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标题:【讨论帖】动物细胞规模化培养

kulee[使用道具]
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也属于此行中人,说几句,这几年国内总的来说,发展得非常快,估计在3、5年后会有更大发展,到时候大学里学生物工程等相关专业的师弟、师妹们应更容易谋到一份工作。
动物细胞培养技术涉及到许多方面:
1。细胞株构建的基因工程技术:高效表达载体的构建、宿主细胞株的改造工程等。
2。工艺优化和放大技研究:比如fed-batch、perfusion等培养工艺的开发、在线检测技术的建立、无血清培养基成份优化以及流加策略的开发等等。
3。生物反应器为基础的工业化生产设备体系的开发,以及相关在线消毒、在线清洗等设备的开发。
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ukonptp[使用道具]
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研发服务,产业分化的机遇
cuturl('http://www.chinamtcm.com/html/37669.htm')
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JK.jon[使用道具]
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不知楼主有专贴在此,把我在免疫技术的贴转来。有些数据可能旧了些。望抛砖引玉,得到大家的帮助。
由于人源化单抗制备技术或单抗人源化技术的进步,治疗性单抗已经成为现代生物制药产业的拳头产品。其中很多产品的年需求量都在十公斤或百公斤以上。如何提高生产能力来满足如此巨大的需求,成了各生物技术公司技术瓶颈和难题。从目前来看,能达到公斤量级以上产能的生物反应器,主要是搅拌式反应罐,容量达到一万升以上。细胞密度最高达到每毫升107,抗体浓度最高达到每升培养物一克的水平。如此规模的生物反应器目前全世界也只有几家制药巨头有能力制造和运行。但目前杂交瘤体外培养细胞密度最高,培养物中抗体浓度最高的,并不是搅拌式反应罐,而是中空纤维生物反应器,分别可达到每毫升108细胞,每升培养物5克抗体。从运行原理来说,中空纤维生物反应器是最接近动物组织结构的系统。可惜目前商品化的中空纤维生物反应器系统,还停留在克级水平。不知道是什么原因限制了这类反应器的扩展。很期待各位网友或专家指点迷津。或许在突破了这些限制因素后,中空纤维生物反应器系统能够成为另一种公斤量级的生物反应器。
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ukonptp[使用道具]
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A

bout hollow fiber bioreactor



中空纤维反应器(也是perfusion工艺的一种,在生产小剂量如EPO的过程中有被采用---Amgen)得不到大规模推广的原因可能主要在于:
1,目前已有的系统(搅拌式)在各大公司已经存在和运行很多年了,工艺相对成熟,与普通摇床培养模式更兼容,也就是更易于scale down
2,相对于普通搅拌式反应器,中空纤维反应器的购置成本、维护成本(清洗、寿命、维修等等)和运行成本(一旦发生故障,比如污染将是灾难性的)明显太高。虽然在在小规模生产的条件下(比如实验室),中空纤维反应器具有一定优势,但这种模式的复杂程度决定了它在目前比较流行的大剂量药物--单抗生产的放大成本可能是普通搅拌式反应器成本的数倍至数十倍。
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图示的可能不是典型的中空纤维生物反应器,像似带截流装置的连续灌流生物反应器,其中的中空纤维仅仅是用作气体交换。目前商品化实验室用的中空纤维生物反应器系统,主要由一个类似人工肾血液透析器的中空纤维器(Cartridge),蠕动泵,透气硅胶管和培养基罐组成。对制备克级单抗非常实用。成本可控制到在一毫克一美元以下,主要取决于细胞株分泌抗体的能力。建立好的系统可持续维持数月到半年,最长有一年的报道。我的问题是类似这样的中空纤维生物反应器系统为什么不可以放大?是什么因素限制了放大?生产表面积10-20平方米的中空纤维管很容易,也不贵。完全可以一次性使用。
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ukonptp[使用道具]
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把图片直接贴出来


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ukonptp[使用道具]
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在网上找了很多没有发现符合要求的图片,好容易找到一张也没注意就贴上来了(和其原文描述的不一致),一看还真如你所说,确实不是现在主流的中空纤维反应器。现将就原图修改如下,原图的微孔滤膜并不存在(如存在便和搅拌反应器的perfusion工艺更接近了)。
原因前面已经说了,工程造价和实验室是两回事。


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txwuyan[使用道具]
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高效表达载体与宿主细胞的关系密切,虽然楼主认为没有什么好说的,但是本人还是唠叨两句,主要是针对抗体生产的高效表达载体构建。
目的基因的表达设计到的过程包括:目的基因在宿主细胞基因组的定位;目的基因mRNA 的转录;目的基因的翻译;翻译后的加工,组装;抗体的分泌。
这些步骤在载体的设计中都要有所体现:
1.目的基因在宿主细胞基因组的定位:目的蛋白基因整合的位点与其产量之间显然有密切的关系,为了整合到所谓的热点,可以采用类似Invitrogen Flp-in 系统,先筛选基因组的热点,然后,利用Flp重组,是目的基因有目的的整合到基因组的热点。
2.目的基因mRNA 的转录:强的启动子如CMV,ubiquitin C (UbC)。目的基因可以是cDNA,以可以带有一部分内含子,其实很多比表达载体都会带有内含子。其他的元件包括Kozak序列(GCCGCCACC ATG G)可能会提高转录的起始。
3.翻译:可以在目的基因的5’或3’加增强子,常用的包括Woodchuck hepatitis post-transcriptional regulatory element (WPRE), cHS4 insulator elements,the translational enhancer element SP163,这些增强子可能增加翻译,如SP163就是一个内部核糖体进入位点(IRES),不过这些enhancer 是否有效,可能只有用了以后才能有结论。此外调整目的基因的编码,剔除少见tRNA编码会增加得到高表达克隆的机会。
4.翻译后的加工,组装:一般来说,哺乳动物细胞具有较可靠的分子伴侣和糖基化相关的酶。对于翻译后事情,可能不是高效表达载体构建的事情,而是对细胞系的改造,如提高或降低糖基化程度。
此外,可扩增标记基因二氢叶酸还原酶(DHFR)或者谷氨酰胺合成酶(GS)的使用可以大大增加产量。
这里举个例子,利用可扩增标记基因谷氨酰胺合成酶(GS)作为标记基因,扩增目的基因在宿主细胞基因组中的拷贝数,达到增大产量的目的。
来源于Lonza (cuturl('www.lonza.com'))的一个专利里的抗体表达载体。GS在弱化启动子SV40的下游,GS与CMV之间是SV40 内含子和polyA,有利于防止串连引起的启动子阻滞。CMV下游是目的抗体的VL的信号肽,这里是有内含子的,而且还挺长;VL后面是CL;CL与VH之间用一段linker, linker的两端为Furin酶切位点,据说可以在胞内被Furin识别和酶切;VH的后面分别是铰链Hi, CH1,CH2和CH3。这样轻重链连在一起表达,有利于保持轻重链表达数量的相同,从而有利于完整抗体的产生,避免单独的轻链造成的麻烦。
好了,就到这了,不管怎样,对于单抗的生产,20年来在生产工艺上的改进使单抗的产量提高了100倍,载体构建上可做的可能已经不多了。


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tudou85[使用道具]
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既然说的是规模化培养,我想应该都会使用到发酵罐之类的培养容器吧,那么请大家能否说说自己所使用的是多大的发酵罐,都是那个公司的,发酵过程中所使用的发酵方式是什么?用起来的感觉?
我现在使用的是贝朗公司的5L的发酵罐,采用的是最简单的批式发酵。整个过程使用起来还是比较稳定的。
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B.Braun 2L×4,10L×4.not sip and cip.
Fed-batch process.
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