Sartorius Stedim Biotech的全球技术顾问Gerben Zijlstra写道，生物加工方法的变化是由提高速度、降低商品成本和更大灵活性的需求所驱动的
生物制剂和疫苗需要更短的开发时间才能更快地进入临床开发，然后进入市场，以提高全球可及性。
行业组织Biophorum Operations Group (BPOG)表示，与此同时，需要将生物制剂的cog降低90%，以使全球越来越多的人能够负担得起。1
这两个驱动因素导致在设计生产设施时需要更大的灵活性，这些设施可以容纳越来越多不同类型的生物制剂，并且可以轻松地重新配置，以适应临床试验中单克隆抗体(mAb)或基因疗法的高损耗率(只有十分之一的mAb和更少的基因疗法将成功获得患者使用许可)。
为了应对这些挑战，生物制药行业正在采取强化和连续处理等策略，美国食品和药物管理局(FDA)等监管机构正在认可这些策略，因为它们认为，这将有助于提高产品质量，同时使新疗法更便宜。
为了强化和持续的生物加工，以实现这些质量和生产力的承诺，需要智能设计的产品;Sartorius Stedim Biotech (SSB)与生物制药行业合作，开发了一个技术工具箱，本文将详细讨论这些技术。
目前，生物制药行业集中在三个可以加强上游生物加工的领域。第一种是种子列车;在这里，强化可以通过直接将来自高细胞密度细胞库的细胞接种到摇动(RM)生物反应器中来实现，这是生物制药公司正在实施的一种策略，因为它消除了在解冻后扩张阶段使用摇瓶的需要。
同样在种子培养中，灌注方法(即细胞在整个培养过程中保持指数生长阶段)被用于跳过步骤或产生更高的细胞密度以接种生产生物反应器。
例如，在RM50生物反应器(5-25 L工作容积)中进行N-3培养，可直接用于500 L生物反应器，跳过n - 2,200 L生物反应器阶段;或者，在搅拌或RM生物反应器中N-1 500 L培养物可以在高接种密度下播种最终体积为2000 L的生产培养物。这些不同的种子强化方法如图1所示。
图1:不同过程强化方法的概述
强化方法也可用于生产生物反应器。混合方法，即种子序列在灌注模式下运行，N-1 500 L培养物用于主生物反应器(2000 L)的高细胞密度，然后以补料批量模式运行，以净化生物反应器中的产品，这是包括百时美施贵宝在内的公司使用的平台方法。
其他公司已经安装或正在开发以灌注模式运行生产生物反应器的平台，并将产品保留在生物反应器中进行批量收获(Amgen)或从渗透液中纯化产品(Pfizer和WuXi AppTec)。
然而，如果生物反应器中的细胞密度变得如此之高，以至于传统的分离技术无法去除所有的细胞和细胞碎片，那么过程强化就会出现问题。因此，可能需要不同类型的分离技术来使用保留系统从渗透液中分离或收获细胞。
对于种子系或主生物反应器的过程强化，需要可在灌注条件下培养的细胞系，SSB为此应用提供Cellca CHO表达平台。
为了证明这些细胞在灌注条件下的性能，表达模型单抗(IgG1)抗体的Cellca CHO细胞在喂食批次和模拟灌注条件下培养，采用摇床强化批次模拟方案，使用每日离心和标准的Sartorius细胞培养基和饲料混合物(1体积/天灌注15天)替换培养基。
使用补料批量培养条件，25 × 106细胞产生，而较高的细胞密度为30 × 106细胞是在模拟灌注条件下实现的。这种细胞密度被温度下降诱导的细胞生长停滞故意限制(图2)。
图2:在补料间歇和强化间歇条件下培养的Cellca CHO细胞的活细胞密度(SF =摇瓶模拟灌注;金批为平均进给批轨迹)
虽然获得的细胞密度没有显著提高，但滴度为(图3)。在分批补料条件下，产生了3 g/L，而在模拟灌注条件下培养的Cellca CHO细胞在12天内产生了3倍的滴度，在15天内增加了4倍的滴度，达到12 - 14 g/L。2
图3:在喂食批次和强化批次条件下培养的Cellca细胞系产生的滴度(SF =摇瓶中的模拟灌注;FB =不同搅拌槽反应器规模的进料批次)
SSB还提供细胞库制造服务，可以节省强化加工的时间，因为生产的高细胞密度小瓶可直接用于RM生物反应器。细胞库服务位于260平方米的洁净室空间，是药品和保健产品监管机构(MHRA)认证的生产设施，持有临床试验药品(MIA, IMP)许可证。
该设施使用工艺模拟试验合格的介质和自动封闭的一次性小瓶灌装系统，fill - it，它可以在50 x10填充500个小瓶，最多5毫升6活细胞/mL，降低污染风险。
细胞库在良好生产规范(GMP)认可的测试设施中根据ICH指南进行特征描述，并在瓶启动后5个月内QP释放。SSB目前也在研究将高细胞密度冷冻在袋子里的方法，作为一种额外的种子强化选择。
参考文献
本文第二部分将发表在2019年9月的《万博manbetx网页版登录．
