Anwendung der Tangentialflussfiltration im Produktionsprozess von Hepatitis B-Impfstoffen
Infektionskrankheiten stellen seit der Antike eine große Bedrohung für das Überleben und die Gesundheit der Menschen dar. Die Erfindung von Impfstoffen hat die Ausbreitung von Infektionskrankheiten zwischen Menschen wirksam unterbunden und die Widerstandskraft des Menschen gegen pathogene Mikroorganismen gestärkt, sodass Impfstoffe zur wirksamsten Waffe zur Vorbeugung von Infektionskrankheiten geworden sind. Die Erfindung des Hepatitis-B-Impfstoffs ist eine große Errungenschaft der Impfstoffforschung. Die Infektion mit dem Hepatitis-B-Virus (HBV) ist eine weltweite Epidemie. Nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sind weltweit etwa 296 Millionen Menschen chronisch mit HBV infiziert. Jedes Jahr sterben weltweit etwa 820.000 Menschen an Krankheiten, die mit einer HBV-Infektion in Zusammenhang stehen. Die HBV-Infektion ist ein wichtiger Ätiologie- und Fortschreitungsfaktor von Leberkrebs. 84 % der Leberkrebserkrankungen in China werden durch eine HBV-Infektion verursacht. Angesichts eines derart heftigen Hepatitis-B-Virus hat der von Menschen erfundene Hepatitis-B-Impfstoff die Ausbreitung des Hepatitis-B-Virus wirksam verhindert. Statistiken zufolge ist die Übertragungsrate des Hepatitis-B-Virus seit der Hepatitis-B-Impfung sowohl in Industrie- als auch in Entwicklungsländern stark zurückgegangen, insbesondere die Übertragung des Hepatitis-B-Virus von der Mutter auf das Kind ist wirksam unter Kontrolle.
Der Hepatitis-B-Impfstoff wird häufig bei Kindern und Erwachsenen eingesetzt. Der Hepatitis-B-Impfstoff für Kinder macht etwa 84 % der Gesamtmenge aus. Der weltweite Markt für Hepatitis-B-Impfstoffe beträgt im Jahr 2022 etwa 6,6 Milliarden Yuan (RMB) und wird voraussichtlich im Jahr 2030 7,5 Milliarden Yuan erreichen, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 1,8 % während 2023-2030. In den letzten Jahren hat sich der weltweite Markt für Hepatitis-B-Impfstoffe stetig entwickelt, mit einer durchschnittlichen Wachstumsrate von -0,32 %. Der asiatisch-pazifische Raum ist der weltweit größte Verbraucher von Hepatitis-B-Impfstoffen mit einem Verbrauchermarktanteil von fast 50 % im Jahr 2019. Der Nahe Osten und Afrika sind nach dem asiatisch-pazifischen Raum die zweitgrößte Verbraucherregion der Welt mit einem Verbrauchermarktanteil von fast 30 %.
Hepatitis-B-Virus (HBV)
Das Hepatitis-B-Virus (HBV) ist ein hepatotropes DNA-Virus, das aus einer Hülle und einer Kernschale besteht und stark infektiös ist. Der Hauptangriffsort ist die menschliche Leber, was nach einer Infektion zu Hepatitis B, Leberfibrose, Leberkrebs und anderen damit verbundenen Krankheiten führen kann. Das Hepatitis-B-Virus hat eine starke Überlebensfähigkeit in vitro, ist hoch anpassungsfähig an trockene und niedrige Umgebungstemperaturen und kann bei 37 Grad mehr als 7 Tage überleben. Der am häufigsten verwendete Alkohol und ultraviolettes Licht können es nicht inaktivieren. Es gibt drei Hauptübertragungswege des Hepatitis-B-Virus.
Vertikale Übertragung: Wird auch als Mutter-Kind-Übertragung bezeichnet. Wenn die Mutter an Hepatitis B leidet und die Virusreplikationsrate bei der Geburt sehr hoch ist, kann das Virus über die Plazenta, die Milch und das Blut auf den Fötus übertragen werden. Daher wird schwangeren Müttern empfohlen, das Hepatitis-B-Virus während der Schwangerschaft und Geburt so weit wie möglich zu kontrollieren.
Übertragung durch Blut: Das Virus kann von Hepatitis-B-Patienten durch Bluttransfusionen, die gemeinsame Nutzung von Nadeln, Zahnbürsten, Rasierapparaten usw. auf die geschädigte Haut gesunder Menschen übertragen werden und gelangt dann in das Blut normaler Menschen.
Sexuelle Übertragung: Das Hepatitis-B-Virus kann wie HIV durch sexuellen Kontakt und durch Körperflüssigkeiten übertragen werden.
Hepatitis B Impfung
Der Hepatitis-B-Impfstoff ist ein spezielles Medikament zur Vorbeugung von Hepatitis B. Nach der Impfung kann das Immunsystem die Produktion schützender Antikörper anregen. Diese Antikörper sind in den Körperflüssigkeiten des Menschen vorhanden. Sobald das Hepatitis-B-Virus auftritt, werden die Antikörper sofort wirksam, um es zu beseitigen, eine Infektion zu verhindern und die Leber nicht zu schädigen. So hat der menschliche Körper die Immunität, Hepatitis B zu verhindern und so einer Hepatitis-B-Infektion vorzubeugen. Der Hepatitis-B-Impfstoff ist die wirksamste Methode zur Vorbeugung einer Infektion mit dem Hepatitis-B-Virus.
Der Hepatitis-B-Impfstoff wird in zwei Kategorien unterteilt: aus Blut gewonnener Hepatitis-B-Impfstoff und gentechnisch veränderter Hepatitis-B-Impfstoff, wobei der gentechnisch veränderte Hepatitis-B-Impfstoff in Hefe-Hepatitis-B-Impfstoff und CHO-Hepatitis-B-Impfstoff unterteilt wird. Derzeit wird in China hauptsächlich gentechnisch veränderter Hepatitis-B-Impfstoff verwendet, und der Anteil des Hefe-Hepatitis-B-Impfstoffs beträgt im Jahr 2019 etwa 97 %.
Der Hepatitis-B-Impfstoff ist eine wirksame Waffe zur Vorbeugung von Hepatitis B. Da HBV in vitro keine Gewebezellen vermehren kann, ist es unmöglich, mit herkömmlichen Methoden einen Impfstoff herzustellen. Seit Blumberg 1964 HBsAg im Serum entdeckte, haben Studien ein Maximum von 1013 HBsAg-Partikeln pro Milliliter Serum festgestellt, und es gibt mehr asymptomatische Träger in der Bevölkerung, was die Voraussetzungen für die Herstellung von aus Blut gewonnenen Impfstoffen schafft. In den späten 1970er Jahren entwickelten Maupas und Hilleman einen Untereinheitenimpfstoff gegen Hepatitis B. Die experimentellen Ergebnisse bestätigten, dass der Impfstoff eine gute Rolle bei der Vorbeugung einer Infektion mit dem Hepatitis-B-Virus spielte. Länder haben Hepatitis-B-Impfstoffe hergestellt, wobei sie hauptsächlich das Blut asymptomatischer Träger des Hepatitis-B-Virus verwendeten. Dieser Impfstoff ist die erste Generation von Hepatitis-B-Impfstoffen, auch bekannt als aus Blut gewonnener Hepatitis-B-Impfstoff. 1979 entwickelte China auch einen experimentellen Untereinheitenimpfstoff, der sich bei der Immunisierung der Bevölkerung als sicher und wirksam erwies. Durch die Entwicklung der Molekularbiologie wurde die Möglichkeit geschaffen, Hepatitis-B-Impfstoffe durch Gentechnik herzustellen. Das Grundprinzip besteht darin, das HBSAG-Gen in ein Plasmid zu klonen, es dann in Hefe- oder Säugetierzellen zu transfizieren und das Oberflächenantigen durch Genrekombination und Zellkultur zu exprimieren. Der durch Gentechnik hergestellte Hepatitis-B-Impfstoff kann die gleiche Immunwirkung erzielen wie der aus Blut gewonnene Impfstoff.
Produktionsprozess des Hepatitis B-Impfstoffs
Die Tangentialflussfiltrationstechnologie bietet die Vorteile einer geringen Scherkraft, eines flexiblen Betriebs, einer langen Produktlebensdauer und niedriger Kosten sowie einer einfachen Skalierung. Sie löst die beiden technischen Probleme einer leichten Membranblockierung während der Partikelkonzentration und einer leichten Aggregation aufgrund der Scherkraftempfindlichkeit und wird häufig in biopharmazeutischen und biowissenschaftlichen Forschungsbereichen wie Impfstoffen eingesetzt. Aus dem Produktionsprozess des Hepatitis-B-Impfstoffs geht hervor, dass sowohl die Herstellung des Blut-Hepatitis-B-Impfstoffs als auch die Herstellung des gentechnisch veränderten Hepatitis-B-Impfstoffs untrennbar mit der Tangentialflussfiltrationstechnologie verbunden sind und die Tangentialflussfiltration die gesamte Produktion des Hepatitis-B-Impfstoffs durchläuft.
1 Aus Blut gewonnener Hepatitis-B-Impfstoff: Der aus Blut gewonnene Hepatitis-B-Impfstoff wird aus dem Plasma asymptomatischer Hepatitis-B-Träger hergestellt. Nach der Konzentration und Reinigung wird das wirksame Antigen HBsAg extrahiert und nach der Inaktivierung das Adjuvans Aluminiumhydroxid hinzugefügt. Der Hepatitis-B-Impfstoff kann Hepatitis B nach der Impfung des menschlichen Körpers verhindern und kontrollieren. Die umfassende Reinigungstechnologie für hochtitrige Plasmarohstoffe durch mehrfache zonale Ultrazentrifugation, Ultrafiltration kombiniert mit Enzymbehandlung und dem dreistufigen Inaktivierungsprozess von Gastroenzym, Harnstoff und Formaldehyd wurde etabliert.
2 Gentechnisch veränderter Hepatitis-B-Impfstoff: Der gentechnisch veränderte Hepatitis-B-Impfstoff ist ein Impfstoff gegen die Oberflächenantigen-Untereinheit des Hepatitis-B-Virus (HBsAg), bei dem moderne Biotechnologie verwendet wird, um das Oberflächenantigen-Expressionsgen des Hepatitis-B-Virus in ein Plasmid zu konstruieren, das in Bierhefe oder CHO-Zellen (Ovarialzellen des chinesischen Hamsters) geklont wird. Die rekombinante Hefe oder die CHO-Zellen werden kultiviert, um die Oberflächenantigen-Untereinheit des Hepatitis-B-Virus zu exprimieren. Nach der Fermentation kann durch Zellfragmentierung und eine Reihe von Mikrofiltrationen, Ultrafiltrationen, Kieselgeladsorptionen, Elutionen und anderen Prozessen und anschließend durch hydrophobe Chromatographie die Reinheit des Antigenproteins des Produkts über 99 % erreichen.
Informationen Guidling
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