CHO-K1細(xì)胞在AbioSUS™一次性生物反應(yīng)器放大研究中的應(yīng)用

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、人們保健意識(shí)的提高以及國(guó)家政策的支持，生物制藥行業(yè)的疫苗和抗體等蛋白藥物需求量也在逐年增加，細(xì)胞培養(yǎng)作為生物制藥工藝中的重要組成部分，其培養(yǎng)的規(guī)模也越來越大，因此在不同規(guī)模間的工藝轉(zhuǎn)移和放大成為了制約生物制藥企業(yè)在臨床前開發(fā)、產(chǎn)品商業(yè)化和市場(chǎng)進(jìn)入的一個(gè)重要因素。

生物反應(yīng)器作為生物制藥工藝上游的重要設(shè)備，其重要性和使用頻率也越來越高。艾貝泰自主構(gòu)建的一次性生物反應(yīng)器平臺(tái)，規(guī)模從50 L、200 L、500 L、1000 L到2000 L，能滿足研發(fā)、中試、臨床前和商業(yè)化生產(chǎn)的需求。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)態(tài)過程控制以及滿足GMP要求的審計(jì)追蹤，并且可根據(jù)客戶工藝需求，提供高性能的定制化服務(wù)。

AbioSUS™一次性生物反應(yīng)器

AbioSUS™一次性生物反應(yīng)器可實(shí)現(xiàn)從50L到2000L的工藝放大，模塊化配置、拓展性強(qiáng)，可連接第三方設(shè)備，可根據(jù)客戶的個(gè)性化需求定制化設(shè)計(jì)以縮短工藝開發(fā)的時(shí)間和減少綜合生產(chǎn)成本。同樣，配套使用的AbioSUS™一次性生物反應(yīng)袋也可定制化配置，滿足研發(fā)、中試、臨床前和商業(yè)化生產(chǎn)的需求。

AbioBag™一次性生物反應(yīng)袋

AbioBag™一次性生物反應(yīng)袋具有良好的化學(xué)兼容性和生物安全性，無動(dòng)物源成分，膜材經(jīng)過嚴(yán)格的生物相容性測(cè)試和可提取物檢測(cè)，不影響細(xì)胞培養(yǎng)的性能；擁有優(yōu)異的物理性能，抗機(jī)械拉力、抗疲勞性和強(qiáng)度高?？筛鶕?jù)客戶的需求定制化通氣策略、攪拌槳設(shè)計(jì)以及搭配不同的補(bǔ)料、接種和取樣等端口，為客戶提供上游工藝整體解決方案。

優(yōu)勢(shì)

（1）保留傳統(tǒng)攪拌式生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)原則，優(yōu)化各模塊配置；

（2）配置靈活：根據(jù)客戶需求，可定制化配置，滿足不同工藝需求；

（3）一次性生物反應(yīng)袋等耗材可定制化設(shè)計(jì)，滿足不同工藝需求；

（4）支持工藝開發(fā)和放大，工作體積從50 L可擴(kuò)展至2000 L；

（5）模塊化設(shè)計(jì)，支持第三方設(shè)備，實(shí)現(xiàn)不同控制軟件交互和數(shù)據(jù)傳輸；

（6）搭配Applikon ez2-control控制器，雙數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)生物工藝過程的信息管理；

（7）適用于抗體、疫苗和細(xì)胞治療等不同領(lǐng)域的細(xì)胞培養(yǎng)。

CHO-K1細(xì)胞在AbioSUS™一次性生物反應(yīng)器的放大研究

材料與方法

細(xì)胞系：CHO-K1細(xì)胞

臺(tái)式生物反應(yīng)器：ez2-control（7L）玻璃臺(tái)式生物反應(yīng)器

大型生物反應(yīng)器：AbioSUS™（50L/200L）一次性生物反應(yīng)器

生化分析儀：BioProfile®FLE X2

細(xì)胞計(jì)數(shù)儀：FL-1000（點(diǎn)擊查看產(chǎn)品文章）

全自動(dòng)封管機(jī)：AbioSealer™  A100（內(nèi)測(cè)版）

接管機(jī)：AbioWelder™ 100（內(nèi)測(cè)版）

培養(yǎng)工藝：在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中采用Feed-Batch培養(yǎng)CHO-K1細(xì)胞，接種后VCD為0.3×10⁶cells/mL，初始體積為最大工作體積的70%。培養(yǎng)三天后，使用Feed A、Feed B和Glucose進(jìn)行補(bǔ)料培養(yǎng)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期為14天。

取樣與分析

每天監(jiān)控細(xì)胞的生長(zhǎng)代謝情況，持續(xù)14天，分別測(cè)量VCD、Viability、葡萄糖、和乳酸等參數(shù)。
 

結(jié)果與討論

圖1顯示，在不同規(guī)模的生物反應(yīng)器中，CHO-K1的VCD和Viability均呈現(xiàn)相似的變化曲線。Peek VCD可達(dá)25-28×10⁶cells/mL，Viability 95%以上，出現(xiàn)在Day 6、7和8；Day 9后VCD和Viability在下降，14天后VCD為17-20×10⁶ cells/mL，Viability 80%以上。

圖2顯示，不同規(guī)模的生物反應(yīng)器中，CHO-K1的生長(zhǎng)代謝也呈現(xiàn)相似的變化曲線。培養(yǎng)3天后，葡萄糖消耗劇增，Day 4乳酸水平達(dá)到峰值（1.5-1.9 g/L），Day 6后細(xì)胞VCD達(dá)到峰值，乳酸逐漸被消耗，在整個(gè)培養(yǎng)過程中乳酸的含量控制在2 g/L以內(nèi)。

圖1 Feed-Batch中的VCD和Viability

圖2 Feed-Batch中的Gluc和Lac濃度

結(jié)論

該研究的結(jié)果表明， 不同規(guī)格的AbioSUS™一次性生物反應(yīng)器均能支持CHO-K1進(jìn)行Feed-Batch培養(yǎng)，達(dá)到預(yù)期的VCD的同時(shí)還能保持高活率，而且通過補(bǔ)料控制將葡萄糖和乳酸控制在一定的水平。

總體而言，CHO-K1細(xì)胞的放大研究表明，AbioSUS™一次性生物反應(yīng)器在工藝放大的可行性。