第一節(jié) 單克隆抗體 行業(yè) 產(chǎn)業(yè)鏈概述

單克隆抗體 行業(yè) 產(chǎn)業(yè)鏈簡圖

第二節(jié) 上游技術(shù)—哺乳動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)

一、國際上游工業(yè)化技術(shù)

國際上，動物細胞培養(yǎng)表達生產(chǎn)生物藥物產(chǎn)品的工藝已經(jīng)開始采用萬升級的工業(yè)大規(guī)模間歇式生物反應(yīng)器，甚至懸浮連續(xù)式；培養(yǎng)介質(zhì)也發(fā)展到先進的無動物蛋白培養(yǎng)液。對生物反應(yīng)器的控制已達到目前的現(xiàn)代計算機二級控制，正朝著人工智能以及細胞生化代謝分子水平的工業(yè)化控制迅速發(fā)展。

美國Genetech公司在攪拌式生物反應(yīng)器方面占有領(lǐng)先地位。Genzyme,Bayer公司等則都采用連續(xù)管流工藝。國外用于生產(chǎn)的動物細胞反應(yīng)器產(chǎn)品已趨于大型化、多參數(shù)與高度自動化的計算機控制系統(tǒng)，以及適應(yīng)動物細胞對大型環(huán)境因子高敏感性的反應(yīng)器。

在發(fā)達國家，抗體表達往往達到g/L水平，使用2000-10000L，甚至是15000L的發(fā)酵罐生產(chǎn)。

二、國內(nèi)上游工業(yè)化技術(shù)

在國內(nèi)，培養(yǎng)方式大多采用微載體培養(yǎng)，連續(xù)灌流和流加培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)化工藝尚在形成中。

國內(nèi)很多實驗室，真核細胞中抗體表達量在1mg/L以下，很難用于生產(chǎn)，只有個別實驗室在對載體進行改造后，抗體表達量達到60-100mg/L。我國動物細胞培養(yǎng)規(guī)模普遍在80L以下，個別抗體及疫苗生產(chǎn)達到500L。

我國只有中信國健和百泰生物進口的動物細胞培養(yǎng)反應(yīng)器的規(guī)模達到國外水平，而其它單位范圍器規(guī)模較?。?00L），這種規(guī)模只相當于國外的二級細胞種子罐。

第三節(jié) 下游技術(shù)—單抗藥物分離純化

一、小規(guī)模制備或?qū)嶒炇抑屑兓瘑慰沟姆椒?/strong>

1、細胞液的預處理，用于去除培養(yǎng)液中的細胞和細胞碎片。

主要應(yīng)用離心與深層過濾（變孔隙技術(shù)）。變孔隙技術(shù)是大粒徑濾料和細濾料按一定比例混合而成的濾床，其中兩種濾料徑所占比相差較大，細濾料一般約占3%—4%。大粒徑濾料使濾料的平均孔隙通道很大，在高濾速下也不會堵塞孔隙，不會造成表面過濾。加入有限量的細濾料并將其均勻地分散在整個濾層中，可以降低粗濾料的局部孔隙率，促使細小顆粒的絮凝。

膨脹床吸附色譜技術(shù)也可以用于抗體初步純化。料液從膨脹床底部泵入，床內(nèi)的吸附劑不同程度地向上膨脹，料液中的固體顆粒順利通過床層，而且目標產(chǎn)物在膨脹床內(nèi)被吸附。膨脹床可將生物制品下游處理過程中的預處理、濃縮和產(chǎn)物捕獲等幾步集成于一個連續(xù)操作中，從而減少操作步驟、縮短操作時間。

2、捕獲色譜——親和色譜，經(jīng)過這一步純化得到的抗體純度可以達到99%。

3、精制色譜——親和色譜之后主要采用陽離子交換色譜、陰離子交換色譜、疏水作用色譜等方法去除宿主細胞蛋白質(zhì)、高分子聚合物、DNA、內(nèi)毒素和脫落的蛋白質(zhì)培基等雜質(zhì)。

二、國際工業(yè)化純化技術(shù)

上述色譜方法雖然是主要的單抗純化方法，但因價格高、產(chǎn)量低、操作復雜、不能連續(xù)生產(chǎn)，限制了它們的工業(yè)應(yīng)用。國際大規(guī)模工業(yè)化純化單抗的方法，包括模擬移動床色譜、雙水相萃取、膜色譜技術(shù)。

移動床色譜是發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的連續(xù)液相色譜。該色譜系統(tǒng)克服了間歇操作的缺點，并引入了逆流機制，提高了填料和流動相的利用率，改善了分離效果，提高了收率。

雙水相萃取分離純化蛋白質(zhì)具有以下優(yōu)勢：體系含水量高，操作條件溫和，蛋白質(zhì)不易失活；分離時間只需要1—2分鐘；易于按比例放大和連續(xù)操作。

膜色譜：采用具有一定孔徑的膜作為介質(zhì)，連接配基，利用膜配基與目標分子間的相互作用進行分離純化。

另外，在抗體純化過程中還需要有效滅活和清除病毒、內(nèi)毒素。當前，普遍采用低pH來滅活樣品中的病毒。

三、國內(nèi)工業(yè)化純化技術(shù)

國內(nèi)由于容納緩沖液與分離介質(zhì)的容器容積有限制等原因，目前抗體純化的下游加工處理能力逐漸跟不上細胞培養(yǎng)量的提高。色譜操作由于處理能力受限，同一批細胞培養(yǎng)物只能通過不斷循環(huán)加工處理才能完成。因此，在近幾年，機械設(shè)計創(chuàng)新可能是解決問題的主要方法。隨著分離純化技術(shù)的進一步發(fā)展，一些依賴于非色譜純化技術(shù)如選擇性沉淀或高選擇性的液-液分離技術(shù)的出現(xiàn)，或?qū)⑹墙鉀Q問題的另一個方向。

第四節(jié) 上、下游 行業(yè) 對單克隆抗體 行業(yè) 發(fā)展的影響 分析

單克隆抗體上下游技術(shù)的發(fā)展對于單克隆抗體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著決定性作用，單克隆抗體從屬于生物制藥領(lǐng)域， 行業(yè) 特性決定了技術(shù)創(chuàng)新能力強，屬于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。