單克(ke)隆(long)抗(kang)體(ti)技術(shu)原理及(ji)培(pei)養(yang)條(tiao)件(jian)

標(biao)簽(qian)：單克(ke)隆(long)抗(kang)體(ti)技術(shu) 生物反(fan)應器 

抗(kang)體(ti)是(shi)具(ju)有免疫活(huo)性(xing)的糖(tang)蛋(dan)白結構(gou)。當(dang)它們(men)識(shi)別細菌、病(bing)毒或腫(zhong)瘤(liu)細胞等異(yi)物(wu)時(shi)，它們(men)能(neng)夠(gou)識(shi)別或誘(you)導(dao)中(zhong)和免(mian)疫反(fan)應。免疫球(qiu)蛋(dan)白由 B 淋巴(ba)細胞響(xiang)應抗(kang)原的存在而產(chan)生(sheng)和(he)分(fen)泌(mi)。目前(qian)，單克(ke)隆(long)抗(kang)體(ti)技術(shu)(mAb) 主(zhu)要(yao)是(shi)從(cong)這(zhe)些(xie)細胞的(de)培養(yang)中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)。其(qi)需求的培養(yang)條件(jian)如下(xia)：

培(pei)養(yang)基的(de)要(yao)求

哺乳動(dong)物細胞的(de)培養(yang)基(ji)必(bi)須含有復(fu)雜的成分，從(cong)氨基(ji)酸(suan)到(dao)微量元(yuan)素(su)。為(wei)了(le)滿(man)足細胞對(dui)這(zhe)些(xie)營(ying)養素(su)的(de)需求，培養基(ji)在其(qi)成分中使用血(xue)清，然而，由於(yu)缺陷(xian)朊(ruan)病毒(du)引(yin)起的(de)疾(ji)病的出(chu)現(xian)，例如牛海綿狀(zhuang)腦炎 (BSE)，因(yin)此有很大的(de)動(dong)機去(qu)除(chu)任何(he)動(dong)物成分培養基(ji)成分，特別是(shi)如果培養基用於(yu)生物(wu)制(zhi)藥(yao)產(chan)品(pin)的工(gong)業生產(chan)。這(zhe)導致了(le)不(bu)含(han)任何動(dong)物成分的培養(yang)基(ji)的(de)出現(xian)，包括(kuo)用於(yu) CHO 和 NS0 的(de)明確(que)培養(yang)基，這(zhe)是(shi) mAb 生產(chan)中(zhong)常(chang)用的(de)兩種細胞類(lei)型(xing)。由於(yu)開(kai)發合(he)適(shi)的(de)培(pei)養基(ji)成本較(jiao)高(gao)好。所以，許(xu)多(duo)公司(si)喜歡開(kai)發自(zi)己的生產(chan)培(pei)養(yang)基(ji)來維(wei)持生(sheng)產(chan)批(pi)次(ci)之(zhi)間的成分，並為將(jiang)要(yao)使用的(de)特(te)定(ding)細胞類(lei)型(xing)開(kai)發合(he)適(shi)的(de)培(pei)養基(ji)成分，並實(shi)現(xian)對生(sheng)產(chan)的(de)更(geng)大(da)控制(zhi)。除(chu)此之(zhi)外，開(kai)發滿(man)足高(gao)純度(du)產(chan)品(pin)要(yao)求的下(xia)遊(you)工(gong)藝和驗(yan)證最(zui)終(zhong)產(chan)品(pin)質(zhi)量的測試(shi)會(hui)提高(gao)基於(yu)單克(ke)隆(long)抗(kang)體(ti)的(de)藥(yao)物(wu)的(de)總體(ti)生產(chan)成本。盡管(guan)開(kai)發培(pei)養(yang)基很復(fu)雜，但在這(zhe)壹領域(yu)已經(jing)取得了(le)很大進展，允許在合適(shi)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)進行(xing)更(geng)大的細胞生(sheng)長並增加細胞保(bao)存時間(jian)，以促(cu)進目標(biao)分(fen)子的生(sheng)長和生產(chan) 。

培養條件(jian)的要(yao)求

細胞生(sheng)長條件(jian)可以直(zhi)接影響(xiang)感興趣(qu)分(fen)子的細胞生(sheng)長和生產(chan)水平(ping)。通常(chang)，用於(yu) mAb 生產(chan)的(de)哺(bu)乳(ru)動(dong)物細胞培(pei)養條(tiao)件(jian)非(fei)常明確(que)：37 °C、pH 7.15 和30–60% 的(de)溶解(jie) O 2 (OD) 水平(ping)。二氧(yang)化碳(tan)2監(jian)測水平(ping)以模(mo)擬(ni) 31 至 54 mmHg 之(zhi)間的生(sheng)理(li)標準。然而，細胞條(tiao)件(jian)的變(bian)化已(yi)顯示出改變細胞代(dai)謝向(xiang)細胞生(sheng)長或分(fen)子產(chan)生(sheng)的(de)巨(ju)大潛(qian)力，這(zhe)可用於(yu)增加(jia) mAb 的產(chan)生(sheng)。生(sheng)物(wu)過程可以設(she)計(ji)為分(fen)兩個階段(duan)進行(xing)。首(shou)先，優化細胞生(sheng)長以達(da)到壹(yi)定(ding)的(de)細胞密(mi)度。壹(yi)旦(dan)達(da)到(dao)這(zhe)個密(mi)度，第(di)二階段(duan)就(jiu)開(kai)始(shi)了(le)，生物(wu)反(fan)應器的(de)條(tiao)件(jian)發生(sheng)了(le)變化(hua)，因(yin)此細胞繼(ji)續(xu)以維(wei)持速(su)率生(sheng)長，並將(jiang)新(xin)陳(chen)代(dai)謝(xie)引(yin)導(dao)向(xiang)單(dan)克(ke)隆(long)抗(kang)體(ti)的(de)產(chan)生(sheng)。壹(yi)些(xie) CHO 細胞株(zhu)和雜(za)交(jiao)瘤(liu)細胞對(dui)溫度(du)和(he) pH 值(zhi)的(de)變(bian)化(hua)很敏(min)感。當(dang)溫度(du)和(he) pH 值(zhi)低(di)於(yu)通常(chang)使(shi)用的(de)值(zhi)時(shi)，值(zhi)分(fen)別(bie)在 30 到 35°C 和 6.7-7.0 之(zhi)間，細胞生(sheng)長代謝減少(shao)，比產(chan)量增加(jia)。生(sheng)長代謝減少(shao)還(hai)有助於(yu)降低(di)某些(xie)對細胞培(pei)養物(wu)有毒的(de)代(dai)謝化合(he)物的(de)產(chan)生(sheng)，從(cong)而提高(gao)細胞活(huo)力，從(cong)而花(hua)費更多(duo)時(shi)間產(chan)生(sheng)感(gan)興趣(qu)的(de)分子。監(jian)測細胞培(pei)養生(sheng)長階段(duan)以控(kong)制(zhi)培養變(bian)化的壹(yi)個好方(fang)法是(shi)觀察(cha) DO 和 pCO2 個水平(ping)，也可以對(dui)其(qi)進行(xing)調(tiao)整，以最(zui)大限(xian)度地提高(gao) mAb 等蛋(dan)白質(zhi)的(de)產(chan)量 。

單克隆(long)抗(kang)體(ti)生(sheng)產(chan)工(gong)藝

用於(yu) mAb 生產(chan)的(de)細胞培(pei)養可以遵(zun)循三種不(bu)同(tong)類型(xing)的過(guo)程(cheng)。其(qi)中較(jiao)簡(jian)單的是(shi)批量生產(chan)，它(ta)由壹(yi)個(ge)封閉(bi)系(xi)統組成，在該(gai)系(xi)統中(zhong)，生(sheng)物反(fan)應器被(bei)滅(mie)菌並(bing)用含(han)有細胞生(sheng)長和產(chan)品(pin)制(zhi)造所需的所有營(ying)養物(wu)質(zhi)的(de)培養基制(zhi)備，然後(hou)接種細胞。沒(mei)有新(xin)鮮培養基的(de)進料(liao)系(xi)統或用過(guo)的(de)培(pei)養基(ji)的退出。隨(sui)著過程(cheng)的進行(xing)，營(ying)養濃(nong)度降低(di)並產(chan)生(sheng)廢(fei)物(wu)代謝物，從(cong)而降低(di)細胞活(huo)力。

在此過程(cheng)之(zhi)中過程(cheng)由於(yu)反(fan)應器內(nei)的(de)環(huan)境(jing)很快變(bian)得不(bu)利(li)於(yu)細胞生(sheng)長，同時廢物(wu)濃(nong)度增(zeng)加(jia)。初始(shi)營(ying)養濃(nong)度和(he)代(dai)謝(xie)廢物產(chan)生(sheng)等培養因(yin)素(su)直(zhi)接決定(ding)了(le)細胞在浴培(pei)養(yang)中(zhong)可以達(da)到的(de)MAX濃(nong)度。通常(chang)，這(zhe)種培養(yang)方(fang)式(shi)的(de)MAX密(mi)度為(wei) 1-2 × 106細胞/mL，然(ran)後(hou)細胞活(huo)力迅(xun)速(su)下(xia)降。生產(chan)過(guo)程(cheng)持(chi)續(xu) 4-7 天，當生(sheng)產(chan)力達(da)到壹(yi)定(ding)的(de)關註濃(nong)度時(shi)。收(shou)集(ji)上清液並通過(guo)下(xia)遊(you)工(gong)藝回收產(chan)品(pin)。每批(pi)完成所需的時(shi)間(jian)還(hai)取決於(yu)生產(chan)動(dong)力學(xue)。如果生產(chan)依(yi)賴(lai)於(yu)生長（生產(chan)與細胞生(sheng)長同時發生(sheng)），則可以在細胞達(da)到穩(wen)定(ding)期(qi)後(hou)立(li)即(ji)停(ting)止(zhi)批處(chu)理(li)。

與分批相比，使用的(de)第(di)二(er)種生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)是(shi)連續(xu)發酵(jiao)。有兩種類型(xing)的連(lian)續(xu)生(sheng)產(chan)：恒化器培(pei)養(yang)和灌註(zhu)培(pei)養。關(guan)於(yu)恒化器培(pei)養(yang)，將(jiang)新(xin)鮮培養基添(tian)加到生物(wu)反(fan)應器中(zhong)，並(bing)以恒定(ding)流(liu)速(su)將(jiang)發酵(jiao)培(pei)養基與細胞壹(yi)起去(qu)除(chu)，以使(shi)培養(yang)體積保(bao)持不(bu)變(bian)。流速(su)（稀釋(shi)率）控(kong)制(zhi)細胞生(sheng)長，當這(zhe)兩個變量相等時，生物反(fan)應器達(da)到(dao)平(ping)衡——細胞濃(nong)度、營(ying)養濃(nong)度和(he)產(chan)品(pin)濃(nong)度保(bao)持(chi)恒定(ding)。在這(zhe)種情況(kuang)下(xia)，培(pei)養(yang)物可以保(bao)持平(ping)衡數月(yue)，達到(dao) 10-30 × 10 6 個(ge)細胞/mL  。

為(wei)了(le)避免活(huo)細胞損(sun)失(shi)以及(ji)細胞代(dai)謝副(fu)產(chan)物(wu)的(de)不(bu)斷(duan)流出，許多(duo)制(zhi)造廠開(kai)發了(le)細胞回(hui)收系(xi)統，因(yin)此開(kai)發了(le)灌註(zhu)培(pei)養方(fang)法，將(jiang)細胞保(bao)存在生物反(fan)應器內(nei)。連(lian)續(xu)發酵(jiao)的(de)缺點(dian)是(shi)會(hui)使用大(da)量昂貴的(de)培養(yang)基和難(nan)以回(hui)收的(de)產(chan)品(pin)，產(chan)品(pin)過度(du)稀釋(shi)。為了(le)解(jie)決產(chan)品(pin)稀釋(shi)問(wen)題(ti)，壹(yi)些(xie)生產(chan)制(zhi)造廠有超(chao)濾(lv)系(xi)統，將(jiang)產(chan)品(pin)保留(liu)在生物反(fan)應器內(nei) 。此類過(guo)程的(de)另壹個(ge)障(zhang)礙(ai)是(shi)，為穩(wen)定(ding)的(de)工(gong)業生產(chan)工(gong)廠建立培養條(tiao)件(jian)可能需要(yao)數月(yue)時間。為此，所使(shi)用的(de)菌(jun)株(zhu)必(bi)須非(fei)常穩(wen)定(ding)，並(bing)清楚地闡明其(qi)生理(li)方(fang)面(mian)，例如生長速(su)率、生(sheng)產(chan)力和(he)對某些(xie)壓力條(tiao)件(jian)的反(fan)應。在穩(wen)定(ding)的(de)生產(chan)工(gong)廠落(luo)戶之(zhi)前(qian)，多(duo)次(ci)嘗試的(de)情況(kuang)並(bing)不(bu)鮮見(jian)，但是(shi)壹旦(dan)落(luo)戶，這(zhe)種生產(chan)過(guo)程(cheng)可以帶來許多(duo)優(you)勢，因(yin)為它可以在更小體(ti)積的(de)生物反(fan)應器中(zhong)運行(xing)，因(yin)此具(ju)有更大(da)的(de)生產(chan)靈(ling)活(huo)性(xing)。

第三種生產(chan)單(dan)克(ke)隆(long)抗(kang)體(ti)的(de)工(gong)藝是(shi)迄今(jin)為止(zhi)工(gong)業規模(mo)使(shi)用較(jiao)多(duo)的(de)工(gong)藝，即分批補料(liao)工(gong)藝。在這(zhe)個過程(cheng)中，細胞密(mi)度達(da)到 8-12 × 10 6 個(ge)細胞/mL，並(bing)且通過(guo)在壹定(ding)的(de)時間間隔(ge)內(nei)控(kong)制(zhi)營(ying)養添(tian)加來提高(gao)生物(wu)反(fan)應器中(zhong)的(de)細胞活(huo)力。生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)可能需要(yao) 12-20 天。通常(chang)，初始(shi)培養(yang)中使(shi)用的(de)相(xiang)同(tong)培養(yang)基也用於(yu)飼餵，但濃(nong)度更(geng)高(gao)。可以設(she)計(ji)補料(liao)溶液(ye)組合物(wu)，通過(guo)分(fen)析(xi)和(he)識(shi)別消(xiao)耗更(geng)多(duo)的(de)培養(yang)基(ji)營(ying)養物(wu)，根據細胞在不(bu)同(tong)培養階段(duan)的代(dai)謝狀(zhuang)態(tai)來供應細胞。此外，可以修(xiu)改用於(yu)餵養(yang)的(de)培養(yang)基以促(cu)進細胞生(sheng)長或刺(ci)激(ji)分(fen)子產(chan)生(sheng)，因(yin)為不(bu)同(tong)的成分可能會(hui)改變細胞的(de)行(xing)為(wei)，從(cong)而改變新(xin)陳(chen)代(dai)謝(xie)以達(da)到不(bu)同(tong)的目的。進料(liao)溶液(ye)還(hai)可以設(she)計(ji)為最(zui)大限(xian)度(du)地減少(shao)過量代謝(xie)物(wu)的產(chan)生(sheng)，這(zhe)些(xie)代謝(xie)物(wu)會(hui)在過量時引(yin)起細胞應激(ji)。

       蘇(su)州阿(e)爾生(sheng)物(wu)作(zuo)為生物制(zhi)藥(yao)實(shi)驗(yan)儀器設(she)備(bei)的專(zhuan)業(ye)供應商(shang)，十(shi)三年(nian)服務(wu)於(yu)蘇南(nan)地區300多(duo)家(jia)制(zhi)藥(yao)企業，主(zhu)要(yao)供應的產(chan)品(pin)涵蓋(gai)了(le)發酵(jiao)罐(guan)，生物(wu)反(fan)應器，PCR儀(yi)，移(yi)液器，振(zhen)蕩(dang)培(pei)養(yang)箱、低(di)溫冰(bing)箱、純(chun)水設(she)備(bei)、凝膠(jiao)成像(xiang)儀等200多(duo)種(zhong)實(shi)驗(yan)室儀(yi)器和(he)包(bao)括脂(zhi)質(zhi)體(ti)等近千種的(de)試(shi)劑耗材(cai)。更(geng)多(duo)關(guan)於(yu)單克(ke)隆(long)抗(kang)體(ti)技術(shu) 點(dian)擊公司(si)名稱(cheng)進入了(le)解(jie)更多(duo)產(chan)品(pin)相關(guan)內容(rong)。