реферат. Биотехнология производства вакцины bcg аттенуированными штаммами Мycobacterium bovis
 Скачать 35.71 Kb.
|
|
Министерство образования и науки РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вятский государственный университет» Институт биологии и биотехнологии Факультет биотехнологии Реферат по дисциплине промышленное культивирование на тему: «Биотехнология производства вакцины BCG аттенуированными штаммами Мycobacterium bovis» Работу выполнила: студентка группы БТб-21 Першина Надежда Проверил: кандидат технических наук, доцент кафедры биотехнологии Бакулин Владимир Михайлович Киров 2017 Содержание Введение
Заключение Библиографический список Введение Под общим названием вакцин объединяют все препараты, получаемые как из самих патогенных микроорганизмов или их компонентов, так и продуктов их жизнедеятельности, которые применяются для создания активного иммунитета у животных и людей. Половина из всех применяемых в настоящее время вакцин относится к живым вакцинам разного происхождения. Это вакцины как бактерийного происхождения, применяемые для профилактики сибирской язвы, чумы, туберкулеза, так и вирусного происхождения, применяемые для профилактики оспы, кори, гриппа, краснухи, полиомиелита и других заболеваний. Живые вакцины имеют рад преимуществ перед убитыми и химическими вакцинами. Живые вакцины создают прочный и длительный иммунитет, по напряженности приближающийся к постинфекционному иммунитету. [4] Туберкулез - системное инфекционное заболевание, широко распространенное во всем мире. Его возбудителем является бактерия Mycobacterium tuberculosis. Она инфицирует разные ткани и органы (чаще всего легкие) и приводит к гибели клеток. По оценкам, этим патогенным микроорганизмом инфицировано около 2 млрд. людей, а туберкулез ежегодно уносит примерно 3 млн. жизней. [8] В настоящее время в ряде стран в качестве противотуберкулезной вакцины используют один из штаммов ослабленной живой коровьей туберкулёзной палочки Mycobacterium bovis, бациллу Кальмета—Герена (BCG, bacillus Calmette—Guérin, БЦЖ). [3] БЦЖ-вакцина была разработа в первой половине XX века французскими учеными Кальметтом и Гереном. В 1921 г. вакцина из культур этого штамма впервые была применена для прививки новорожденному ребенку. Затем были вакцинированы (до 1924 г.) более 300 новорожденных, исключительно от больных туберкулезом матерей. Со второй половины 1924 г. во Франции стали более широко применять вакцинацию новорожденных. Противотуберкулезная вакцинация в СССР применяется с 1925 г. Созданная Кальметтом и Гереном жидкая вакцина могла сохраняться короткий срок — 2 недели, что являлось препятствием для широкого распространения, поэтому в 1953 г. в СССР была создана сухая вакцина со сроком годности 9 месяцев, которую было легко хранить и транспортировать. В России массовую вакцинацию против туберкулеза новорожденных проводят двумя препаратами — вакцинами БЦЖ и БЦЖ-М. Вакцина БЦЖ-М, разработанная с целью щадящей первичной иммунизации, в дальнейшем стала применяться для вакцинации всех новорожденных на территориях с заболеваемостью туберкулезом 80:100 000 и ниже. [5] В нашей стране вакцины БЦЖ и БЦЖ-М производят предприятия «Медгамал» НИИ эпидемиологии и микробиологии им.Н.Ф. Гамалея (Москва) и ФГУП «Микроген» «филиал «Аллерген» (Ставрополь). Каждая серия препарата на производстве проходит контроль по всем вышеуказанным тестам. Технологические стадии производства вакцины БЦЖ подобны стадиям изготовления живых бактерийных вакцин.
Живые вакцины получают путем выращивания аттенуированных штаммов на питательных средах, оптимальных для данного микроорганизма. Бактериальные штаммы культивируют или в ферментерах на жидких питательных средах, или на твердых питательных средах; вирусные штаммы культивируют в куриных эмбрионах, первично-трипсинизированных, перевиваемых культурах клеток. Процесс ведут в асептических условиях. Биомассу аттенуированного штамма подвергают концентрированию, высушиванию со стабилизирующей средой, затем ее стандартизируют по числу микроорганизмов и фасуют в ампулы или флаконы. Консервант к живой вакцине не добавляют. Обычно одна прививочная доза вакцины составляет 103-106 живых микроорганизмов. Срок годности вакцины ограничен 1-2 годами, она должна храниться и транспортироваться при пониженной температуре (от 4 до 8ºС). Живые вакцины применяют, как правило, однократно; вводят их подкожно, накожно или внутримышечно, а некоторые вакцины – перорально (полиомиелит) и ингаляционно.
В состав вакцины БЦЖ входят ослабленные живые, но ослабленные бактерии подтипа Mycobacteria bovis, вызывающие туберкулёз у коров и иногда у человека. Число и уровень жизнеспособности клеток возбудителя зависит от того, из штамма бактерий бычьего туберкулёза и особенностей технологического процесса изготовления данной прививки. Около 90% всех вакцин БЦЖ изготавливаются из четырёх штаммов: Глаксо 1077, Пастеровский 1173, Датский 1331, Токийский 172. Иногда используются штаммы Русский, Морро (Бразилия), Шведский или Копенгаген 1131. Выбор конкретного штамма никак не влияет на качество действия или цель проведения прививки, выбор конкретного вида зависит исключительно от удобства и целесообразности производства вакцины в каждом конкретном случае. По составу и действию отличается только вакцина БЦЖ-М, которая является щадящей формой БЦЖ и попросту содержит в два раза меньше возбудителя в одной дозе. Её используют при вакцинации детей с низким иммунитетом или при возможной негативной реакции организма на препарат. Вспомогательным веществом, в котором находятся непосредственно бактерии вакцины является глутамат натрия, который помимо консервирующих свойств является усилителем вкуса, безопасным для человека в разумных количествах и присутствует в свободном виде в организме человека и некоторых живых существ. Растворителем для всех компонентов является физраствор— это 0,9%-й водный раствор хлорида натрия (NaCl).[7]
Технология изготовления живых вакцин включает в себя следующие этапы: 1) Подбор или создание вакцинных штаммов. 2) Масштабирование и ферментация культуры 3) Очистка и концентрирование полученной биомассы 4) Контроль готовой продукции, упаковка, маркировка.
Производство вакцины основано на системе посевного материала. При использовании отечественного производственного штамма посевным материалом (серией) является лиофилизат субштамма M. bovis BCG-1(Russia) из Государственной коллекции патогенных микроорганизмов, Россия (ГКПМ № 700001). Очередная посевная серия вакцинного штамма БЦЖ-1 должна быть изготовлена из наиболее ранней серии (первичной или вторичной посевной серии). Посевную серию готовят в объеме, обеспечивающем производство вакцины в течение не менее 10 лет, и хранят при температуре не выше минус 180 С. Общее число пассажей для приготовления посевной и коммерческой серии не должно превышать 12. [1]
Для культивирования вакцинных штаммов используют сложные питательные среды, содержащие яйца, глицерин, картофель, витамины. Микобактерии туберкулеза растут в аэробных и факультативно - анаэробных условиях. Для стимуляции роста микобактерий добавляются аспарагиновая кислота, соли аммония, альбумин, глюкоза, твин-80 (Пищевая добавка Е433). Чаще всего применяют среду Левенштейна-Йенсена (яичная среда с добавлением картофельной муки, глицерина и соли) и синтетическую среду Сотона (содержит аспарагин, глицерин, цитрат железа, фосфат калия). Процесс деления бактерий проходит очень медленно, в среднем за 14-18 ч. Температурный оптимум— 37-38°С, рН 7,0-7,2 (растет в пределах 4,5-8,0).[10] При выращивании посевных доз инокулята применяют принцип масштабирования, то есть проводят последовательное наращивание биомассы продуцента в колбах, бутылях, ферментерах. Каждый последующий этап данного процесса отличается по объему от предыдущего обычно на порядок. Полученный инокулят по стерильной посевной линии направляется далее в аппарат, в котором реализуется ферментационная стадия. Культивирование осуществляют в ферментерах различной емкости (от 0,1 м3 до 1-2 м3), в которых происходит стерилизация питательной среды, перемешивание, аэрация, ведение дополнительных компонентов питательной среды и отбор проб. Выращивание проводят в асептических условиях методом глубинного культивирования. Режим культивирования периодический. В процессе культивирования подается стерильный воздух.
После ферментации происходит отделение культуральной жидкости от биомассы методом фильтрации. Этот метод заключается в пропускании суспензии через фильтрующий материал, на котором задерживаются частицы твердой фазы - биомасса. После фильтрации полученную биомассу растирают в шуттель-аппарате до состояния однородной массы, после чего разводят стабилизатором - 1,5% раствором глутамата натрия до содержания 1 мг вакцины БЦЖ в 1 мл. Разведенную вакцину разливают в ампулы и высушивают методом лиофилизации, при котором высушиваемый препарат замораживается, а потом помещается в вакуумную камеру, где и происходит возгонка (сублимация) растворителя. Метод лиофилизации позволяет получить сухие препараты без потери их структурной целостности и биологической активности.[9]
Основные тезисы, по которым контролируют препараты вакцины БЦЖ и БЦЖ-М:
Первичная упаковка иммунобиологического препарата должна обеспечивать сохранение заявленных свойств препарата в течение регламентированного срока его годности и быть разрешена для упаковки лекарственных средств при соответствующих методах их введения. Вместимость ее для лиофилизированных препаратов, как правило, должна обеспечивать возможность внесения регламентированного объема растворителя и последующего полноценного перемешивания содержимого. На первичной упаковке указывают наименование лекарственного препарата, наименование или логотип производителя, номер серии, дату производства, дату истечения срока годности («годен до»), дозировку или концентрацию, или активность. На потребительской (внешней) упаковке указывают наименование лекарственного препарата, наименование и адрес производителя, лекарственную форму, номер серии, дату производства, дату истечения срока годности («годен до»), способ применения, дозировку или концентрацию, или активность, информацию о составе, количестве лекарственного препарата в упаковке, условия хранения, условия отпуска, номер регистрационного удостоверения, штриховой код, предупредительные надписи.[2]
Все этапы производства вакцины должны осуществляться с соблюдением установленных требований организации производства и контроля качества лекарственного препарата, гарантирующих качество и безопасность для человека, обеспечивающих специфическую безопасность препарата, исключающих контаминацию чужеродными агентами. Работа должна проводиться в помещениях, оборудованных автономной приточновытяжной вентиляцией. Питательные среды перед посевом микобактерий должны быть проверены на стерильность. Вакцину на всех стадиях производства контролируют на отсутствие посторонней микрофлоры. Технологический процесс на всех стадиях производства и хранения должен обеспечивать защиту от прямого воздействия света и ультрафиолетового излучения. Производство вакцины должно осуществляться клинически здоровым персоналом, не связанным с работой с другими инфекционными агентами. Персонал не должен иметь риск туберкулезного инфицирования и должен проходить плановое периодическое обследование на отсутствие туберкулеза.[2] Заключение Производства БЦЖ-вакцины, технологически схожей с производством других живых вакцин, является достаточно простым, так как технология в основном сводится к выращиванию аттенуированного вакцинного штамма с соблюдением условий, обеспечивающих получение чистых культур штамма, последующей стабилизацией и стандартизацией конечного препарата. Дешевизна производства этой вакцины и безопасность ее применения обеспечили широкое распространение вакцинирования как основного средства профилактики туберкулеза. Опыт применения вакцины БЦЖ показал ее высокую эффективность против развития туберкулеза у детей и слабую протективную активность или полное отсутствие защитного эффекта против легочных форм туберкулеза у взрослых. В последние годы, однако, усиливаются сомнения относительно ее универсальности и эффективности. Следует отметить, что БЦЖ, подобно другим живым вакцинам, способна вызывать отрицательные побочные эффекты. Осложнения при вакцинации БЦЖ наблюдаются, в частности, у детей, инфицированных ВИЧ еще до рождения. Часто отмечается воспаление подмышечных лимфоузлов со стороны введения вакцины. Таким образом, несмотря на возникновение некоторых противоречий относительно использования БЦЖ, промышленная значимость этого препарата сохраняется ввиду отсутствия надежного аналога. Однако, становится очевидным поиск путей совершенствования вакцинопрофилактики туберкулеза. В перспективе рассматривается появление модифицированной БЦЖ, живых аттенуированных штаммов М. tuberculosis, субъединичных вакцин с использованием секретируемых белков микобактерий. Библиографический список
|