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  • 寻找亨德拉病毒的起源

    菲尔德博士说,在寻找涉及人畜共患疾病的动物时,没有通用的行动手册可以遵循。

    然而,从那种可用信息着手才是问题关键,通常是某个案例的时间和地点,比如第一个已知的人类病例,并试图从那一个节点向前和向后追溯。

    例如,第一次有记录的亨德拉疫情于1994年发生在布里斯班郊区亨德拉(Hendra),当时一个马厩里的十几匹马在一周内死于急性呼吸道疾病。

    这一疾病传染给了一名驯马师和正在照顾马匹的马厩领班,在第一匹马死后没几天,他们都染上了流感样疾病。

    驯马师随后死于这种疾病。

    那时,没有人知道这种神秘的疾病来自哪里。

    为了找到答案,追踪小组确定了第一匹生病的马,一匹名为Drama Series的母马,并查看了她到达亨德拉马厩前几个月居住的围场。

    “那个围场,很明显,在这种情况下,是问题开始的地方——外溢发生的地方,”菲尔德博士说。

    一旦诊断测试证实马和人是因为某种尚未确认的病毒而患病,而不是因为像毒素一样的东西而患病,那么接下来要回答的问题就是:这种病毒是从哪里来的?

    菲尔德博士被请来调查病毒来自围场的可能性。

    他和他的同事捕获了活的动物,并采集了血液样本,以寻找抗体形式的病毒迹象。

    “我们有各种类型的啮齿动物、负鼠、几只野猫、蜥蜴、奇怪的鸟等等,”菲尔德博士说。

    “我不记得我们最终得到了多少样本,但有数百个。

    但是没有一份血样含有亨德拉病毒的抗体。

    “所以在那个阶段,事情一下子变得没有着落,”菲尔德博士说。

    接下来,他们在黄昏时分绕着围场开车,身后拖着一张巨大的网来捕捉昆虫——也许病毒是由蚊子携带的。

    没有任何发现。这时,已经到了1995年10月。距离亨德拉马厩的驯马师染病身亡已经一年了,卫生当局仍然不知道病毒来自哪里。

    但随后调查拼图中的一个关键部分就位了。

    菲尔德博士说:“我们开始关注到有一个发生在昆士兰州北部的病例,比布里斯班的病例早一点。”

    焦点转向蝙蝠

    在亨德拉疫情爆发的前一个月,麦凯(Mackay)的一名马主在他的两匹马死亡后协助进行了尸检。三周后,他因脑膜炎住院。虽然他最终康复了,但他后来又病了,并于14个月后去世。

    病人的大脑样本证实了亨德拉病毒的存在。

    “那么问题来了:一种哺乳动物病毒如何能够同时出现在昆士兰州的远北和布里斯班?”菲尔德博士说。

    于是焦点转向了蝙蝠。

    追踪小组还考虑了其他动物,如野猫,可能会被这种疾病感染。

    但在从昆士兰州不同地点的圈养狐蝠群体中提取血液样本和拭子后,发现了亨德拉病毒抗体水平较高的群体。

    关键是在1996年初从狐蝠身上分离出亨德拉病毒。

    “这在很大程度上是一种拼图式的方法,”菲尔德博士说。

    “以我的经验来看,会得到一些小片信息,这些小片信息加起来就构成了一幅大画面。

    “然后可以退后一步说,‘根据这里的证据,这个物种是这种病毒的一种主要宿主。’

    “但这并不意味着这一病毒没有另外的主要宿主。”

  • 目前为止七种感染人类的冠状病毒

    目前为止七种感染人类的冠状病毒

    常见的人类冠状病毒:

    • 229E
    • NL63
    • OC43
    • HKU1

    其他人类冠状病毒:

    • 中东呼吸综合征冠状病毒
    • 非典冠状病毒(引起严重急性呼吸综合征的冠状病毒)
    • SARS-CoV-2(导致2019年冠状病毒疾病的冠状病毒,或新冠病毒)
  • 阿斯利康疫苗是如何起效的

    阿斯利康新冠肺炎疫苗是一种病毒载体疫苗
    它借助一种无害的病毒,在这种情况下是黑猩猩腺病毒ChAdOx1,将遗传物质的有效载荷传递到我们的细胞中
    遗传物质在一个脱氧核糖核酸(DNA)环中,并包含一个蓝图来制造导致新冠肺炎综合症的病毒上的刺突蛋白
    当腺病毒被注入我们的手臂时,它会将脱氧核糖核酸环插入我们的细胞
    我们的细胞“读取”脱氧核糖核酸指令,生产出刺突蛋白,然后将它们推到细胞外,引发免疫反应
    一段时间后,脱氧核糖核酸环会分解并被我们细胞的垃圾管理系统处理

  • 阿斯利康疫苗的澳洲CSL制药厂

    在墨尔本北郊一栋建筑的后面有一间又长又窄的房间,面积大约相当于一个网球场。

    技术人员和操作人员穿着连体防护服,戴着手套、护目镜、发网和口罩,在里面忙碌着,照看着一大堆闪闪发光的不锈钢设备和看起来像几公里长的塑料管。

    这里随时都有人——这是一项全天候的工作。

    这是因为这个属于澳大利亚著名生物技术公司CSL位于布罗德梅多斯(Broadmeadows)工厂的房间,是培植5000万剂牛津-阿斯利康新冠疫苗的地方。

    本周早些时候,该疫苗获得了基因技术监管办公室的批准。它目前正在接受澳大利亚药品管理局(Therapeutics Good Administration,TGA)的审查。

    当数百万澳大利亚人卷起袖子准备接种疫苗时,注射本身可能只需要几秒钟,但生产出来却要花费三个月的时间。

    大多数HEK细胞的生产地

    阿斯利康疫苗是众所周知的生物疫苗。它需要生命体的帮助才能产生。

    许多药物都是这样生产的,包括疫苗。例如,预防宫颈癌的人乳头状瘤病毒(HPV)疫苗就是其中之一。

    阿斯利康新冠疫苗依赖于一种叫做HEK 293的细胞。早在20世纪70年代,这些细胞最初取自人类胚胎肾脏——也就是HEK(human embryo kidney)。它们在实验室中生长良好,是药物制造中常用的成分。

    HEK细胞其实不会出现在疫苗中。相反,他们培养疫苗的关键部分——携带刺突蛋白DNA蓝图的腺病毒。

    因此,制造阿斯利康疫苗的第一步是培养一支HEK细胞大军。

    就像你可能从朋友那里得到发酵剂一样,去年11月,阿斯利康向CSL提供了微型冷冻试管,每个试管只能装一毫升HEK细胞。

    CSL的工作是用这些细胞,让它们繁殖起来,直到能装满一个小水箱。

    这不是把细胞放在一个大浴缸里那样简单的事情,不是只要加入营养物质和其他物质,然后就让它们生长。

    HEK细胞更喜欢同伴。如果和同伴挤在一起,它们繁殖得更快。

    所以细胞从一个10毫升的玻璃烧瓶开始培养。一旦它们填满了玻璃烧瓶,它们就会被转移到稍微大一点的容器中,也许是50毫升,以此类推。(有点像寄居蟹身体长得比壳更大了,就要找个更大的搬进去。)

    最终,细胞被转移到塑料袋中,就像较大版本的献血袋一样,并在移动平台上被轻轻摇晃。旋转运动帮助它们成长。

    然后,已经达到很多升的HEK细胞被注入生物反应器——一个2000升的不锈钢大桶,足有三米高。

    几天后,在生物反应器中快乐地生活和繁殖的HEK细胞,为下一步做好了准备。

    引入腺病毒

    大约三周后,腺病毒开始正式进入疫苗制造过程。

    阿斯利康去年11月也通过小管提供了这种腺病毒,如今它将被添加到生物反应器和等待的HEK细胞中。

    虽然腺病毒被改造成不能在人类细胞中复制——它缺少使其发生的基本基因——但HEK细胞已经被改良过以激发腺病毒感染并在其中复制。

    在接下来的六天里,腺病毒感染了HEK细胞,繁殖,并继续感染更多的HEK细胞。

    受感染的HEK细胞不可避免地死亡。但是在这之后,腺病毒的数量急剧增加。

    接下来,是时候从浅粉色生物反应器溶液中过滤和纯化腺病毒了。

    这是通过一种叫做捕获色谱法的技术来完成的。

    液体通过设计好的膜流出,这样腺病毒就能粘附在膜上,但其他东西都直接流过。

    然后,一种不同的液体通过细胞膜,改变它们的电荷,使它们放弃对腺病毒的控制,然后就可以收集到腺病毒。

    散装浓缩腺病毒疫苗被冷冻在零下65摄氏度的20升塑料“冷冻库”容器中。

    现在他们的工作完成了,所有剩余的HEK细胞都被摧毁。

    填充和完成(以及测试)

    第一部分——生长、收获和冷冻——在CSL的布罗德梅多斯工厂进行,历时约六周。

    接下来的六周包括将疫苗稀释到正确的浓度,包装,无数的测试,并准备好送往诊所使用。这被称为“填充和完成”,将从下周开始在布罗德梅多斯以南14公里的帕克维尔(Parkville)工厂进行。

    虽然听起来很简单,但说起来容易做起来难。

    腺病毒疫苗只有在不冷藏的情况下才能持续这么久。因此,当疫苗冰块从深度冷冻中取出的那一刻起,倒计时就开始了。

    首先,冷冻库块在室温下解冻——同样,在一个摇摆的平台上。这需要超过一天的时间。

    然后将液体浓缩物与缓冲溶液混合,补足约200升,测试其浓度(需要几个小时),然后调整至阿斯利康设定的水平。

    为什么不直接注射腺病毒?缓冲溶液有几个作用,比如稳定疫苗和保持其酸碱度。

    一旦疫苗被混合,它将通过两个药物过滤器,以确保它完全没有任何细菌或其他病毒。

    无菌液体最终被运送到灌装部分,在那里6.5毫升——即10剂——被喷入无菌玻璃瓶,并用一层铝和一个橡胶塞盖住。

    (灌装机上方的空气为“A级”空气,这是国际标准确定的最清洁的医药级空气。)

    将200升放入这些小瓶大约需要12个小时,每批最终提供大约30万剂。

    到这里还没有结束——绝没有。

    然后是近两周的检查和至少14项测试——不包括澳大利亚药品管理局在堪培拉实验室进行的那些测试——以及阿斯利康进行最终的记录检查。

    最后,阿斯利康准许这些疫苗出厂。

    经过12个星期的生产,疫苗终于可供使用。

    安全和规范
    整个疫苗生产过程是根据阿斯利康制定的严格规范进行的。

    批次在各个阶段都要进行检测,从原材料,如用于培养HEK细胞的化学物质和它们所生活的袋子,到污染和纯度。

    即使是在每一瓶灌装后都要检查的质量控制测试员,他们都要事先进行严格的培训。他们拿到一系列的小瓶要检查。这些小瓶部分有隐藏的缺陷。

    他们必须三次发现所有的缺陷才有资格上岗。

    并不是所有的瓶子都可以通过检查。根据以前的疫苗生产流程,2%至5%的疫苗瓶子可能无法过关。

    尽管生产线在几个月内就建成并投入运行——这一过程通常需要一年半的时间——但对CSL来说仍刚刚开始。前几批产品没有产生预期的那么多腺病毒。

    但利用活的有机体,如HEK细胞,来制造东西就是这样,无法预计每次都达到同样的标准。

    无论如何,位于布罗德梅多斯的生产线仍在继续。管道中不同阶段的多个批次的疫苗保持疫苗产品源源不断地生产出来。

    一旦第一批疫苗问世,该公司希望每周生产超过100万剂疫苗,其产能有可能在未来翻一番。

  • 新冠疫苗玻璃容器:小小玻璃瓶成为抗疫关键

    康宁是特殊强化玻璃“大猩猩玻璃”(Gorilla Glass)的制造商。这种玻璃也用于智能手机的特殊屏幕。

    这家公司历史悠久,曾参与制造用于互联网通信光纤电缆的早期版本。

    康宁也是为制药业生产玻璃瓶的少数几家公司之一。这些用于盛装药品或试剂的玻璃瓶必须要符合最严格的安全标准,包括防破碎和耐高温。

    德国肖特公司(Germany Schott)是另一家专门生产医药容器玻璃的公司。该公司于1897年由奥托·肖特(Friedrich Otto Schott)创办。他也是硼硅酸玻璃的发明者,这种强化玻璃今天仍应用于制药业的玻璃容器。

    肖特公司表示,目前全球四分之三的新冠疫苗项目都使用他们的产品。

    但康宁近期在制药业受到关注是因为它在2017年引进的一种叫Valor的强化玻璃产品。康宁说,用Valor制作的玻璃瓶非常坚固,可以让其在生产现场更快装瓶,使生产速度提高50%。

    在全球争分夺秒在尽短时间内需要生产出数十亿疫苗之际,这可能更为关键。

    康宁的这种玻璃瓶之所以能提高装瓶速度是因为它可以承受更大的机械压力,同时也是由于它有一层特殊涂层。

    因此,当成百上千的小瓶在生产线上相互碰撞时它们产生的摩擦更小。它们会快速整齐地排列起来,不容易相互挤压碰撞,不需要人工干预。

    玻璃是用沙子中的二氧化硅制成的,二氧化硅融化后混合一些其他材料的微量物质。Valor玻璃中还加入了铝、钙和镁以提高材料的强度。

    在生产过程中,首先将Valor玻璃融化并加热成为管状,之后再冷却。然后再重新加热使其成为小瓶。最后再使用与“大猩猩玻璃”类似的化学强化技术。

    绍特博士解释说,他们还把玻璃瓶放入熔盐液中,这样玻璃中的钠离子被较大的钾离子所取代。这一过程具有“填充”玻璃表面的作用,使其更加坚固。同时,也让玻璃表面再次受压,让它非常、非常坚固。

    这样制作出来的药瓶不但经得起意外敲打,还可以抵抗微观层面的破碎。

    比如,在设计Valor玻璃中最让康宁研究人员头疼的是如何解决玻璃分层现象,它是指玻璃微小碎片从瓶子内层脱落,然后与玻璃瓶中的疫苗或是药剂相混合,甚至可能发生反应而破坏药品。

    在制造玻璃瓶过程中,硼和钠会从玻璃中挥发。这就会破坏玻璃表面的稳定性, 使它在后期装瓶过程中更容易分层。

    但通过消除玻璃表面的钠和硼就不会产生挥发现象,从而使玻璃保持完好无缺。

    最后一步是要给玻璃瓶加一层聚合物涂层。它可以减少瓶子在生产线上的摩擦。没有摩擦就降低了小瓶相互挤压冲撞时可能产生的微颗粒,即玻璃尘埃,它也可能会污染药品。

    包括辉瑞和莫德纳在内的疫苗需要在摄氏零下80度左右储藏。Valor玻璃可以承受从摄氏零下180度到400度的温度。

    耐高温这一点也很重要,因为制药公司通常在装瓶前给药瓶用摄氏350度的高温消毒。在全球接种疫苗的竞赛中,玻璃瓶的坚固性、数量和质量一样重要。

    德国肖特公司表示,他们的目标是在2021年底生产20亿支试剂瓶。美国一家制造商 SiO2则希望到今年4月生产10亿支药瓶。他们使用塑料材料,然后再在表面涂上一层薄玻璃。

    康宁没有透露他们到2021年Valor玻璃瓶的生产目标,但该公司正在加速在美国北卡罗莱纳州新厂的建设,预计今年年底将会交付使用。

    唐宁公司的绍特博士表示,他对自己参与联合发明的玻璃试剂瓶有信心,并希望能助新冠疫苗一臂之力。

    绍特表示,他从未想过自己的发明会在这样的疫情大流行中派上用场。他希望,小瓶能帮助把疫苗送到最需要的人手中,疫苗能够帮助世界走出疫情。