悬浮培养Vero细胞系的特性研究及其在病毒疫苗生产中的应用潜力

本研究针对传统贴壁培养Vero细胞在疫苗生产中存在的表面限制问题，开发了悬浮培养Vero细胞系。通过转录组分析和代谢表征，发现悬浮细胞中粘附相关基因显著下调，同时鉴定了Wnt和FGF2等关键生长调控通路。研究证实悬浮培养可使脊髓灰质炎病毒产量提高30%，黄热病病毒(YFV)提高150%，呼吸道合胞病毒(RSV)提高140%，为疫苗工业化生产提供了新平台。

　　

疫苗作为防控传染病最有效的武器，其生产技术的革新始终是生物医药领域的重要课题。Vero细胞作为WHO批准的首个连续细胞系，25年来一直是病毒疫苗生产的黄金标准，但其贴壁生长的特性严重制约了大规模生产效率。传统微载体培养虽能扩大表面积，但仍面临工艺复杂、成本高昂等瓶颈。如何突破这一限制，开发更高效的悬浮培养系统，成为疫苗工业化生产亟待解决的关键问题。

法国研究人员在《npj Vaccines》发表的研究中，从血清游离贴壁Vero细胞系成功分离出悬浮适应株，通过多组学分析和功能验证，系统阐明了其生物学特性及疫苗生产潜力。研究采用RNA测序(RNA-Seq)分析差异表达基因，结合代谢物检测和病毒滴度测定等关键技术，对悬浮培养体系进行了全面优化。

生长速率与代谢特征
悬浮Vero细胞的群体倍增时间(PDT)为40小时，最大密度可达2.5×10⁶
cells/mL。代谢分析显示其葡萄糖/乳酸转化率(1.47)显著优于贴壁细胞(1.84)，表明悬浮培养能优化能量代谢。铵离子浓度始终低于2.5 mM的安全阈值，为工艺放大提供了依据。

转录组学发现

细胞连接相关通路(如紧密连接、粘附连接)基因普遍下调，而炎症因子(IL1A/CXCL8等)和内质网应激凋亡通路(CHAC1/DDIT3)基因上调。Wnt通路抑制因子DKK1表达显著增强，而受体FGFR2等酪氨酸激酶活性相关基因下调，这解释了悬浮细胞生长减缓的分子机制。

培养基优化突破
基于通路分析，添加20 ng/mL FGF2可使细胞密度提升20%。值得注意的是，Wnt激动剂SKL2001反而抑制生长30%，提示该通路在悬浮适应中的复杂调控作用。

病毒生产效率
悬浮系统展现出显著优势：脊髓灰质炎病毒3型(PV3)滴度提高30%，YFV达8.08 log₁₀
CCID₅₀
/mL(提升150%)，RSV达7.61 log₁₀
CCID₅₀
/mL(提升142%)。关键病毒受体(PVR/IGF1R等)表达稳定性证实了该平台的遗传可靠性。

这项研究开创性地建立了悬浮Vero细胞培养的技术体系，通过多组学解析揭示了细胞悬浮适应的分子重编程规律。特别重要的是，研究不仅解决了传统贴壁培养的表面限制问题，还意外发现悬浮系统能显著提升多种重要疫苗病毒的产量。FGF2优化方案的提出为工业化放大提供了明确路径，而差异表达基因图谱则为后续理性改造提供了靶点库。该成果标志着疫苗生产技术从二维贴壁向三维悬浮的重要转型，为应对突发传染病的大规模疫苗需求提供了更高效、更经济的生产平台。随着工艺参数的进一步优化，这种悬浮培养系统有望成为新一代病毒疫苗生产的标准技术。