细胞培养作为生物制造上游生产的核心,其强化是优化整体生物工艺流的关键。通过缩短细胞生长步骤或减少N阶段生物反应器的生产时间,可以显著加速生产进程。目前,上游细胞培养主要采用批次培养、补料分批培养、灌流培养和连续培养。其中,基于灌流技术的连续培养相比于传统方法展现出明显优势,尤其在不稳定蛋白和低产量蛋白的生产中表现突出,尽管其在大规模商业化生产中仍面临工艺开发复杂性、自动化控制要求高以及成本控制的诸多挑战。
近年来,强化或高接种密度补料分批生物反应器作为一种新兴而高效的平台工艺,发展势头十分强劲。这一方法的接种密度相比传统方法高出20倍,主要通过在N-1阶段使用灌流培养来实现。这一过程不仅减轻了N阶段细胞生长的负担,还使得N阶段的生物反应器能够维持高细胞浓度。由于单克隆抗体的总产量与培养物的总细胞数和细胞寿命直接相关,细胞浓度的提升有效提高了生物反应器的总生产率。
2020年发布在《mAbs》上的一篇研究文章中,美国百时美施贵宝公司展示了从传统到强化工艺的成功转变,特别是在使用CHO细胞生产单克隆抗体的过程中对三种工艺进行了比较。结果表明,采用N-1灌流技术的强化补料分批工艺,不论是在上游阶段还是通过下游的多柱层析(MCC)均显著提升了生产效率。该工艺展现了良好的可扩展性,并通过工艺优化降低了生产成本,为未来全面实现连续化生产奠定了基础。
在活细胞密度(VCD)及细胞活力的比较中,强化工艺B和工艺C显示出显著提高,尤其是在大规模培养的过程中,工艺C的VCD达到293±219×10⁶cells/mL,大幅超越其它工艺。此外,通过引入N-1强化工艺,生产效率提升了8倍至2倍,进一步证明了这一平台工艺的有效性。
在生物制药领域,提升生产力始终是研发的目标。IFB通过N-1种子阶段的灌流培养,致力于实现更高的接种密度,从而获取更高的产量。然而,这种强化策略也面临诸多挑战,如细胞培养后期细胞活率快速下降及产品合成能力降低的问题。为了应对这些挑战,药明生物开发了间歇性灌流分批补料细胞培养(IPFB)工艺,通过定期排除浓缩的次级代谢物并补充新鲜营养,显著提升了产量,成功实现了层次性的产量提升。
虽然动物细胞培养技术不断升级,但市场对于产量提升和成本降低的要求仍在不断增长。在此背景下,强有力的生产平台如人生就是博-尊龙凯时,正致力于生物工艺的优化与放大,提升生物制药领域的产品线,帮助客户取得实质性的突破。通过这些技术和策略,生物医疗领域的生产效率有望得到进一步提升。