生物药细胞株开发技术：提升稳定性和产量

哺乳动物细胞株开发是生物药生产的核心环节，可确保治疗性蛋白质的稳定、高产表达。随着生物药研发管线的增加，生物制药行业持续创新，提高生产率，加速向患者交付药物，并增强可扩展性。中国仓鼠卵巢 (CHO) 细胞是生物药生产中使用最广泛的细胞株之一，已成为单克隆抗体和重组蛋白生产的金标准。其可驯化性、可扩展性以及实现高滴度的能力使其成为开发单克隆抗体和其他复杂生物药的关键。

单克隆抗体生产的细胞株开发步骤

开发稳定、高产的细胞株需要采取多个步骤，包括对哺乳动物细胞进行基因修饰以将目标蛋白编码基因整合到宿主基因组中，随后通过严格筛选、表征和建库来提高生产率和产品稳定性。

双特异性抗体的细胞株开发

双特异性抗体结构复杂，因此双特异性抗体的细胞株开发尤为困难。双特异性抗体需同时结合两种不同的抗原，增加了结构和功能的复杂性。

若要高效表达双特异性抗体，细胞需要产生两种不同的重链和两种不同的轻链，这些链必须正确配对才能形成有功能的双特异性分子。错配往往会产生同二聚体等产品相关杂质，这些杂质效果较差，且由于理化性质相似，在纯化过程中难以去除。

CHO 细胞株在生物药生产中的作用

CHO 细胞是用于生产治疗性蛋白质和单克隆抗体的主要哺乳动物细胞株。自 1956 年首次分离以来，CHO 细胞经过大量优化已衍生出能提高产量和产品质量的多种亚克隆。其最初是贴壁细胞株，现已驯化成悬浮培养，无需固体培养基即可在悬浮环境中生长。

部分常用 CHO 细胞株包括：

• CHO-K1: CHO-K1 因其在生物药生产中的可驯化性、基因稳定性和可扩展性，仍是使用最广泛的 CHO 细胞株之一。然而，CHO-K1 细胞株的性能不能一概而论。由于细胞株工程领域取得的进步，新一代 CHO-K1 细胞株在滴度表达、基因稳定性和工艺可扩展性方面都有所优化。
  
  例如，赛默飞的 CHO-K1 高滴度细胞株采用专有转座酶技术增强基因整合，可实现高达 8 g/L 的滴度。该新一代 CHO-K1 平台能够提高表达稳定性和工艺效率，加快 IND 申报进度，重塑生物药开发预期。
  
  
• CHO-S: CHO-S 是悬浮驯化中国仓鼠卵巢细胞，非常适合大规模生物反应器生产。其能够正确进行蛋白质折叠、翻译后修饰，还具有高产特点，是生物治疗药物大规模生产和细胞生物学研究的理想选择。此外，监管机构普遍认可 CHO-S 在生物药生产中的应用，进一步巩固了其行业地位。
  
  
• CHO-DG44: 这种 CHO 细胞株存在二氢叶酸还原酶 (DHFR) 基因双缺失，支持利用氨甲蝶呤 (MTX) 进行筛选和基因扩增。这种属性有利于重组蛋白的高水平表达。与其他 CHO 细胞株一样，CHO-DG44 因具有高产特点、能够进行正确的蛋白质折叠以及有效的翻译后修饰，适用于大规模生产。
  
  
• CHO-DXB11: CHO-DXB11 同样缺失 DHFR，用途与 CHO-DG44 相似。其具有历史意义，是生物技术时代率先用于哺乳动物重组蛋白生产的 CHO 细胞株。CHO-DXB11 曾在人组织纤溶酶原激活物 (TPA) 的大规模生产中发挥关键作用。然而，因为其在诱变条件下可能发生 DHFR 活性回复，其应用受到一定限制。

这些 CHO 细胞株各具特点，适用于各种生物技术和生物制药应用。合适细胞株的选择取决于多个因素，包括生长特性、基因扩增能力、蛋白生产效率和合规性。

通过细胞株创新促进生物药发展

细胞株开发是生物药生产的基本步骤，决定了单克隆抗体和重组蛋白生产的效率、可扩展性和成功率。从宿主细胞选择、基因修饰到筛选和建库，每个步骤都对确保高产稳定表达至关重要。

CHO 细胞株持续树立行业标准，同时工程技术的进步能够提高滴度，增强基因稳定性并提升 IND 申报效率。无论是单克隆抗体、双特异性抗体还是其他复杂生物药，选择合适细胞株都是优化生产和符合监管标准的关键。

随着细胞株开发技术不断进步，新一代 CHO-K1 平台（如赛默飞的高滴度 CHO-K1 细胞株）正在突破生产率和工艺效率的边界。结合转座酶技术和基因整合方面的创新，这些进步正在重塑生物药开发的预期，为当前快速推进的研发管线提供更具扩展性和效率的解决方案。