또는 세균성 질병과 혼합된 감염이 발생하면 심각도와 피해가 크게 증가합니다. 예방접종은 예방과 통제를 위한 가장 효과적인 방법으로, 두 가지 주요 유형의 백신, 즉 약독화 생백신과 불활성화 백신이 있습니다. 현재 농장에서 사용되는 소 전염성 비기관지염 백신은 주로 불활성화 백신이다.
약독화 생백신은 강력한 면역원성, 빠른 면역 개시, 긴 보호 기간(보통 6개월 이상)이 특징입니다. 이는 일반적으로 질병 발생 시 응급 예방접종에 사용됩니다. 그러나 이 제품은 바이러스 배출의 잠재적 위험이 있고, 임신한 소에게 위험을 초래하며, 잠복 감염되었으나 증상이 없는 소에는 사용할 수 없습니다.
불활화백신은 안전성이 높고 바이러스 확산이나 독성 복귀 위험이 없으며 절대적으로 안전한 것으로 간주됩니다. 이는 임신한 소, 송아지, 번식용 황소를 포함한 모든 단계의 소에 사용할 수 있습니다. 하지만 상대적으로 면역력의 발현이 느리고 보호기간도 짧아 일반적으로 추가접종이 필요하다. 어떤 경우에는 약독화 생백신에 비해 보호 효능이 약할 수 있습니다.
약독화 생백신을 사용하든 불활화백신을 사용하든 상관없이 하류 정제 공정은 수확 및 정화 → 농축 및 1차 정제 → 연마 정제 → 불활성화/멸균 여과 및 제제화의 4가지 주요 단계로 나눌 수 있습니다.
농축은 정화 직후에 이루어지는 백신의 다운스트림 정제 과정에서 핵심 단계입니다. 주요 목표는 바이러스 생체활성을 유지하면서 수확된 대용량-저농도-바이러스 정화 용액을 소량{3}}고농도-형태로 신속하게 줄이는 것입니다. 이는 크로마토그래피와 같은 후속 고해상도-그러나 용량이 낮은-정제 정제 단계에 필요한 조건을 만듭니다.
이 단계는 일반적으로 접선 흐름 한외여과(TFF)를 사용하여 수행됩니다. 원리는 다음과 같습니다. 바이러스 피드 용액은 특정 기공 크기를 가진 한외여과막 표면과 평행하게 흐릅니다. 압력을 가하면 물, 염분, 특정 불순물과 같은 작은 분자가 막을 통과하여 수직으로 통과하여 제거되는 반면, 막 구멍보다 훨씬 큰 바이러스 입자는 그대로 유지되어 지속적으로 재순환되고 농축됩니다. 기존의 고속-원심분리와 비교하여 이 방법은 지질 외피가 있는 IBRV와 같은 취약한 바이러스에 대해 더 온화합니다. 이는 높은 전단력으로 인한 바이러스 구조적 손상과 활동 손실을 효과적으로 줄이고 산업 생산을 위한 선형 확장-에 더 적합합니다.
성공적인 농축 작업은 단순히 양을 줄이는 것 이상입니다. 공정 최적화의 핵심 사항은 다음과 같습니다: 막 투과 압력과 공급 유량을 정밀하게 제어하여 여과 효율성의 균형을 맞추는 동시에 농도 분극 및 막 오염을 최소화합니다. 높은 바이러스 보유 및 투과 흐름을 보장하기 위해 적절한 막 재료 및 기공 크기를 선택합니다. 바이러스 회수율, 농축 인자, 처리 시간 간의 최적의 균형을 찾는 것입니다. 농축된 바이러스 현탁액은 훨씬 더 높은 역가를 달성할 뿐만 아니라 수용성 불순물의 상당 부분을 제거하여 예비 정제도 달성합니다. 이는 크로마토그래피 및 뉴클레아제 처리와 같은 후속 중요한 정제 단계에 필요한 용량 및 농도 기반을 제공하여 농축을 전체 다운스트림 프로세스의 핵심 효율성 허브로 만듭니다.
2차 정용여과는 정밀 정제 후 제제화 전 단계인 백신 다운스트림 정제의 중요한 단계입니다. 이는 일반적으로 크로마토그래피 및 뉴클레아제 처리 후에 수행됩니다. 핵심 목적은 초기 농도가 아닌 시스템 교환과 최종 제제 조건의 정밀한 조정입니다. 이 공정은 접선 흐름 한외여과(TFF) 시스템에서 수행됩니다. 여기서 신선하고 깨끗한 제제 완충액이 순환하는 농축 바이러스 용액에 지속적으로 추가되는 동시에 원래의 용매와 소{3}}분자 불순물이 제거됩니다. 이 작업은 정제 공정에서 남은 잔류 염, 유기 용매, 뉴클레아제 분해 산물 및 미량의 가용성 불순물을 효과적이고 부드럽게 제거합니다.
핵심은 바이러스 농도가 제형 사양을 충족하도록 일정한 양을 유지하거나 약간의 농도 조정을 적용하는 것입니다. 소 감염성 비기관지염 바이러스(IBRV)와 같은 취약하고 외피가 있는 바이러스의 경우 2차 정용여과의 부드러운 유체역학적 환경은 입자 무결성과 면역원성을 보존하는 데 중요합니다. 궁극적으로 이 단계는 후속 불활성화(필요한 경우), 보조제 또는 안정제 추가 및 최종 충전을 위한 견고한 기반을 제공하여 최종 제품이 정의된 구성 요소, 균일한 조건 및 우수한 호환성으로 제제에 들어가도록 보장합니다. 따라서 이는 백신 안전성, 안정성 및 배치-간-일관성을 보장하기 위한 핵심 단계 중 하나입니다.
IBRV는 대략 구형 외피를 갖는 외피가 있는 이중 가닥 선형 DNA 바이러스입니다. 성숙한 IBRV 입자의 직경은 약 160~230nm입니다. 따라서 100, 300 또는 500 kDa 한외여과막을 사용하면 일부 오염 단백질을 제거하면서 IBRV를 유지할 수 있습니다. Jiuling Technology 멤브레인 카세트의 한외여과 회수율은 공급 물질의 유형에 따라 다르지만 일반적으로 90-95%에 이릅니다.
