灌流细胞培养对降低偶联融合蛋白裁剪和质量异质性的作用
灌流细胞培养可降低偶联融合蛋白裁剪和质量异质性
来自瑞士Merck Biopharma和苏黎世联邦理工学院的科学家们在2019年第302期的《Journal of
Biotechnology》杂志上发表了题为“Perfusion cell culture for the production of
conjugated recombinant fusion proteins reduces clipping and quality
heterogeneity compared to batch mode
processes”的文章。作者指出，用于治疗性重组蛋白生产的灌流细胞培养技术正越来越普及，以实现针对不同应用目的的工艺强化，在原文实验中，研究人员以双特异性偶联融合蛋白为模型，比较了三种不同操作模式：低接种密度（LS）的传统补料分批、使用高细胞密度接种（HS）的补料分批以及灌流生产生物反应器。结果显示，相比LS补料分批，使用HS和灌流生物反应器，每日单位体积产量分别提高了3倍和7倍。灌流操作也有益于关键质量属性（CQA），特别是，相比补料分批操作，裁剪的水平，即融合蛋白的片段化，显著降低。在灌流中，裁剪水平在0.6-1.5%之间，而在补料分批（LS和HS）中，该水平分别可达到8.7和4.9%。使用灌流还可降低聚体水平，电荷异构体分布更加均一。总结来说，对于双特异性偶联融合蛋白的生产，结合灌流技术的连续工艺具有产量和质量方面的天然优势。
详细实验操作和检测分析，请参考原文。
高密度接种补料分批：用于高密度接种的n-1细胞培养使用灌流操作5天，最高灌流速率3 VVD，最终细胞密度为30
x 10^6cells/mL。补料分批生产生物反应器接种密度为9 x
10^6cells/mL。该策略的目的是缩短n-阶段工艺的持续时间，同时相比低密度接种补料分批，使滴度翻倍。基于该目的，运行在第9天停止。
灌流：灌流生物反应器接种密度0.5 x 10^6cells/mL，培养第3天开始灌流，灌流速率设置为1
VVD。通过称量，控制培养基补液流速，同时通过控制收获液流速，维持生物反应器重量恒定，并以在线电容信号控制废弃液（bleeding）流速。设定点的设置基于此前确定的该细胞系在实验培养基组成条件下的CSPRmin。细胞截留设备使用实验室规模交替式切向流过滤设备XCell ATF 2，配用孔径0.2μm的聚醚砜中空纤维过滤器。
详细内容，请参考原文。
原文：J.Bielser, L.Chappuis, Y.Xiao, et al., Perfusion cell culture for the
production of conjugated recombinant fusion proteins reduces
clipping and quality heterogeneity compared to batch mode processes.
Journal of Biotechnology, 2019, 302: 26-31.
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