研究人员在实验室成功生产出寨卡病毒

在肾脏上皮细胞（Vero E6细胞）中分离的寨卡病毒颗粒（粉红色）的彩色透射电子显微照片。埃及伊蚊可以将寨卡病毒传播给人类。另外，该病毒可以通过性传播。它会引起寨卡热或寨卡病。在感染了寨卡病毒的母亲的新生婴儿中，寨卡热和小头畸形之间可能存在联系。

一组研究人员已在实验室成功生产出大量寨卡病毒，这是生产疫苗的关键先决条件。

在2016年巴西奥林匹克运动会召开前不久，所有人都可以谈论的是寨卡病毒的传播。甚至有关于暂时推迟奥运会的讨论。由于已经知道病毒感染的后果，特别是对孕妇及其婴儿的感染，科学家一直在致力于开发针对病原体的疫苗。马格德堡马克斯·普朗克复杂技术系统动力学研究所的研究人员与来自里约热内卢联邦大学的研究人员合作，现已首次成功在实验室中成功生产了大量寨卡病毒–开展免疫学研究，开发诊断工具和生产疫苗的关键先决条件。

自1950年代以来，在非洲发现了零星的寨卡病毒感染病例。因此，直到几年前，该病毒才在专家圈中才为人所知。然而，在过去十年中，寨卡病毒已从非洲经太平洋诸岛扩散到中南美洲和南佛罗里达。病原体是由黄热病蚊（埃及伊蚊）传播的，今天在这些地方也发现了这种病。该病毒现已在大约60个国家/地区发现。多年来，非洲人口似乎已经获得了对感染的基本免疫力，接触时的疾病往往较轻，但病毒原始分布范围之外的人缺乏天然免疫力。

目前尚无针对Zika病毒的疫苗。如果有一天开发出有效的疫苗，则有必要能够大规模生产，以便将其提供给受影响地区的人们。为此，病毒必须首先在活细胞中繁殖，然后才能从中获得减毒或灭活的活病毒颗粒用作疫苗。

Zika病毒颗粒的示意图。病毒包膜的直径为50纳米。它包含来自RNA的病毒基因组。表面上有包膜蛋白（黄色），含糖残基的分子（蓝色）和下面的膜蛋白。这些蛋白质起着重要作用，包括在病毒感染和免疫反应中。

适应液体生长培养基

迄今为止，非洲和巴西的寨卡病毒主要在非洲绿猴的肾脏细胞（Vero细胞）和白纹伊蚊蚊幼虫的细胞中产生。取而代之的是，马格德堡马克斯·普朗克研究所的科学家们使用了BHK-21（小仓鼠肾脏）细胞系，该细胞系已成功用于兽医疫苗的生产多年。科学家与位于德绍罗斯劳（Dessau-Roßlau）的IDT Biologika公司合作，对细胞进行了改造，使它们可以在无反应器的无血清液体培养基中生长，而无需使用载体。

由于适应的BHK-21细胞株非常适合Zika病毒的繁殖，来自Magdeburg的研究人员和里约热内卢的Amilcar Tanuri教授团队使用来自南美的不同Zika病毒分离株感染了这些细胞。他们发现不可能从所有病毒分离物中获得同样高的病毒产量。从巴西伯南布哥州的病毒分离物中获得最高产量。

然后，科学家注意到病毒主要留在宿主细胞中，并没有从宿主细胞中释放出来。因此，为了能够收集病原体，必须破坏细胞并由此释放病毒颗粒。

黄病毒（Zika病毒是其中一种）在目前可用的细胞培养物中每个细胞仅形成约十个感染颗粒。相比之下，流感病毒每个细胞最多可产生20,000个病毒颗粒（每个细胞200个传染性病毒颗粒）。因此，为了能够有效生产针对黄病毒的疫苗，需要生产力更高的细胞系或生产非常高细胞浓度的方法。

研究人员在最近几个月成功实现了后者。使用高细胞密度培养，它们现在可以产生的细胞浓度比使用传统工艺高出六倍。

高细胞密度可实现高效繁殖

过滤器确保细胞保留在反应器中，同时更换培养基。可以控制生物反应器中的温度，氧气和pH值，以确保产生病毒的最佳条件。在将近两周后，科学家们每毫升能够收获近4000万种传染性病毒-足以满足大量病毒学研究的需求。

尽管BHK-21细胞可以毫无问题地用于兽医领域，但是在将这些细胞用作生产人类疫苗的底物之前，还需要进一步的研究。但是，由于通过这项研究获得了有关病毒生产的新见解，研究人员现在可以对寨卡病毒进行进一步的流行病学和病毒学研究。

出版物：Nikolay A等人，“使用Vero和BHK细胞在静态和悬浮培养物中繁殖巴西Zika病毒株”，疫苗，2017年3月23日。pii：S0264-410X（17）30324-9;土井：10.1016 / j.vaccine.2017.03.018

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