一种用于动物血液病毒灭活的方法和装置与流程

本发明涉及生物制品领域，具体涉及一种用于动物血液病毒灭活的方法和装置，尤其涉及一种以动物血液为原料的血液制品的生产过程中使用的动物血液病毒灭活的方法和装置。

背景技术：

动物血液是用于生产包括凝血酶在内的诸多生物制品的重要原料。凝血酶是一种广泛存在于人和动物血液中的丝氨酸蛋白酶，它是血液凝血级联反应中的主要效应蛋白酶，显现出促凝和抗凝的特性。临床上应用的凝血酶主要是由人血或猪、牛等动物的血液分离提取的，并经凝血酶原激活物激活而得到的凝血酶无菌冻干品，其具有较高的专一性，是一种速效局部止血药，广泛应用于消化道出血和外科手术止血。

由于凝血酶制品是从动物血提取制备而得的多组分生化药品，存在动物源性病毒污染的潜在隐患，例如，猪血中常见的病毒包括伪狂犬病毒、水疱性口炎病毒、猪脑心肌炎病毒和猪细小病毒等，为了提高产品的安全性，有必要开展凝血酶产品的病毒灭活工艺研究。

cn201410591661.6公开了一种在制备凝血酶的过程中灭活病毒的方法，其包括：过滤除去猪血浆中的杂质；加入病毒灭活试剂进行病毒灭活处理，其中所述病毒灭活试剂为体积比浓度为0.3％的磷酸三丁酯和重量比浓度为1％的吐温-80的水溶液，或者体积比浓度为0.3％的磷酸三丁酯和体积比浓度为1％的tritonx-100的水溶液。该方法在血浆中引入了化学物质(s/d试剂)，使得后续处理变得更加复杂。

cn201610734458.9公开了一种凝血酶纯化过程中的病毒去除方法，其采用20nm孔径的纳米膜，在3bar的压力下进行过滤，以达到去病毒的效果；在使用纳米膜过滤前，为防止纳米膜堵塞，还使用过了深层滤板和膜包过滤，工艺繁琐，且纳米膜造价昂贵，不利用工业大生产。

除此之外，现有的病毒去除/灭活方法还存在生产工时长，需进行较大工艺变更，且存在较大产品质量控制风险等问题，这些都会限制以动物血液为原料的生物制品，例如凝血酶的临床应用，并造成安全隐患。

因此，急需解决的问题是寻找一种新的不需要加入外源性物质(如保护剂或磷酸三丁酯等)的可用于工业大生产的动物血液病毒灭活的方法和装置。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术中存在的不足，提供了一种通过紫外线照射灭活动物血液病毒的方法和装置。所述方法通过以特定短波波长的紫外线和特定的紫外照射剂量照射动物动物血液来实现有效杀灭动物血液中的微生物，特别是病毒的效果。实验结果表明，该方法可以有效地灭活以猪血或牛动物血液等为原材料的生物制品，例如凝血酶产品中存在的病毒，并且很好地保证凝血酶活性成分不受损失，特别适合凝血酶产品的大规模工业生产。本发明的方法和装置对有包膜和无包膜的病毒均有良好的灭活作用，特别是对猪血中常见的伪狂犬病毒、水疱性口炎病毒、猪脑心肌炎病毒和猪细小病毒均有很好的灭活作用。本发明提供的装置特别适合有效实施本发明所述的灭活动物血液病毒的方法，能够进一步地提升所述方法灭活病毒且保持凝血酶活性成分不受损失的技术效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种用于灭活动物血液病毒的方法，所述方法包括以波长为210至290nm的紫外线照射动物血液，并且所述动物血液接受的紫外线照射剂量为10800至450000j/m²，其特征在于，所述动物血液中不添加蛋白保护剂或光保护剂。

在上述方法中，所述动物血液接受的紫外线照射剂量优选为24800至342000j/m²，进一步优选为36000至216000j/m²，更优选为46000至126000j/m²，最优选为54000至84000j/m²。

在上述方法中，所述紫外线的波长优选为254nm至280nm，更优选为254nm。

在上述方法中，所述紫外线照射的辐射强度可以为60-240w/m²，优选为80-190w/m²，更优选为90-140w/m²。

在上述方法中，所述动物血液接受紫外线照射的时间可以为7.5到15分钟，优选为10到12分钟，更优选为10分钟。

在上述方法中，所述动物血液接受紫外线照射时的温度为0-30℃，优选为5-29℃，更优选为20-29℃，最优选为20℃。

根据本发明所述方法的一个优选实施方案，所述方法包括使动物血液多次通过波长为210至290nm的紫外线照射区域接受紫外线照射，并且所述动物血液接受的紫外线照射的总剂量为24800至342000j/m²，优选为36000至216000j/m²，更优选为46000至126000j/m²，进一步优选为54000至84000j/m²。

在上述优选实施方案中，所述动物血液接受紫外线照射的总时间可以为7.5到15分钟，优选为10-12分钟，更优选为10分钟。

在上述优选实施方案中，相邻两次紫外线照射之间的间隔时间为3-60分钟，优选为5-30分钟，更优选为5-15分钟。

在上述方法中，所述动物血液选自猪血、牛血或羊血中的一种或多种，优选为猪血或牛血，最优选为猪血。

在上述方法中，优选地，所述动物血液为经过抗凝处理的动物血液；更优选地，所述抗凝处理为加入38g/l柠檬酸三钠，进一步优选地，其加入量为动物血液体积的十分之一。

进一步地，本发明提供了一种凝血产品的制备方法，其包括采用上述用于灭活动物血液病毒的方法对用于制备血液制品的动物血液进行病毒灭活。

优选地，所述血液制品为凝血酶。

在上述方法中，所述病毒可以为有包膜病毒、无包膜病毒，或其组合。

在上述方法中，优选地，所述病毒为伪狂犬病毒、水疱性口炎病毒、猪脑心肌炎病毒或猪细小病毒中的一种或多种。

伪狂犬病病毒(pseudorabiesvirus，prv)属于疱疹病毒科甲型疱疹病毒亚科猪疱疹病毒i型，是引起牛、羊、猪、犬和猫等多种家畜和野生动物发热、奇痒(猪除外)及脑脊髓炎等主要病症的疱疹病毒。prv具有疱疹病毒的典型结构，是双链线性dna病毒。

水疱性口炎病毒(vesicularstomatitisvirus，vsv)属于弹状病毒科水疱病毒属(vesiculovirus)，是有包膜的单股负链rna病毒。

猪脑心肌炎病毒(encephalomyocarditisvirus，emcv)是一种重要的人畜共患病病原，会引起猪和某些哺乳动物、啮齿动物乃至灵长类动物的以脑炎、心肌炎或心肌周围炎为主要特征的急性传染病。emcv在分类上属小rna病毒科心肌病毒属，是一种无包膜的单股正链rna病毒。

猪细小病毒(ppv)为细小病毒科细小病毒属成员，其基因组为单股dna，约5.2kb。成熟的猪细小病毒完整病毒粒子外观呈六角形或圆形，具有典型的二十面立体对称结构，无囊膜，衣壳由32个壳粒组成，直径约为25～28nm。

另一方面，本发明还提供了一种用于灭活动物血液病毒的装置，其包括：

用于容纳动物血液的容器1，所述容器1内部包括竖直设置在其底部且彼此横向距离相等的多于一个的紫外灯管2，所述紫外灯管2的发射波长为210至290nm，优选为254至280nm，并且相邻紫外灯管之间的距离为2-7cm，优选为3-6cm，更优选为3-5cm；

紫外灯管控制装置5；

动物血液入口6；

动物血液出口7；和

设置在所述容器1外部的泵9，动物血液经由所述泵9通过动物血液入口6进入所述容器1内部接受紫外线照射，之后通过动物血液出口7离开所述容器1。

在固定上述相邻紫外灯管之间的横向距离的情况下，通过紫外灯管控制装置5可调节动物血液在所述容器1内在相邻紫外灯管之间的有效照射区域的照射时间，从而将动物血液接受的紫外线照射剂量控制为10800至450000j/m²，在有效灭活病毒的情况下保证活性成分不受损失。

根据本发明所述的装置的一个实施方案，所述用于灭活动物血液病毒的装置还包括设置在所述容器1的顶部且竖直向所述容器1内部延伸的搅拌桨8以及搅拌控制装置4。在固定上述相邻紫外灯管之间的横向距离的情况下，通过搅拌控制装置4可调节动物血液在所述容器1内流动通过相邻紫外灯管之间的有效照射区域的速率或时间，从而将动物血液接受的紫外线照射剂量控制为10800至450000j/m²，在有效灭活病毒的情况下保证活性成分不受损失。

在一个优选的实施方案中，所述搅拌桨8与相邻紫外灯管2之间的横向距离为0.5-10cm，优选为1-5cm；优选地，所述搅拌桨8在轴向上平行设置多个桨叶；优选地，所述搅拌桨8与所述容器1的底部之间的距离为1-15cm，优选为1-5cm；优选地，所述搅拌桨8的转动轴内还在轴向上设置桨内紫外灯管11。

根据本发明所述的装置的一个实施方案，所述装置还包括围绕所述容器1外部设置的夹层10，并且在所述夹层10内设置保持容器内部温度的介质12，例如水。优选地，所述装置还包括用于所述保持容器内部温度的介质的温度控制装置13。通过所述温度控制装置13调节所述夹层10内保持容器内部温度的介质12的温度，以控制所述容器1内部的动物血液的温度。

使用上述装置灭活的动物血液病毒可以为有包膜病毒、无包膜病毒，或其组合。

优选地，使用上述装置灭活的动物血液病毒为伪狂犬病毒、水疱性口炎病毒、猪脑心肌炎病毒或猪细小病毒中的一种或多种。

又一方面，本发明还提供了一种用于灭活动物血液病毒的方法，其特征在于，所述方法使用上述装置进行病毒灭活。

与现有技术相比，本发明提供的方法和装置具有以下有益效果：

1.所述方法和装置可以有效地去除/灭活以动物血液作为原材料的生物制品中存在的病毒，非常适合凝血酶产品的大规模工业生产。

2.所述方法和装置不引入动物源物质，降低了引入病毒的风险。

3.在原有工艺上进行病毒验证，可减少工艺变更带来的注册风险。

4.操作时间短，适合大生产。

5.所述方法在不添加蛋白保护剂或光保护剂的情况下能够获得效价较高的凝血酶产品，减少外源物质对凝血酶产品的影响。

具体来说，本发明的发明人经大量研究发现，紫外线照射灭活动物血液病毒的效果与被照射的动物血液的物质组成密切相关，同时还需要考虑紫外线照射对目标成分的影响，以免造成活性成分的损失。因此，本发明的发明人在设计紫外线照射灭活病毒工艺时，针对用于制备凝血酶的动物血液原料，例如动物血液的组成和性质，详细考察了不同紫外线波长、照射剂量、强度和照射时间等对于病毒灭活效果以及最终产品的凝血酶效价的影响，筛选并优化出了最佳工艺条件，从而在不影响凝血酶产品效价的前提下实现了病毒的有效灭活。特别地，试验结果表明，本发明的方法和装置对有包膜和无包膜的病毒均有良好的灭活作用，特别是对用于制备凝血酶产品的猪血原料中常见的伪狂犬病毒、水疱性口炎病毒、猪脑心肌炎病毒和猪细小病毒均有很好的灭活作用。本发明的方法无需添加蛋白保护剂或光保护剂，消除了外源化学物质在凝血酶产品的制备中的影响。此外，本发明的发明人针对这样的方法还设计出了对应的动物血液病毒灭活装置，进一步强化了紫外线照射病毒灭活和保持凝血酶效价的技术效果，也更加符合工业生产的要求。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：

图1是根据本发明的用于灭活动物血液病毒的装置的一个实施方案的示意图；

图2是根据本发明的用于灭活动物血液病毒的装置的另一个实施方案的示意图；

图3是根据本发明的用于灭活动物血液病毒的装置的另一个实施方案的示意图；

图4是根据本发明的用于灭活动物血液病毒的装置的另一个实施方案的示意图；

图5是根据本发明的用于灭活动物血液病毒的装置的另一个实施方案的示意图；和

图6是根据本发明的用于灭活动物血液病毒的装置的另一个实施方案的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。

实施例1

图1显示了一种用于灭活动物血液病毒的装置。所述灭活动物血液病毒的装置包括长方形容器1、多个竖直设置在容器1的底部的紫外灯管2、泵9、动物血液入口6、动物血液出口7和夹层10。开启泵9，使动物血液通过动物血液入口6进入容器1，关闭动物血液入口6，利用温度控制装置13调节夹层10内的介质的温度。通过紫外灯管控制装置5开启紫外灯管2照射动物血液，并在线实时监测灯管的照射剂量或强度和时间，处理完毕后，使动物血液通过动物血液出口7离开容器1。

实施例2

图2显示了另一种用于灭活动物血液病毒的装置。所述灭活动物血液病毒的装置包括圆柱形容器1、多个竖直设置在容器1的底部的紫外灯管2、泵9、搅拌桨8、桨内紫外灯管11、动物血液入口6、动物血液出口7和夹层10。开启泵9，使动物血液通过动物血液入口6进入容器1，关闭动物血液入口6，利用温度控制装置13调节夹层10内的介质12的温度。开启搅拌桨8搅拌动物血液，通过紫外灯管控制装置5开启紫外灯管2和桨内紫外灯管11照射动物血液，并在线实时监测灯管的照射剂量或强度和时间，通过搅拌控制装置4调节动物血液在容器1内流动通过相邻紫外灯管之间的有效照射区域的时间和次数，处理完毕后，使动物血液通过动物血液出口7离开容器1。

实施例3

图3显示了另一种用于灭活动物血液病毒的装置。所述灭活动物血液病毒的装置包括圆柱形容器1、多个竖直设置在容器1的底部的紫外灯管2、泵9、动物血液入口6、动物血液出口7和夹层10。开启泵9，使动物血液通过动物血液入口6进入容器1，关闭动物血液入口6，利用温度控制装置13调节调节夹层10内的介质12的温度。通过紫外灯管控制装置5开启紫外灯管2照射动物血液，并在线实时监测灯管的照射剂量或强度和时间，处理完毕后，使动物血液通过动物血液出口7离开容器1。

实施例4

图4显示了另一种用于灭活动物血液病毒的装置。所述灭活动物血液病毒的装置包括长方形容器1、多个竖直设置在容器1的底部的紫外灯管2、泵9、动物血液入口6和动物血液出口7。开启泵9，使动物血液通过动物血液入口6进入容器1，关闭动物血液入口6。通过紫外灯管控制装置5开启紫外灯管2照射动物血液，并在线实时监测灯管的照射剂量或强度和时间，处理完毕后，使动物血液通过动物血液出口7离开容器1。

实施例5

图5显示了另一种用于灭活动物血液病毒的装置。所述灭活动物血液病毒的装置包括圆柱形容器1、多个竖直设置在容器1的底部的紫外灯管2、泵9、动物血液入口6和动物血液出口7。开启泵9，使动物血液通过动物血液入口6进入容器1，关闭动物血液入口6。通过紫外灯管控制装置5开启紫外灯管2照射动物血液，并在线实时监测灯管的照射剂量或强度和时间，处理完毕后，使动物血液通过动物血液出口7离开容器1。

实施例6

图6显示了另一种用于灭活动物血液病毒的装置。所述灭活动物血液病毒的装置包括圆柱形容器1、多个竖直设置在容器1的底部的紫外灯管2、泵9、搅拌桨8、桨内紫外灯管11、动物血液入口6和动物血液出口7。开启泵9，使动物血液通过动物血液入口6进入容器1，关闭动物血液入口6。开启搅拌桨8搅拌动物血液，通过紫外灯管控制装置5开启紫外灯管2和桨内紫外灯管11照射动物血液，并在线实时监测灯管的照射剂量或强度和时间，通过搅拌控制装置4调节动物血液在容器1内流动通过相邻紫外灯管之间的有效照射区域的时间和次数，处理完毕后，使动物血液通过动物血液出口7离开容器1。

实施例7动物血液的制备

取新鲜猪血，加入38g/l的柠檬酸三钠水溶液抗凝(加入量为动物血液体积的十分之一)，得到抗凝猪血。所述抗凝猪血用于随后的病毒灭活和病毒验证程序。

实施例8动物血液的病毒灭活

向实施例7制备的抗凝猪血中分别加入含有伪狂犬病毒、水疱性口炎病毒、猪脑心肌炎病毒和猪细小病毒的培养液，分别放入实施例1的装置中，将容器的温度保持在20℃，使用发射波长为254nm的80w紫外灯管分别照射10min，辐射强度为80w/m²。分别在灭活前和灭活后取样，通过细胞病变法对病毒降低滴度进行检测，并对所述灭活后的动物血液制备的凝血酶进行效价检测，结果如下表1所示。

表1

实施例9动物血液的病毒灭活

向实施例7制备的抗凝猪血中分别加入含有伪狂犬病毒、水疱性口炎病毒、猪脑心肌炎病毒和猪细小病毒的培养液，分别放入实施例2的装置中，该装置的具体设置为：波长254nm，功率为80w的紫外灯管，搅拌桨与紫外灯管的横向距离为0.5cm，与容器底部的距离为3cm。将容器的温度保持在20℃，使用发射波长为254nm的80w紫外灯管，采用每次照射5min，停5min，再照射5min的循环方式，分别照射10min的总时间，辐射强度为80w/m²。分别在灭活前和灭活后取样，通过细胞病变法对病毒降低滴度进行检测，并对所述灭活后的动物血液制备的凝血酶进行效价检测，结果如下表2所示。

表2

实施例10紫外线波长对病毒灭活的影响

向实施例7制备的抗凝猪血中分别加入含有伪狂犬病毒、水疱性口炎病毒、猪脑心肌炎病毒和猪细小病毒的培养液，分别放入实施例2的装置中，该装置除波长以外的具体设置为：功率为80w的紫外灯管，搅拌桨与紫外灯管的横向距离为0.5cm，与容器底部的距离为3cm。将容器的温度保持在20℃，使用发射波长为210、254和280nm的80w紫外灯管，采用每次照射5min，停5min，再照射5min的循环方式，分别照射10min的总时间，所述紫外线灯管的辐射强度分别为116w/m²、80w/m²和63w/m²。分别在灭活前和灭活后取样，通过细胞病变法对病毒降低滴度进行检测，并对所述灭活后的动物血液制备的凝血酶进行效价检测，结果如下表3所示。

表3

由表3可以看出，紫外线的波长对实验结果的影响较大。对于四种病毒，在210nm的波长下，病毒滴度降低的程度较小；在254和280nm的波长下，病毒滴度降低的程度较大，其中在254nm的波长下，病毒滴度降低的程度最大。

对于辐射强度而言，210nm波长的辐射强度最大，280nm波长的辐射强度最小，但去除病毒的效果是254nm波长的最好，因此可以看出，只有在合适的辐射强度下才能有效去除动物血液中的所述病毒。

实施例11紫外线照射时间对病毒灭活的影响

向实施例7制备的抗凝猪血中分别加入含有伪狂犬病毒、水疱性口炎病毒、猪脑心肌炎病毒和猪细小病毒的培养液，分别放入实施例2的装置中，该装置的具体设置为：波长254nm，功率为80w的紫外灯管，搅拌桨与紫外灯管的横向距离为0.5cm，与容器底部的距离为3cm。将容器的温度保持在20℃，使用发射波长为254nm的80w紫外灯管，采用每次照射5min，停5min，再照射5min的循环方式，分别照射5、7.5、10和15min的总时间，辐射强度为80w/m²。分别在灭活前和灭活后取样，通过细胞病变法对病毒降低滴度进行检测，并对所述灭活后的动物血液制备的凝血酶进行效价检测，结果如下表4所示。

表4

由表4可以看出，照射时间对实验结果的影响较大。对于四种病毒，照射5分钟时，病毒滴度降低的程度较小；照射7.5分钟时，病毒滴度降低的程度增加；照射10分钟时，病毒滴度降低的程度达到最高；继续增加照射时间，病毒滴度也不再降低。然而，随着照射时间的增加，照射后的血液所制备的凝血酶效价却在降低，用照射30分钟、20分钟及15分钟的动物血液制备的凝血酶的效价均低于用照射10分钟的动物血液制备的凝血酶的效价，说明随着照射时间的延长，有更多的活性成分被破坏。

实施例12温度对病毒灭活的影响

向实施例7制备的抗凝猪血中分别加入含有伪狂犬病毒、水疱性口炎病毒、猪脑心肌炎病毒和猪细小病毒的培养液，分别放入实施例2的装置中，将装置的温度分别保持在5、20、29和40℃下，使用发射波长为254nm的80w紫外灯管，采用每次照射5min，停5min，再照射5min的循环方式，分别照射10min的总时间，辐射强度为80w/m²。分别在灭活前和灭活后取样，通过细胞病变法对病毒降低滴度进行检测，并对所述灭活后的动物血液制备的凝血酶进行效价检测，结果如下表5所示。

表5

由表5可以看出，温度对实验结果的影响较大。对于四种病毒，虽然在5-40℃的温度下均可以获得较高程度的病毒滴度降低，但是随着温度升高，动物血液中活性成分损失增多，制备的凝血酶的效价降低，说明随着照射时间的延长，有更多的活性成分被破坏。

对比例1不同病毒灭活方法的效果

向实施例7制备的抗凝猪血中分别加入含有伪狂犬病毒、水疱性口炎病毒、猪脑心肌炎病毒和猪细小病毒的培养液，然后用s/d方法进行病毒灭活。分别在灭活前和灭活后取样，通过细胞病变法对病毒降低滴度进行检测，并对所述灭活后的动物血液制备的凝血酶进行效价检测，结果如下表6所示。

表6

由表6可以看出，s/d法仅可以去除脂包膜病毒，而本发明的方法对有脂包膜或无脂包膜的病毒均有效。

对比例2添加蛋白保护剂的效果

向实施例7制备的抗凝猪血中放入实施例1的容器中，添加0.3g/l的芦丁作为蛋白保护剂。将容器的温度保持在20℃，使用发射波长为254nm的80w紫外灯管照射10min，辐射强度为80w/m²。之后对该动物血液制备的凝血酶进行效价检测，三次测量的结果为1231/1226/1243u/ml。芦丁具有抗血小板凝聚和抑制红细胞的作用，芦丁可以抑制血小板的聚集和纤维蛋白的生成，不利于凝血。

对比例3添加光保护剂的效果

向实施例7制备的抗凝猪血中放入实施例1的容器中，添加1.0mol/l的亚甲基蓝作为光保护剂。将容器的温度保持在20℃，使用发射波长为254nm的80w紫外灯管照射10min，辐射强度为80w/m²。之后对该动物血液制备的凝血酶进行效价检测，三次测量的结果为811/806/822u/ml。亚甲基兰可严重影响凝血酶产品的效价，且亚甲基兰存在人体致畸、致癌等风险。

以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案，而并非对其的限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在本发明的精神和构思下对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明的权利要求书所限定的范围。