前言
隨著科學技術(shù)的發(fā)展、人們保健意識的提高以及國家政策的支持,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)化和市場進入的一個重要因素。
一次性無菌取樣袋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器平臺,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™一次性生物反應器
AbioSUS™一次性無菌取樣袋可實現(xiàn)從50L到2000L的工藝放大,模塊化配置、拓展性強,可連接第三方設(shè)備,可根據(jù)客戶的個性化需求定制化設(shè)計以縮短工藝開發(fā)的時間和減少綜合生產(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™一次性生物反應袋
AbioBag™一次性無菌取樣袋具有良好的化學兼容性和生物安全性,無動物源成分,膜材經(jīng)過嚴格的生物相容性測試和可提取物檢測,不影響細胞培養(yǎng)的性能;擁有優(yōu)異的物理性能,抗機械拉力、抗疲勞性和強度高??筛鶕?jù)客戶的需求定制化通氣策略、攪拌槳設(shè)計以及搭配不同的補料、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
(1)保留傳統(tǒng)攪拌式生物反應器設(shè)計原則,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)一次性生物反應袋等耗材可定制化設(shè)計,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可擴展至2000 L;
(5)模塊化設(shè)計,支持第三方設(shè)備,實現(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,實現(xiàn)生物工藝過程的信息管理;
(7)適用于抗體、疫苗和細胞治療等不同領(lǐng)域的細胞培養(yǎng)。
CHO-K1細胞在AbioSUS™一次性生物反應器的放大研究
材料與方法
細胞系:CHO-K1細胞
臺式生物反應器:ez2-control(7L)玻璃臺式生物反應器
大型生物反應器:AbioSUS™(50L/200L)一次性生物反應器
生化分析儀:BioProfile®FLE X2
細胞計數(shù)儀:FL-1000
全自動封管機:AbioSealer™ A100(內(nèi)測版)
接管機:AbioWelder™ 100(內(nèi)測版)
培養(yǎng)工藝:在整個實驗過程中采用Feed-Batch培養(yǎng)CHO-K1細胞,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進行補料培養(yǎng),整個實驗周期為14天。
取樣與分析
每天監(jiān)控細胞的生長代謝情況,持續(xù)14天,分別測量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)模的生物反應器中,CHO-K1的VCD和Viability均呈現(xiàn)相似的變化曲線。Peek VCD可達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)模的生物反應器中,CHO-K1的生長代謝也呈現(xiàn)相似的變化曲線。培養(yǎng)3天后,葡萄糖消耗劇增,Day 4乳酸水平達到峰值(1.5-1.9 g/L),Day 6后細胞VCD達到峰值,乳酸逐漸被消耗,在整個培養(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™一次性生物反應器均能支持CHO-K1進行Feed-Batch培養(yǎng),達到預期的VCD的同時還能保持高活率,而且通過補料控制將葡萄糖和乳酸控制在一定的水平。
總體而言,CHO-K1細胞的放大研究表明,AbioSUS™一次性無菌取樣袋在工藝放大的可行性。