疫苗通过刺激免疫系统，帮助人体抵抗特定病毒。从巴斯德的狂犬疫苗开始，疫苗已成为全球公共卫生的重要工具，如乙肝、流感和脊髓灰质炎疫苗。疫苗开发包括减毒、灭活、分馏和重组等方法。主动免疫提供长期保护，被动免疫则为短期。疫苗生产面临一致性、安全性和成本的挑战，哺乳动物细胞培养逐渐替代传统方法。Lonza等公司提供的无血清培养基有助于提高疫苗生产效率和一致性。
疫苗-诱发机体免疫对抗病毒
1885年巴斯德研发了狂犬病毒疫苗，从那以后，因为疫苗可以使机体获得抗特定病毒的能力，疫苗的生产在全球得到了推广和普及。人类的免疫系统在不断地防御着已经感染过的病毒，只是我们缺乏识别和消灭那些不断变化的病原体。而疫苗正是帮助调动宿主的免疫系统，识别病毒，防止病毒感染，打破病毒传播。
疫苗的开发和生产已经上市了大量的病原体疫苗，如甲型和乙型肝炎、流感、麻疹、流行性腮腺炎和脊髓灰质炎的疫苗。这些疫苗的接种帮助克服了许多儿童疾病，而在此之前，这些疾病在历史上造成了大量的死亡。
疫苗研发策略
主动免疫：通过使用感染物刺激免疫系统，将修改过的或部分病原体注射到受者体内后引起的。这将会提供长期的病毒保护。
被动免疫：将针对病原体的抗体或二级试剂注射到受者体内后诱导的免疫。这只是对病原体的短期保护。
疫苗生产方法
通常情况下来说，主要依靠主动免疫策略来进行疫苗开发，主动免疫疫苗开发策略有以下四种处理方法：
减毒（Attenuation）
使用减毒（活）病毒的疫苗制造会刺激病毒复制引起的免疫反应。与野生病毒相比，感染可引起轻微或不明显的疾病。通过减毒而制成的疫苗的一个例子是经鼻腔注射的流感疫苗。这种病毒只在鼻咽中复制，对流感病毒产生保护性免疫。
灭活（Inactivation）
灭活疫苗的生产需要使用福尔马林或非离子洗涤剂等药剂进行化学处理。这种疫苗制造消除了传染性，同时又不损害抗原性。使用这种疫苗生产的疫苗的一个例子是1954年生产的脊髓灰质炎病毒疫苗。
分馏（Fractionation）
在生产流感和黄热病疫苗时，采用分馏法已得到广泛应用。这种疫苗制造技术包括分离亚单位中的病毒颗粒，实际上在这个过程中病毒已经被灭活。
重组（Cloning）
重组疫苗制造允许克隆和制造单个病毒成分，并对单个纯化成分进行免疫。克隆的病毒基因（如衣壳蛋白）可以在细菌、酵母、昆虫或哺乳动物细胞中表达，然后纯化，用于最终的配方。乙肝病毒疫苗便是采用此种方法生产。
疫苗生产流程概述
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第一步，生产诱导免疫应答的抗原。由于病毒抗原通常由原始病毒提供，疫苗的生产历来依赖于病毒在培养的原代细胞、细胞系或鸡蛋中的生长（取决于倾向性）来产生整个病毒颗粒。如今，重组蛋白生产技术的进一步发展使得分离的抗原肽能够在细菌、酵母和哺乳动物细胞系中表达，从而提高了上下游过程的一致性。
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在第二步中，病毒颗粒被收集并进一步处理。非减毒病毒可能需要通过化学或物理方法灭活，但通常不需要进一步纯化。而重组蛋白需要进一步的纯化步骤（下游），包括超滤和柱层析。
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在最后一步，根据需要添加佐剂、稳定剂和防腐剂来配制疫苗。佐剂增强了对抗原的免疫反应，稳定剂延长了保存期，防腐剂使疫苗可以多剂量小瓶保存。
疫苗生产的机遇与挑战
随着疫苗生产的不断发展，越来越多的疫苗采用哺乳动物细胞进行生产5。相较于传统的鸡蛋法，采用哺乳动物细胞生产效率更高，污染问题发生率更低1。与采用类毒素的传统细菌疫苗生产方法相比，重组技术在细菌疫苗的生产应用中也越来越受欢迎1。联合疫苗因为其可减少所含抗原的数量，从而减少不可预料的免疫反应，而受到越来越多的关注。
用鸡蛋生产疫苗是历史上的惯例，而用细胞系生产疫苗是近现代才开始的。拥有一个足够的细胞数量，生产尽可能多的疫苗和减少变量或繁琐的下游处理步骤是疫苗生产必须具备的条件。
尽管一些制造商已经成功地生产了几十年的疫苗，但其他一些已经失败的和文献中关于疫苗制造的挑战、复杂性和成本的信息相对较少1。
由于原料、微生物本身、微生物培养的环境条件、制造技术人员的知识和经验以及净化过程中涉及的步骤1中的生物可变性几乎无限的组合，同一个疫苗生产的结果可能有很大的差异。
监管机构不仅许可特定的生物实体，还许可生产、测试和释放该实体的过程。生产过程中的细微变化可能会改变最终产品的纯度、安全性或有效性。
疫苗专利保护的是生产过程，而不是生产过程中产生的抗原。强调过程开发是成为第一个上市新生物制药的主要成功因素，过程开发不足往往与后期产品开发失败有关。重视过程开发是加快上市时间的一个主要因素。无血清培养基有助于减少变量，并为疫苗生产提供一致的执行产品。不使用血清会增加重复性和病毒滴度。使用无血清培养基，更容易进行下游加工，从而减少工作量和成本，这在疫苗生产中日益受到关注。摆脱血清的高成本、鸡蛋培养物的长处理时间，以及提供易于插入任何疫苗生产流程的监管友好产品，这些都是使用无血清培养基生产疫苗的好处。
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参考资料
1.Plotkin, S. Robinson, J. Cunningham, G. et al. The complexity and cost of vaccine manufacturing – An overview. Vaccine, Volume 35, Issue 33, 24 July 2017. Pg 4064-4071
2.https://www.vaccines.gov
3.https://www.who.int/topics/vaccines/en/
4.https://www.news-medical.net/health/What-are-Vaccines.aspx
5.Simmons NL: Cultured monolayers of MDCK cells: a novel model system for the study of epithelial development and function. Gen Pharmacol 1982, 13(4):287-291
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