第三章生物制品的菌种与毒种

1、第三章 生物制品的菌种与毒种主要内容：主要内容：一、菌种、毒种的概念与分类一、菌种、毒种的概念与分类 二、菌种、毒种的一般要求二、菌种、毒种的一般要求 三、菌种、毒种的选育三、菌种、毒种的选育 一、生物制品菌种和毒种的概念与分类一、生物制品菌种和毒种的概念与分类 ( (一一) )概念概念 凡应用于生物制品凡应用于生物制品( (疫苗、免疫血清及诊断制剂等疫苗、免疫血清及诊断制剂等) )生产、检生产、检定和研究的细菌、病毒的原种，以及分类地位上在原虫以下的生定和研究的细菌、病毒的原种，以及分类地位上在原虫以下的生物种均属生物制品的菌种与毒种范围。其中主要指生物制品生产，物种均属生物制品的菌种与毒种

2、范围。其中主要指生物制品生产，检定用的菌种与毒种。有人建议检定用的菌种与毒种。有人建议, ,将制苗用的细胞株将制苗用的细胞株( (二倍体细胞二倍体细胞株、传代细胞系等株、传代细胞系等) )纳入菌种与毒种的管理范围。纳入菌种与毒种的管理范围。 菌（毒）种是国家的重要生物资源，现在世界各国对这项资菌（毒）种是国家的重要生物资源，现在世界各国对这项资源都极为重视，并设置各种专业性的保藏机构，现在不少国家的源都极为重视，并设置各种专业性的保藏机构，现在不少国家的菌种与毒种中心都用电子计算机进行管理，在欧洲甚至准备对国菌种与毒种中心都用电子计算机进行管理，在欧洲甚至准备对国家间的菌种中心用电子计算机联网

3、。家间的菌种中心用电子计算机联网。 ( (二二) )菌、毒种的分类菌、毒种的分类 生物制品用的菌种和毒种，按其在生物制品生产、检定生物制品用的菌种和毒种，按其在生物制品生产、检定过程中用途的不同，可分为四类：过程中用途的不同，可分为四类： 1.1.生产用的菌种和毒种生产用的菌种和毒种 2.2.工具菌种和毒种工具菌种和毒种3.3.检定用的菌种和毒种检定用的菌种和毒种 4.4.标准菌株标准菌株/ /毒株以及参考菌株毒株以及参考菌株/ /毒株毒株 直接生产用的菌和毒种直接生产用的菌和毒种 免疫用的菌和毒种免疫用的菌和毒种 加工用的菌和毒种加工用的菌和毒种 二、生物制品菌种和毒种的一般要求二、生物制品

4、菌种和毒种的一般要求 菌种和毒种是生物制品质量的关键因素之一。制备疫苗、免疫血清菌种和毒种是生物制品质量的关键因素之一。制备疫苗、免疫血清必须安全、有效；诊断制剂必须特异而敏感。必须安全、有效；诊断制剂必须特异而敏感。( (一一) )来源来源( (历史历史) )清楚，资料完整清楚，资料完整 由专门机关保管、分发的生物制品用菌种和毒种，对其来源、分离和由专门机关保管、分发的生物制品用菌种和毒种，对其来源、分离和传代的历史、生物学特性以及免疫学特性、安全与效力检定等资料，有传代的历史、生物学特性以及免疫学特性、安全与效力检定等资料，有关审批单位的鉴定，结论及审核批示材料均应清楚。关审批单位的鉴定，

5、结论及审核批示材料均应清楚。 兽医生物制品制造规程兽医生物制品制造规程规定，凡经农业部发给批准文号的产品，生规定，凡经农业部发给批准文号的产品，生产所需的菌种和毒种，由中监所或中监所委托分管的单位负责供应。产所需的菌种和毒种，由中监所或中监所委托分管的单位负责供应。 我国兽医生物制品菌种和毒种管理我国兽医生物制品菌种和毒种管理3 3种情况：中国兽药监察所（中监所）鉴种情况：中国兽药监察所（中监所）鉴定和保管；委托有关单位代管，如委托哈尔滨兽医研究所管理的猪丹毒定和保管；委托有关单位代管，如委托哈尔滨兽医研究所管理的猪丹毒GCGC4242菌菌苗株、黑龙江省生物制品一厂代管的禽霍乱苗株、黑龙江省生

6、物制品一厂代管的禽霍乱G190E140G190E140菌苗株等；各地菌种，由菌苗株等；各地菌种，由中监所统一鉴定，如大肠杆菌。中监所统一鉴定，如大肠杆菌。 ( (二二) )生物学特性比较典型生物学特性比较典型 生物学特性包括菌种和毒的形态特征、培养特性生物学特性包括菌种和毒的形态特征、培养特性( (菌落特征、蚀斑特征菌落特征、蚀斑特征) )：对动物的病原性特点及引起细胞病变的特征；生物化学、免疫学及血：对动物的病原性特点及引起细胞病变的特征；生物化学、免疫学及血清学特性等等，均应符合标准。清学特性等等，均应符合标准。 制造灭活苗的菌种和毒株，应该是标准强毒或者弱毒，以免疫原性优良为制造灭活苗的

7、菌种和毒株，应该是标准强毒或者弱毒，以免疫原性优良为基本条件，必须经过严格的审查与鉴定，要求一切性状必须典型。如基本条件，必须经过严格的审查与鉴定，要求一切性状必须典型。如规程规程规定，制造猪丹毒灭活苗，必须选择典型光滑型、圆形、露珠状的小菌落。制规定，制造猪丹毒灭活苗，必须选择典型光滑型、圆形、露珠状的小菌落。制造弱毒苗的毒种与菌种，毒力必须稳定，形态特征典型，不易变异，特别应注造弱毒苗的毒种与菌种，毒力必须稳定，形态特征典型，不易变异，特别应注意其与强毒株生物学性状区别的要点。意其与强毒株生物学性状区别的要点。 生物制品主要是用于预防、治疗和诊断畜禽等传染性疾病的免疫制剂，因生物制品主要是

8、用于预防、治疗和诊断畜禽等传染性疾病的免疫制剂，因此要求生物制品生产用的菌种和毒种必须具有良好的抗原性和免疫原性。此要求生物制品生产用的菌种和毒种必须具有良好的抗原性和免疫原性。 对制备活疫苗的菌种和毒种，必须严格筛选、严格检验。特别应注意其安对制备活疫苗的菌种和毒种，必须严格筛选、严格检验。特别应注意其安全性，包括菌种和毒种本身及外源性污染两个方面。全性，包括菌种和毒种本身及外源性污染两个方面。( (三三) )血清型相符血清型相符 在菌种和毒种选择与鉴定时，需特别注意菌种和毒种特性与血清型与在菌种和毒种选择与鉴定时，需特别注意菌种和毒种特性与血清型与疫苗使用地区流行的病原相符。疫苗使用地区流

9、行的病原相符。 ( (四四) )遗传性状稳定遗传性状稳定 菌种和毒种在保存、传代和使用过程中，受各种因素影响而变异，因菌种和毒种在保存、传代和使用过程中，受各种因素影响而变异，因此保证其遗传性状稳定是保证生物制品质量的重要因素之一。此保证其遗传性状稳定是保证生物制品质量的重要因素之一。 微生物种是以群体形式存在，遗传学纯一性和相对稳定性是指群体变异幅度微生物种是以群体形式存在，遗传学纯一性和相对稳定性是指群体变异幅度必须有严格的限制。为保持种的纯一和相对稳定，生产生物制品的菌、毒种应通必须有严格的限制。为保持种的纯一和相对稳定，生产生物制品的菌、毒种应通过定期传代、筛选、检定等工作进行控制。过

10、定期传代、筛选、检定等工作进行控制。 生产用的病毒毒种是否具有同质性，直接关系到生物制品的质量。我国用于生产用的病毒毒种是否具有同质性，直接关系到生物制品的质量。我国用于生产畜禽用活疫苗的病毒毒种，一类是我国自行分离培育的弱毒株；另一类是从生产畜禽用活疫苗的病毒毒种，一类是我国自行分离培育的弱毒株；另一类是从国外引进的。二者大部分都未进行过纯化和标准化，均属于群体国外引进的。二者大部分都未进行过纯化和标准化，均属于群体( (多克隆多克隆) )病毒，病毒，病毒粒子的大小与构造、增殖速度、蚀斑形成能力。病毒粒子的大小与构造、增殖速度、蚀斑形成能力。三、菌种和毒种选育三、菌种和毒种选育 ( (一一)

11、 )强毒力菌种和毒种选育强毒力菌种和毒种选育 强毒菌种和毒种广泛用于诊断制品、抗病血清、灭活疫苗和疫苗制强毒菌种和毒种广泛用于诊断制品、抗病血清、灭活疫苗和疫苗制品的效力检验。用作人工培育弱毒的原始毒种，并用于微生物学、免疫品的效力检验。用作人工培育弱毒的原始毒种，并用于微生物学、免疫学及传染病学等研究。学及传染病学等研究。 强毒菌种和毒种常来自疾病流行地区的典型患病动物体内分离。在疾强毒菌种和毒种常来自疾病流行地区的典型患病动物体内分离。在疾病流行初期，从临床症状和病理变化典型而又未经任何治疗的患病动物病流行初期，从临床症状和病理变化典型而又未经任何治疗的患病动物体分离到毒力强和抗原性良好的

12、自然强菌株和毒株，如我国的石门系猪体分离到毒力强和抗原性良好的自然强菌株和毒株，如我国的石门系猪瘟病毒和多杀性巴氏杆菌瘟病毒和多杀性巴氏杆菌C44-1C44-1等。然后，用从各地分离的自然强菌株和等。然后，用从各地分离的自然强菌株和毒株中筛选出符合标准的菌株和毒株，供生物制品的制造和检验。毒株中筛选出符合标准的菌株和毒株，供生物制品的制造和检验。 病毒或细菌分离病毒或细菌分离鸡胚鸡胚冻干、冷冻或冷藏保存冻干、冷冻或冷藏保存筛选出毒力强，生长稳定、纯净的毒株，用于制备疫苗、诊断液筛选出毒力强，生长稳定、纯净的毒株，用于制备疫苗、诊断液和治疗用抗体活用于疫苗效力检验等和治疗用抗体活用于疫苗效力检验

13、等稳定性试验稳定性试验抗原性试验抗原性试验致病力试验致病力试验纯粹性试验纯粹性试验原动物原动物抗原性抗原性细胞细胞LD50ELD50免疫原性免疫原性实验实验动物动物EID50攻毒保护攻毒保护试验试验血清学血清学试验试验TICD50( (一一) )强毒力菌种和毒种选育强毒力菌种和毒种选育 1 1毒力鉴定毒力鉴定 常用本动物、易感实验动物、鸡胚或易感细胞测定分离菌株和毒常用本动物、易感实验动物、鸡胚或易感细胞测定分离菌株和毒株株MLD(MLD(最小致死量最小致死量) )、LDLD5050( (半数致死量半数致死量) )、CELDCELD5050( (鸡胚半数致死量鸡胚半数致死量) )、CEIDCE

14、ID5050( (鸡胚半数感染量鸡胚半数感染量) )或或TCIDTCID5050( (细胞半数感染量细胞半数感染量) ) 2 2免疫原性测定免疫原性测定 菌株和毒株的抗原性包括：抗原与抗体结合发生特异性反应的反菌株和毒株的抗原性包括：抗原与抗体结合发生特异性反应的反应原性和刺激机体产生抗体及致敏淋巴细胞的免疫原性。反应原性多应原性和刺激机体产生抗体及致敏淋巴细胞的免疫原性。反应原性多采用血清学方法测定，以抗体滴度或效价表示；免疫原性多采用对免采用血清学方法测定，以抗体滴度或效价表示；免疫原性多采用对免疫动物用定量原强毒菌株和毒株攻击测定保护效力。无论致病力测定疫动物用定量原强毒菌株和毒株攻击测

15、定保护效力。无论致病力测定或抗原测定，均应设阴阳性对照，否则无效。或抗原测定，均应设阴阳性对照，否则无效。 3 3稳定性测定稳定性测定 对适应于培养基、鸡胚或易感细胞上增值培养和传代的菌株或毒对适应于培养基、鸡胚或易感细胞上增值培养和传代的菌株或毒株的毒力（致病力）和抗原性还要进行稳定性测定，以证明其后代特株的毒力（致病力）和抗原性还要进行稳定性测定，以证明其后代特性不变，才有使用价值，并参与筛选择优。性不变，才有使用价值，并参与筛选择优。 4 4综合判定，冻干保存综合判定，冻干保存 根据致病力、抗原性和稳定性测定结果，筛选出毒力强、形状稳根据致病力、抗原性和稳定性测定结果，筛选出毒力强、形状

16、稳定的菌株或毒株，经增值后进行冻干保存。冻干后菌种于定的菌株或毒株，经增值后进行冻干保存。冻干后菌种于4C4C保存，保存，冻干的病毒种保存于冻干的病毒种保存于-20-20以下，可保存多年。通常经鉴定的菌株或以下，可保存多年。通常经鉴定的菌株或毒种批，按需分装后冻干保存，可使用多年。冻干菌株或毒种一经动毒种批，按需分装后冻干保存，可使用多年。冻干菌株或毒种一经动物传代，即应重新分离、鉴定和检测后方能供种子或种毒用。物传代，即应重新分离、鉴定和检测后方能供种子或种毒用。 生产与检验用菌（毒、虫）种的研究资料生产与检验用菌（毒、虫）种的研究资料1. 生产用菌（毒、虫）种来源和特性。2. 生产用菌（毒

17、、虫）种种子批建立的有关资料。3. 生产用菌（毒、虫）种基础种子的全面鉴定报告。4. 生产用菌（毒、虫）种最高代次范围及其依据。5. 检验用强毒株代号和来源。6. 检验用强毒株纯净、毒力、含量测定、血清学鉴定等试验的详细方法和结果。中华人民共和国农业部公告第442号 根据兽药管理条例和兽药注册办法的规定，我部制定了兽用生物制品注册分类及注册资料要求、化学药品注册分类及注册资料要求、中兽药、天然药物分类及注册资料要求、兽医诊断制品注册分类及注册资料要求、兽用消毒剂分类及注册资料要求、兽药变更注册事项及申报资料要求和进口兽药再注册申报资料项目，现予以发布，自2005年1月1日起施行。二四年十二月二

18、十二日第一部分第一部分 预防用兽用生物制品预防用兽用生物制品( (二二) )弱毒菌种和毒种的选育弱毒菌种和毒种的选育 用途：用途：弱毒菌种和毒种主要用于弱毒活疫苗、部分诊断制品以及抗血清的制造。特性：特性：致病力极微弱或无致病力，免疫原性优良，能使免疫动物获得坚强的免疫力。来源：来源：从自然界筛选，或以人工改变野生型强毒株的遗传特性进行培育获得。 无论自然弱毒株或人工培育弱毒株，均是由微生物基因核苷酸碱基的改变，而导致遗传性状突变及毒力降低的结果。1.1.弱毒菌种和毒种弱毒菌种和毒种弱毒菌（毒）种的选育弱毒菌（毒）种的选育化学途径化学途径人工诱变致弱人工诱变致弱同源动物同源动物(如如NDV L

19、aSota株株)自然弱毒株的分离自然弱毒株的分离异源动物异源动物(如如HVT FC126株株)物理途径物理途径生物途径生物途径亚硝基胍亚硝基胍醋酸铊醋酸铊洗衣粉洗衣粉 高温高温紫外线紫外线 非易感动物非易感动物鸡胚、细胞鸡胚、细胞杂交减毒杂交减毒 2.2.弱毒菌种和毒种的选育途径弱毒菌种和毒种的选育途径2.2.经典方法诱发突变弱毒株的选育经典方法诱发突变弱毒株的选育 原理和方法：原理和方法： 某些化学药物可引起微生物基因核苷酸碱基发生改变，从而使该微生物遗传性状产生变化，这类物质为诱变剂。 物理因素也能引起微生物突变，使其代谢类型发生变化，从而获得遗传性状不同于祖代的毒株。 异种非易感动物能使

20、强迫进入的微生物经传代诱变、适应而发生遗传性状不同于祖代的突变，也能育成弱毒株。 此外，也可通过细胞或禽胚等传代发生突变而育成弱毒株。 以上这些途径，既可单独使用，也可交叉联合使用。以上这些途径，既可单独使用，也可交叉联合使用。 1.1.自然弱毒株的选育自然弱毒株的选育 自然弱毒株又称自发突变毒株，由自然强毒株在自然因素作用下因遗传基因突变形成了与祖代性状(特别是致病力和抗原性)不尽相同的生物株。这些自然因素，如异种非易感动物、温度、日光、干燥、紫外线等都可能是导致细菌和病毒自发突变的原因。因此，人们往往有意或无意地从自然中分离、筛选和育成一些弱毒菌(毒)株，作为兽医生物制品的种毒。 例如，鸡

21、新城疫出例如，鸡新城疫出LaSotaLaSota弱毒株和弱毒株和D10D10，是分别从自然鸡群和鸭群中分离，是分别从自然鸡群和鸭群中分离到的，然后再通过克隆、挑选等途径育成。鸡马立克氏病火鸡疱疹病毒到的，然后再通过克隆、挑选等途径育成。鸡马立克氏病火鸡疱疹病毒FC126FC126株株即分离于火鸡，对鸡无致病性，其抗原性与鸡马立克氏病病毒一致。然而，微即分离于火鸡，对鸡无致病性，其抗原性与鸡马立克氏病病毒一致。然而，微生物自发突变率往往很低，形成具有稳定遗传性状的过程比较长，因此获得的生物自发突变率往往很低，形成具有稳定遗传性状的过程比较长，因此获得的机率不高。机率不高。 (1)(1)通过化学途

22、径选通过化学途径选 微生物在体外培养传代过程中，经诱变剂处理，可极大地提高其基因突变微生物在体外培养传代过程中，经诱变剂处理，可极大地提高其基因突变率，从而获得弱毒菌株或毒株。例如，用亚硝酸基胍处理支原体育成了鸡支原率，从而获得弱毒菌株或毒株。例如，用亚硝酸基胍处理支原体育成了鸡支原体疫苗株；猪副伤寒沙门氏菌强毒株则在含有体疫苗株；猪副伤寒沙门氏菌强毒株则在含有1/5001/5001/40001/4000醋酸铊的肉汤培养醋酸铊的肉汤培养基中培养传代基中培养传代5050代次，培育成弱毒株用于制造疫苗。代次，培育成弱毒株用于制造疫苗。 (2)(2)通过物理途径选育通过物理途径选育 热和干燥等物理因

23、素可干扰热和干燥等物理因素可干扰DNADNA的复制，从而引起突变，导致遗传性状的的复制，从而引起突变，导致遗传性状的改变。改变。18811881年巴斯德将炭疽强毒菌株在年巴斯德将炭疽强毒菌株在42.542.5高温下长期传代培养，导致了遗高温下长期传代培养，导致了遗传性状变异，从而育成了炭疽弱毒菌株作为制造用菌种；传性状变异，从而育成了炭疽弱毒菌株作为制造用菌种；18851885年又将含有狂犬年又将含有狂犬病病毒的脑脊髓置于干燥条件中处理，制成弱毒疫苗。日本乙型脑炎病毒强毒病病毒的脑脊髓置于干燥条件中处理，制成弱毒疫苗。日本乙型脑炎病毒强毒株则经紫外线照射后引起突变，从而出现遗传性状分离，再进行

24、蚀斑挑选，育株则经紫外线照射后引起突变，从而出现遗传性状分离，再进行蚀斑挑选，育成了弱毒株。成了弱毒株。 (3)(3)通过生物途径选育通过生物途径选育 通过生物途径育成的弱毒株，其生物稳定性极佳，但育成过程比较长。迄通过生物途径育成的弱毒株，其生物稳定性极佳，但育成过程比较长。迄今为止，大部分活疫苗的菌种和毒种是由该途径选育而成。常用育成路线有今为止，大部分活疫苗的菌种和毒种是由该途径选育而成。常用育成路线有: : 1)1)适应非易感动物适应非易感动物 ( (非自然宿主非自然宿主) ) 通常用兔、小鼠、地鼠、豚鼠、鸡等实验动物，其优点是动物来源广、饲通常用兔、小鼠、地鼠、豚鼠、鸡等实验动物，其

25、优点是动物来源广、饲养管理方便、成本低及操作简便。多采取大剂量腹腔、静脉或脑内接种。如我养管理方便、成本低及操作简便。多采取大剂量腹腔、静脉或脑内接种。如我国的猪瘟兔化弱毒株，是将猪瘟病毒强毒株通过兔体传国的猪瘟兔化弱毒株，是将猪瘟病毒强毒株通过兔体传400400余代后育成的；鸭瘟余代后育成的；鸭瘟鸡胚化弱毒株则是将强毒株通过鸭胚鸡胚化弱毒株则是将强毒株通过鸭胚9 9代和鸡胚代和鸡胚2323代后培育而成。代后培育而成。 2)2)适应细胞适应细胞 通常多采用同源或异源动物组织的原代细胞，或者是一种细胞，或者用通常多采用同源或异源动物组织的原代细胞，或者是一种细胞，或者用2 2种种细胞。国外育成的

26、猪瘟细胞。国外育成的猪瘟GPEGPE弱毒株是将猪瘟弱毒株是将猪瘟ALDALD强毒株通过猪睾丸细胞强毒株通过猪睾丸细胞142142代和牛代和牛睾丸细胞睾丸细胞3636代后，再在豚鼠肾细胞传代后，再在豚鼠肾细胞传4141代后育成的。我国的马传染性贫血驴白代后育成的。我国的马传染性贫血驴白细胞弱毒株，是将马传贫驴强毒株通过驴白细胞传代育成的。细胞弱毒株，是将马传贫驴强毒株通过驴白细胞传代育成的。 3)3)杂交减毒杂交减毒 将两种遗传性状不同的菌株或毒株，在传代培育中进行自然杂交，以导致将两种遗传性状不同的菌株或毒株，在传代培育中进行自然杂交，以导致不同菌株或毒株间基因发生交换而育成有使用价值的弱毒株

27、。如流行性感冒弱不同菌株或毒株间基因发生交换而育成有使用价值的弱毒株。如流行性感冒弱毒株的育成，是将温度敏感弱毒株毒株的育成，是将温度敏感弱毒株( (抗原性较低抗原性较低) )与流行强毒株进行混合培养传与流行强毒株进行混合培养传代，便两者毒力基因发生交换，其后代即成为毒力低和抗原性强的毒株，再用代，便两者毒力基因发生交换，其后代即成为毒力低和抗原性强的毒株，再用于制造弱毒疫苗。于制造弱毒疫苗。 由于微生物变异的方向难以预测，所以只能在培育过程中对各个表现遗传由于微生物变异的方向难以预测，所以只能在培育过程中对各个表现遗传性状的群体按照需要进行选择，以求筛选出目的变异株。这种选择首先从外表性状的群体按照需要进行选择，以求筛选出目的变异株。这种选择首先从外表观察和检查开始；然后再作系统的检测筛选。观察和检查开始；然后再作系统的检测筛选。 初选依据包括初选依据包括: : 细菌菌落特征变异，如菌落大小、形状，色泽、粗糙或细菌菌落特征变异，如菌落大小、形状，色泽、粗糙或光滑称荧光等；病毒蚀斑的变异；对温度敏感性变异；对药物敏感性变光滑称荧光等；病毒蚀斑的变异；对温度敏感性变异；对药物敏感性变异；对营养要求变异，如对氨基酸的特殊需要；对宿主动物易感性变异。异；对营养要求变异，如对氨基酸的特殊需要；对宿主动物易感