早期组织和细胞培养在疫苗发育中

为了开发可以大规模生产的疫苗，研究人员首先必须培养用于开发这些疫苗的病毒或细菌——大量且高度一致。与细菌相比，细菌在实验室环境中可以在合适的培养基中生长，而病毒不能自己繁殖，需要活细胞来感染。病毒感染细胞后，利用细胞自身的成分制造更多的自身复制品。

因此，虽然早期细菌疫苗的材料可以在没有实验室动物的实验室中生长，但试图为病毒疫苗开发材料的研究人员面临额外的挑战。对于在尚未获得的现场主机之外生长病毒的技术，它们仅限于获得来自受感染的动物宿主的材料。

在早期努力开发针对脊髓灰质炎的疫苗，研究人员发现病毒不仅可以在人类中引起疾病​​，也可以在猴子中引起疾病​​。这导致了20世纪30年代疫苗候选者的早期现场试验，所述患者使用从脊髓灰质炎感染的猴子中取出的材料，例如猴子脊髓。这些候选人被证明是危险的，有时会在施用疫苗的肢体中引起瘫痪;使用神经系统组织衍生的疫苗具有比使用其他方法开发的副作用曲线较高（疫苗材料中的髓鞘可以刺激不良神经反应）。试验停止，研究人员继续寻找另一种方式来培养病毒进行疫苗发展。

疫苗开发中细胞培养的承诺

在没有使用现场动物的情况下在实验室中生长脊髓灰质病毒的希望在20世纪30年代和20世纪40年代推动了许多研究人员。细胞培养物涉及培养皿中的生长细胞，通常具有胶原等支持性生长培养基。它们提供了一种使用直播动物无法使用的控制水平，也可以支持大规模的病毒生产。（有关细胞培养和细胞系的更多信息，以及使用人体细胞的细胞系，请参阅我们的文章“人体细胞菌株在疫苗发育中然而，早期努力在培养中生长脊髓灰质炎病毒，反复失败。

1936年，洛克菲勒研究所(Rockefeller Institute)的阿尔伯特·萨宾(Albert Sabin)和彼得·奥利茨基(Peter Olitsky)成功地从人类胚胎的脑组织中培养出脊髓灰质炎病毒。病毒迅速生长，这是有希望的，但Sabin和Olitsky担心将其作为疫苗的起始材料，担心疫苗受者的神经系统受损。他们试图用从其他来源提取的组织培养脊髓灰质炎病毒，但没有成功。

波士顿的突破

在萨宾和奥利茨基成功地在脑组织中培养脊髓灰质炎病毒13年后，波士顿儿童医院约翰恩德斯实验室的研究人员成功地从人类胚胎的皮肤和肌肉组织中培养了病毒——这是一个非常幸运的偶然。当时，研究人员专注于分离和培养水痘病毒。他们已经成功地培育出腮腺炎和流感病毒，并开始研究水痘病毒，他们知道水痘病毒在人类细胞中生长。在准备好装有人类胚胎组织的烧瓶后，他们将水痘患者的喉咙清洗液接种到4个烧瓶中。另外四个烧瓶接种了脊髓灰质炎病毒作为对照组。在这种情况下，水痘病毒没有生长，但令研究人员大为惊讶的是，脊髓灰质炎病毒却生长了。

他们继续在不使用神经系统组织的情况下，在许多不同类型的人类胚胎组织中培养了另外两种脊髓灰质炎病毒株。他们能够利用研究人员乔治·奥托·盖在20世纪30年代发明的“滚轴管”装置，迅速地将病毒培养到非常高的浓度。(Gey还建立了可能是最著名的人类细胞系HeLa，或亨丽埃塔·拉克斯细胞系。)虽然当时许多组织培养都是在烧瓶中进行的，但Gey意识到烧瓶中的环境并不能充分模拟活体内部的环境，活体组织暴露在提供营养和清除废物的阶段。他没有使用烧瓶，而是将组织放置在试管的侧面，然后将试管水平放置在一个木制圆筒的孔中。圆柱体像轮子一样慢慢转动，使试管旋转，这样组织就会交替接触空气和注入试管的营养液。

Enders的实验室中的研究人员使用了相同的技术，增长脊髓灰质病毒，而不是在静态烧瓶中实现的速度更快。为了证明脊髓灰质病毒可以在不使用神经组织的情况下可靠地生长，托马斯韦勒和弗雷德里克·罗宾斯于1954年颁发了诺贝尔生理学或医药奖。

他们的发现被证明是开发脊髓灰质炎疫苗所需要的突破。1951年，匹兹堡大学的乔纳斯·索尔克(Jonas Salk)和他的同事发现脊髓灰质炎病毒也可以在猴子的肾脏细胞中大规模繁殖。

随着时间的推移，大多数疫苗开发努力转移到仅由单一类型的细胞组成的细胞菌株培养物。这些菌株可以来自组织培养物，其含有多种类型的细胞;虽然病毒可以在组织培养物中生长，但细胞应变允许连续观察和控制，其在含有多种类型细胞的培养物中可能无法进行。在脊髓灰质炎疫苗的发展中取得了同样的转变;猴子肾细胞菌株用于生长今天制造的灭活脊髓灰质炎的脊髓灰质炎病毒。

目前使用动物细胞菌株开发的疫苗

今天，许多不同的动物细胞株可用于科学研究和开发。目前在美国可用的几种疫苗是使用Vero细胞系开发的，从非洲绿猴肾细胞开始:

• 轮状病毒疫苗[Rotarix/葛兰素史克，RotaTeq/默克]

• 小儿麻痹症(IPOL /赛诺菲巴斯德)

• 天花[ACAM2000/赛诺菲巴斯德-仅用于选定的军事人员］

• 日本脑炎[Ixiaro/细胞间-仅适用于前往已知疾病爆发地区的旅客］

美国未来的疫苗可能使用其他动物细胞株，包括Madin Darby犬肾(MDCK)系列，该系列始于1958年，使用的是一只可卡犬的肾细胞。(一些欧洲疫苗已经使用MDCK生产。)

来源和额外的阅读

约翰·富兰克林·恩德斯博士PolioPlace.org(2021年6月访问)

葛兰素史克。(2011)。包装插入 - 轮状病毒疫苗，活着，口服．(PDF: 425kb)已访问01/10/2018。

注液电池生物医学。(2010)．包装插入 - 日本脑炎疫苗，灭活，吸附．（PDF：224 KB）。访问01/10/2018。

Merck＆Co.，Inc。（2011年）。包装插入 - Rotavirus疫苗，活，口服，PentAvalent．（PDF：261 KB）。访问01/10/2018。

Sanofi Pasteur。（2013）。包装插入-灭活脊髓灰质炎病毒疫苗．（PDF：140 KB）。访问01/10/2018。

Sanofi Pasteur。（2009）。包装说明书-天花(牛痘)活疫苗．(PDF: 285 KB)。访问01/10/2018。

最后更新:2021年6月5日