細(xì)胞培養(yǎng)工藝條件對(duì)抗體異質(zhì)性影響的研究進(jìn)展 - 段須杰-

1、段須杰 等/細(xì)胞培養(yǎng)工藝條件對(duì)抗體異質(zhì)性影響的研究進(jìn)展 Chinese Journal of Biotechnology December 25, 2013, 29(12: 18801886 ©2013 Chin J Biotech, All rights reservedReceived : May 8, 2013; Accepted : June 20, 2013Supported by : National Major Scientific and Technological Special Project for “Significant New Drugs Developm

2、ent” (No. 2012ZX09105301.Corresponding author : Xujie Duan. Tel: +86-25-85560000-3077; E-mail: duanxujie “重大新藥創(chuàng)制”科技重大專項(xiàng) (No. 2012ZX09105301 資助。網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2013-08-08 網(wǎng)絡(luò)出版地址:生物工程學(xué)報(bào)細(xì)胞培養(yǎng)工藝條件對(duì)抗體異質(zhì)性影響的研究進(jìn)展段須杰,劉睿,徐衛(wèi)濤,任彤,羅厚勇江蘇先聲藥業(yè)有限公司,江蘇 南京 210042段須杰, 劉睿, 徐衛(wèi)濤, 等. 細(xì)胞培養(yǎng)工藝條件對(duì)抗體異質(zhì)性影響的研究進(jìn)展. 生物工程學(xué)報(bào), 2013, 29(12: 1880

3、1886. Duan XJ, Liu R, Xu WT. Effect of cell culture conditions on antibody heterogeneity. Chin J Biotech, 2013, 29(12: 18801886.摘 要: 抗體藥物具有靶向明確、副作用小等優(yōu)勢(shì),近年來(lái)受到國(guó)內(nèi)外藥企的廣泛關(guān)注。然而,動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)和抗體質(zhì)量分析已然成為我國(guó)的抗體藥物產(chǎn)業(yè)化的主要限制因素,尤其是細(xì)胞培養(yǎng)工藝條件對(duì)抗體異質(zhì)性的影響非常顯著,如何有效通過(guò)優(yōu)化工藝條件來(lái)滿足抗體藥物開發(fā)要求成為迫在眉睫的問(wèn)題。文中簡(jiǎn)要綜述了近年來(lái)細(xì)胞培養(yǎng)工藝條件對(duì)抗體異質(zhì)性影響的技術(shù)進(jìn)展,并

4、對(duì)未來(lái)國(guó)內(nèi)抗體藥物開發(fā)作了展望。關(guān)鍵詞: 抗體,細(xì)胞培養(yǎng),異質(zhì)性,質(zhì)量,工藝條件Effect of cell culture conditions on antibody heterogeneityXujie Duan, Rui Liu, Weitao Xu, Tong Ren, and Houyong LuoJiangsu Simcere Pharmaceutical Group , Nanjing 210042, Jiangsu , ChinaAbstract: With the advantage of clear target and little side effect, antib

5、ody drug has attracted widely attention of worldwide pharmaceutical companies. However, large scale mammalian cell culture and antibody quality analysis are the bottlenecks of antibody drug industrialization in China. Especially due to the significant effect of cell culture conditions on antibody he

6、terogeneity. Therefore, it is extremely urgent to optimize cell culture conditions to favor the demands of antibody drug development. This review summarized the most recent advances in the effect of cell culture conditions on antibody quality, followed by addressing the key issues that might be stra

7、tegically important for domestic antibody drug development.Keywords : antibody, cell culture, heterogeneity, quality, process condition生物育種與工藝優(yōu)化段須杰 等/細(xì)胞培養(yǎng)工藝條件對(duì)抗體異質(zhì)性影響的研究進(jìn)展 cjb抗體藥物具有靶向明確、副作用小等優(yōu)勢(shì),受到國(guó)內(nèi)外藥企的廣泛關(guān)注。迄今為止,FDA 和EMA 批準(zhǔn)的抗體藥物共有35個(gè),雖然數(shù)量不多,但卻占據(jù)2012年全球十大暢銷藥物市場(chǎng)的半壁江山1-2。隨著眾多“重磅炸彈”藥物的專利即將到期,生物仿制藥也受到全球制

8、藥行業(yè)的青睞3。放眼國(guó)內(nèi)抗體開發(fā)領(lǐng)域,競(jìng)爭(zhēng)和矛盾似乎更加激烈和突出。由于靶點(diǎn)研究和抗體篩選技術(shù)國(guó)內(nèi)實(shí)力與國(guó)際水平差距較大,因此國(guó)內(nèi)對(duì)抗體藥物的開發(fā)主要集中在生物仿制藥領(lǐng)域。盡管EMA 和FDA 已公布抗體藥物仿制指導(dǎo)原則和指導(dǎo)意見(jiàn)草案,但CFDA 尚未頒布關(guān)于生物仿制藥的指導(dǎo)原 則4-5。因此,國(guó)內(nèi)眾多醫(yī)藥企業(yè)和生物技術(shù)公司對(duì)于生物仿制藥的研究仍處于摸索階段。眾所周知,動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)和抗體質(zhì)量分析已然成為我國(guó)的抗體藥物產(chǎn)業(yè)化的主要限制因素。近年來(lái),盡管國(guó)內(nèi)抗體藥物的表達(dá)水平有所提高 (12 g/L,但與國(guó)際水平 (35 g/L 仍有一定的差距。然而,國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)于抗體的質(zhì)量研究仍沒(méi)有足夠的關(guān)

9、注度,工藝優(yōu)化仍以抗體產(chǎn)量為導(dǎo)向。尤其是對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)條件而言,對(duì)抗體質(zhì)量的影響非常顯著,如何有效地通過(guò)控制培養(yǎng)工藝來(lái)滿足抗體藥物 (特別是生物仿制藥 開發(fā)要求成為迫在眉睫的問(wèn)題。因此,本文將重點(diǎn)關(guān)注近年來(lái)國(guó)際上抗體研發(fā)的最新報(bào)告,著重介紹細(xì)胞培養(yǎng)工藝條件對(duì)抗體異質(zhì)性影響的研究進(jìn)展,以期對(duì)國(guó)內(nèi)藥企進(jìn)行抗體研發(fā)起到指導(dǎo)作用,并對(duì)未來(lái)抗體藥物研發(fā)趨勢(shì)進(jìn)行展望。1 抗體結(jié)構(gòu)與功能1.1 抗體結(jié)構(gòu)抗體基本結(jié)構(gòu)是由四肽鏈構(gòu)成的單體,即由兩條相同的重鏈和兩條相同的輕鏈通過(guò)二硫鍵連接,呈Y 字形。完整抗體的分子量約為150 kDa ,單個(gè)重鏈和單個(gè)輕鏈的分子量分別為50 kDa 和25 kDa 。按照結(jié)構(gòu)

10、域可將輕重鏈和輕鏈分為可變區(qū)和恒定區(qū)。在輕重鏈的可變區(qū)各有3個(gè)區(qū)域的氨基酸組成和排列順序高度變化,稱為互補(bǔ)決定區(qū) (Complementarity determing region ,CDR。Fab 片段表示抗體與抗原的結(jié)合片段 (Antigen- binding fragment,由一條完整的輕鏈和部分重鏈組成。Fc 片段為可結(jié)晶片段 (Crystallizable fragment,包括重鏈的恒定2區(qū)和3區(qū),該部分無(wú)抗原結(jié)合活性,是抗體分子與效應(yīng)分子或細(xì)胞相互作用的部位,發(fā)揮多種生物學(xué)效應(yīng)。1.2 抗體功能抗體在生產(chǎn)過(guò)程中由于受到復(fù)雜培養(yǎng)環(huán)境的影響,諸如酶解反應(yīng)或者自發(fā)性降解,都會(huì)造成抗體

11、的異質(zhì)性,而這種異質(zhì)性必須通過(guò)質(zhì)量研究進(jìn)行衡量,以保證產(chǎn)品的完整性和生產(chǎn)過(guò)程的一致性。抗體的異質(zhì)性主要體現(xiàn)在翻譯后修飾和降解,主要包括糖基化、C 末端降解、天冬酰胺脫氨基、天冬氨酸異構(gòu)化、甲硫氨酸氧化等。2.1 糖基化ISSN 1000-3061 CN 11-1998/Q Chin J Biotech December 25, 2013 Vol.29 No.12 化過(guò)程十分復(fù)雜,起始于內(nèi)質(zhì)網(wǎng),結(jié)束于高爾基體,涉及多種核苷酸前體、糖以及糖基轉(zhuǎn)移酶。研究表明,抗體的糖基化特點(diǎn)將直接影響到Fc 片段的3D 構(gòu)象及功能7-9。2.2 C 末端降解對(duì)于IgG 而言,重鏈的C 末端是賴氨酸 (K 殘基,而

12、胞內(nèi)的羧肽酶通常會(huì)將賴氨酸殘基脫去,但這種酶解往往不完全,因此抗體中往往呈現(xiàn)出多種脫K 異構(gòu)體 (0K ,1K 和2K。截止到目前為止,研究表明賴氨酸異構(gòu)體不會(huì)對(duì)藥物的有效性和安全性產(chǎn)生影響,同時(shí)賴氨酸殘基的去除也不會(huì)對(duì)CDC 效應(yīng)產(chǎn)生影響10-11。2.3 脫氨基和異構(gòu)化天冬酰胺脫氨基和天冬氨酸異構(gòu)化也是蛋白降解的主要原因,通常在溫和的環(huán)境中便可發(fā)生12。天冬酰胺脫氨基后會(huì)生成琥珀酰亞胺,后者水解后生成天冬氨酸和異天冬氨酸的混合物?？贵w的脫氨基主要發(fā)生在兩個(gè)區(qū)域:CDR 區(qū)和Fc 片段特定的氨基酸序列。其中,CDR 區(qū)域的脫氨基將直接影響到抗體和抗原的親和力,而Fc 片段的脫氨基尚未有其對(duì)抗

13、體功能影響的報(bào)道6。天冬酰胺脫氨基和天冬氨酸異構(gòu)化在抗體的整個(gè)生命周期都存在,包括注射進(jìn)入人體后13。研究表明,抗體制劑在儲(chǔ)存過(guò)程中,諸如高溫和pH 都將會(huì)增加蛋白降解的程度,因此選擇一個(gè)合適的制劑處方和保存溫度都將有效地控制抗體的降解10。2.4 氧化氧化也是一種常見(jiàn)的蛋白翻譯后修飾。被氧化的氨基酸主要包括甲硫氨酸、半胱氨酸和色氨酸,其中甲硫氨酸氧化在細(xì)胞培養(yǎng)、純化、制劑以及儲(chǔ)存過(guò)程中都有可能發(fā)生14。Bertolotti-Ciarlet 等第一次報(bào)道了甲硫氨酸氧化對(duì)Fc 受體和新生兒受體 (FcRn 的影響。研究結(jié)果顯示,甲硫氨酸氧化使得抗體對(duì)Fc RIIa 的親和力略有下降,而與FcRn

14、 的親和力明顯下降15。此外,甲硫氨酸氧化還會(huì)導(dǎo)致抗體的穩(wěn)定性降低,免疫原性增加,以及體內(nèi)的半衰期減少等6。2.5 游離巰基抗體通常包括多組鏈內(nèi)和鏈間的二硫鍵。采用哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)的抗體可能會(huì)存在游離巰基,而游離巰基的存在會(huì)破壞抗體結(jié)構(gòu),進(jìn)而對(duì)藥物的有效性產(chǎn)生影響。Chaderjian 等研究表明,可以通過(guò)改變細(xì)胞培養(yǎng)工藝 (添加硫酸銅 降低游離巰基水平達(dá)10倍以上16。2.6 糖化糖化是指糖類的還原基團(tuán)與蛋白質(zhì)的氨基發(fā)生的非酶催化反應(yīng)。由于糖化位點(diǎn)分布在整個(gè)抗體分子,沒(méi)有潛在糖化位點(diǎn),因此發(fā)生糖化而導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題比較少見(jiàn)。Yuk 等研究發(fā)現(xiàn),在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,較高的葡萄糖濃度可能會(huì)增加抗體的

15、糖化程度,進(jìn)而對(duì)藥物的安全性、有效性以及穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,可以通過(guò)降低糖濃度的辦法達(dá)到控制抗體的糖化程度17。3 細(xì)胞培養(yǎng)工藝條件對(duì)抗體質(zhì)量的影響細(xì)胞培養(yǎng)工藝作為抗體生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié),對(duì)最終抗體質(zhì)量影響十分顯著。由于哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)對(duì)于培養(yǎng)環(huán)境的要求非?？量?同時(shí)對(duì)表達(dá)抗體的質(zhì)量要求極其嚴(yán)格,因此如何通過(guò)工藝條件優(yōu)化達(dá)到產(chǎn)品的質(zhì)量要求顯得尤為關(guān)鍵。通常,培養(yǎng)環(huán)境包括營(yíng)養(yǎng)物 (培養(yǎng)基、培養(yǎng)條件 (溫度、pH 、溶解氧、攪拌轉(zhuǎn)速、代謝物 (乳酸、氨、CO 2、培養(yǎng)周期以及培養(yǎng)方式、培養(yǎng)規(guī)模等。下面本文將重點(diǎn)闡述上述因素對(duì)抗體質(zhì)量的影響。3.1 培養(yǎng)基動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基成分復(fù)雜,種類繁多,但大體可分為

16、碳源 (糖類、谷氨酰胺、氮源 (氨基酸、維生素、無(wú)機(jī)鹽、微量元素、脂類、核苷類和其他物質(zhì)等。培養(yǎng)基成分對(duì)抗體質(zhì)量影響的研究主段須杰 等/細(xì)胞培養(yǎng)工藝條件對(duì)抗體異質(zhì)性影響的研究進(jìn)展 cjb要集中在糖基化方面,影響因素包括糖類、微量元素、寡糖前體以及誘導(dǎo)劑等。Tachibana 等發(fā)現(xiàn),采用果糖、甘露糖、半乳糖來(lái)代替葡萄糖對(duì)抗體糖基化水平產(chǎn)生顯著影響,主要與細(xì)胞對(duì)不同種類糖的利用效率以及不同的糖代謝途徑有關(guān)18。Nyberg 和Wong 等研究認(rèn)為,缺乏葡萄糖和谷氨酰胺不僅會(huì)造成糖基化位點(diǎn)的減少,同時(shí)會(huì)對(duì)糖型結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改變19-20。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是葡萄糖和谷氨酰胺的匱乏造成胞內(nèi)UDP-N-

17、乙酰氨基葡萄糖 (UDP-GlcNAc 濃度降低,因而無(wú)法進(jìn)行后續(xù)的糖基化修飾,最終出現(xiàn)唾液酸化水平降低 (降低抗體的抗炎能力,高甘露糖型比例升高 (降低抗體體內(nèi)的半衰期21-22。另外,Gramer 等在工藝轉(zhuǎn)接過(guò)程中發(fā)現(xiàn)抗體的半乳糖基化水平發(fā)生明顯改變,并通過(guò)在培養(yǎng)基中添加尿嘧啶、氯化錳和半乳糖實(shí)現(xiàn)對(duì)抗體糖基化的改變23。在糖基化過(guò)程中,金屬離子在眾多糖基轉(zhuǎn)移酶中起到重要作用,諸如錳離子、鈷離子、鈣離子、鋅離子、銅離子等24-26。Crowell 等研究發(fā)現(xiàn),錳離子的添加可以增加糖基化位點(diǎn),并減少糖鏈分支24。而Pacis 等則通過(guò)添加氯化錳顯著降低抗體高甘露糖型的比例27。此外,培養(yǎng)基中

18、添加氯化銅也可以增加糖蛋白的唾液酸含量26。丁酸鈉作為一種誘導(dǎo)劑,常添加至培養(yǎng)基中用于提高抗體產(chǎn)量,同時(shí)丁酸鈉的加入對(duì)抗體的糖基化水平也會(huì)產(chǎn)生影響。Borys 等通過(guò)添加丁酸鈉可以顯著降低N-羥乙?；窠?jīng)氨酸 (Neu5Gc 的含量,由于Neu5Gc 在人體內(nèi)并不表達(dá),因此Neu5Gc含量的降低將會(huì)降低藥物的免疫原性28。此外,Jenkins 等發(fā)現(xiàn)添加牛血清白蛋白和脂類顯著增加糖基化水平,可能是由于脂類的添加有利于糖基化修飾的進(jìn)行29。3.2 培養(yǎng)溫度培養(yǎng)溫度對(duì)抗體質(zhì)量影響主要體現(xiàn)在3個(gè)方面:糖基化、C 末端降解和脫氨基。溫度對(duì)糖基化的影響被認(rèn)為與細(xì)胞生長(zhǎng)狀態(tài)有關(guān)10。研究者認(rèn)為,低溫有利于

19、細(xì)胞保持較高的活率,而高活率的細(xì)胞有利于抗體糖基化修飾的進(jìn)行。Ahn 等研究發(fā)現(xiàn),降低培養(yǎng)溫度將降低EPO 的唾液酸含量,主要是由于寡糖前體UDP-GlcNAc 和UDP-N-乙酰氨基葡萄糖 (UDP-GalNac 在低溫下胞內(nèi)濃度較低造成 30。Borys 等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),在接近細(xì)胞生長(zhǎng)穩(wěn)定期降溫比在對(duì)數(shù)期降溫能夠獲得更低的Neu5Ac 含量28。Dick 等考察了補(bǔ)料策略和培養(yǎng)溫度對(duì)C 末端降解的影響。他們認(rèn)為,溫度改變可以影響抗體的等電點(diǎn),主要是由于C 末端降解造成電荷分布改變。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),可能是由于細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中不同溫度下羧肽酶B 的活性不同所造成31。段須杰等研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)降低

20、培養(yǎng)溫度可以降低C 末端降解,從而保證仿制藥與原研藥電荷分布的一致性32。3.3 pHpH 對(duì)于抗體質(zhì)量的影響主要在糖基化修飾方面。Müthing 等發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH 7.4時(shí)可以獲得完全的半乳糖基化,而在pH 6.9時(shí)唾液酸化程度最低33。然而Yoon 等則發(fā)現(xiàn)了截然相反的現(xiàn)象,隨著pH 的升高 (6.87.8,唾液酸化程度由68%降至40%34。pH 對(duì)糖基化的影響主要是由于改變了高爾基體內(nèi)的pH 值,進(jìn)而影響到半乳糖轉(zhuǎn)移酶 (GalT 和唾液酸轉(zhuǎn)移酶 (SiaT 的酶活。與此同時(shí),細(xì)胞代謝產(chǎn)物如氨和CO 2對(duì)于糖基化的影響也與pH 聯(lián)系緊密。Gawlizek 等發(fā)現(xiàn),通過(guò)增加培養(yǎng)基中

21、的銨離子濃度會(huì)降低蛋白的半乳糖基化和唾液酸化,最高可達(dá)40%。其可能原因也是由于銨離子濃度影響到高爾基體內(nèi)的pH 值,進(jìn)而對(duì)GalT 和SiaT 酶活產(chǎn)生影響35。Schmelzer 和Miller 系統(tǒng)考察了CO 2分壓和滲透壓對(duì)抗體電荷分布和糖基化的影響36。研究表明,滲透壓增高對(duì)于抗體的電荷分布影響較為顯著。在滲透壓一定 (320 mOsm/kg 的前提下,提ISSN 1000-3061 CN 11-1998/Q Chin J Biotech December 25, 2013 Vol.29 No.12 高CO 2分壓將增加半乳糖基化;而保持CO 2分壓 (5.32×103 P

22、a 不變,滲透壓的提高會(huì)降低半乳糖基化和甘露糖比例。然而,Pacis 等則發(fā)現(xiàn)滲透壓的增高會(huì)顯著提高高甘露糖的比例,與此同時(shí),G0F 和G1F 等其他糖型比例相應(yīng)減少27。3.4 溶氧水平溶氧水平是細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中一個(gè)關(guān)鍵控制參數(shù),合適的溶氧水平是細(xì)胞生長(zhǎng)和抗體合成的重要保證。Trummer 等研究發(fā)現(xiàn)高溶氧水平 (100% 會(huì)降低糖蛋白的唾液酸含量,而在10%90%溶氧范圍內(nèi)對(duì)唾液酸含量沒(méi)有影響37。相反,Chotigeat 等發(fā)現(xiàn)隨著溶氧水平的提高 (10%90%,唾液酸含量逐漸增加38。與此同時(shí),Kunkel 等試驗(yàn)結(jié)果表明,提高溶氧水平可以提高抗體的半乳糖基化水平,可能是由于胞內(nèi)UDP-

23、半乳糖濃度隨著溶氧水平的提高而增加導(dǎo)致39。盡管半乳糖基化程度的差異對(duì)于抗體的功能 (如ADCC 和CDC 效應(yīng) 沒(méi)有顯著影響,但在進(jìn)行生物仿制藥研發(fā)過(guò)程中,保證仿制藥與原研藥糖基化水平的一致性也非常必要40。此外,高溶氧水平也會(huì)增加甲硫氨酸的氧化程度,而后者將會(huì)對(duì)抗體的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生重要影響41-42。3.5 攪拌轉(zhuǎn)速攪拌對(duì)于細(xì)胞培養(yǎng)至關(guān)重要,一方面滿足氣液傳質(zhì)和混合,同時(shí)攪拌所引起的剪切對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)或抗體合成也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。然而關(guān)于攪拌對(duì)抗體質(zhì)量影響的研究報(bào)道較少。Senger 等發(fā)現(xiàn),攪拌轉(zhuǎn)速的提高 (40200 r/min 會(huì)造成糖基化位點(diǎn)的減少,可能是由于高剪切條件下,蛋白合成速率較

24、高,蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的停留時(shí)間下降所造 成43。3.6 培養(yǎng)周期與培養(yǎng)方式培養(yǎng)周期對(duì)于抗體質(zhì)量的影響主要包括糖基化水平和電荷分布。Pacis 等發(fā)現(xiàn),隨著培養(yǎng)周期的延長(zhǎng),高甘露糖型的比例逐漸增加,而高甘露糖型比例的增加可能會(huì)降低藥物在體內(nèi)的半衰 期27。Kaneno 等在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)過(guò)程中抗體的電荷分布隨著時(shí)間發(fā)生改變,因此以電荷分布作為培養(yǎng)結(jié)束的判定標(biāo)準(zhǔn),從而控制產(chǎn)品質(zhì)量的一致性44。段須杰等通過(guò)檢測(cè)高甘露糖型比例作為控制細(xì)胞培養(yǎng)周期的標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而滿足抗體的質(zhì)量要求32。目前細(xì)胞培養(yǎng)方式的主流仍為流加培養(yǎng)。隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),代謝產(chǎn)物逐漸累積,同時(shí)細(xì)胞裂解產(chǎn)生的酶逐漸增多,因此抗體質(zhì)量在復(fù)雜的

25、培養(yǎng)環(huán)境容易發(fā)生修飾或降解。特別對(duì)于生物仿制藥開發(fā)而言,諸如ReoPro 、Remicade 等原研藥物由于采用灌注培養(yǎng),培養(yǎng)環(huán)境與流加培養(yǎng)差異較大,因此要特別留意培養(yǎng)周期或培養(yǎng)方式對(duì)抗體質(zhì)量產(chǎn)生的影響。3.7 培養(yǎng)規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)工藝條件通常可以分為兩類:體積依賴性參數(shù) (攪拌,通氣,培養(yǎng)體積 和體積非依賴性參數(shù) (培養(yǎng)溫度,pH ,溶氧水平。因此在工藝放大過(guò)程中,需要保持體積非依賴性參數(shù)不變,同時(shí)適當(dāng)?shù)胤糯篌w積依賴性參數(shù)45。特別是在大規(guī)模 (>10 000 L、高密度細(xì)胞培養(yǎng)條件下,氧氣的充分供給和CO 2的及時(shí)排出往往成為工藝成功放大的關(guān)鍵46。由此可見(jiàn),培養(yǎng)規(guī)模對(duì)抗體質(zhì)量的影響歸根

26、結(jié)底還是工藝條件,如何保持在放大過(guò)程中工藝條件的一致性成為抗體質(zhì)量一致性的前提。4 結(jié)語(yǔ)與展望抗體藥物近年來(lái)的迅猛發(fā)展已經(jīng)得到了國(guó)內(nèi)外藥企和生物技術(shù)公司的廣泛關(guān)注,特別是“十二五”期間國(guó)家已進(jìn)一步明確將生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)作為重點(diǎn)發(fā)展的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一?！笆濉逼陂g將投入400億人民幣進(jìn)行重大新藥創(chuàng)制,預(yù)計(jì)“十三五”期間將再投入750億元資金進(jìn)行段須杰 等 /細(xì)胞培養(yǎng)工藝條件對(duì)抗體異質(zhì)性影響的研究進(jìn)展 1885 扶持。與此同時(shí)，越來(lái)越多的生物藥“重磅炸彈” 面臨著“專利懸崖” ，使得國(guó)內(nèi)生物仿制藥的競(jìng)爭(zhēng) 愈演愈烈。如何權(quán)衡抗體產(chǎn)量與質(zhì)量的關(guān)系成為 生物仿制藥開發(fā)的關(guān)鍵。由于抗體本身存在異質(zhì) 性

27、，細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境通過(guò)影響抗體糖基化、電荷分 布等翻譯后修飾，進(jìn)而對(duì)抗體的功能產(chǎn)生顯著影 響 47-48 。特別對(duì)培養(yǎng)基而言，國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)仍 以使用商業(yè)化培養(yǎng)基為主，一旦出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn) 題，很難對(duì)培養(yǎng)基組分進(jìn)行優(yōu)化，如何掌握細(xì)胞 培養(yǎng)的關(guān)鍵技術(shù)也是我們國(guó)內(nèi)企業(yè)需要亟待解決 的問(wèn)題。從 EMA 生物仿制藥指導(dǎo)原則和 FDA 對(duì) 生物仿制藥批準(zhǔn)指導(dǎo)意見(jiàn)的草案來(lái)看，未來(lái)國(guó)內(nèi) 對(duì)生物仿制藥的質(zhì)量要求會(huì)日益嚴(yán)格，因此深入 認(rèn)識(shí)細(xì)胞培養(yǎng)工藝對(duì)抗體質(zhì)量的影響將日益 重要。 10 Vlasak J, Ionescu R. Heterogeneity of monoclonal antibodies reveal

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