大眾對于生物藥的認識可能依然模糊,不過從治療癌癥的靶向藥物,到控制糖尿病的胰島素,再到預防流感的疫苗,這些生物藥已經融入了普通人的生活。不同于化學藥,生物藥是利用組織、細胞、體液等活體組織獲得的。在這個過程中,細胞表達系統扮演著關鍵的角色。它們就像微型的工廠,能夠生產出我們需要的藥物。而在所有的細胞表達系統中,中國倉鼠卵巢(CHO)細胞和雜交瘤細胞無疑是最為重要的兩種。
CHO細胞的表達工藝
CHO細胞的表達工藝始于基因的引入。科研人員首先設計并合成了包含目標蛋白質編碼序列的質粒DNA,然后通過轉染技術將其引入CHO細胞中。一旦DNA進入細胞,它就會被細胞的機器讀取,并開始生產目標蛋白質。接下來是細胞的培養,CHO細胞在特定的培養基中生長,這種培養基為細胞提供了生長所需的所有營養物質。在適當的條件下,CHO細胞可以快速繁殖,從而大量生產目標蛋白質。最后是蛋白質的提取,當細胞生長到一定程度時,科研人員會收集培養液,并通過一系列的純化步驟提取出目標蛋白質。這些步驟包括離心、過濾、色譜等,目的是將目標蛋白質從其他細胞成分中分離出來。
CHO細胞的優勢:
CHO細胞的優勢在于其生長速度快、易于操作和遺傳穩定性好。首先,CHO細胞的生長速度快,使得它們能夠在短時間內大量繁殖,從而提高蛋白質的生產效率。其次,CHO細胞易于操作,可以通過常規的轉染技術引入目標基因,而且可以在常規的培養基中生長,這大大簡化了實驗操作。最后,CHO細胞的遺傳穩定性好,意味著一旦基因被引入,它們就能穩定地表達目標蛋白質,而不會發生基因丟失或表達量下降的情況。
CHO細胞的劣勢:
然而,CHO細胞也有其劣勢。首先,由于CHO細胞是哺乳動物細胞,它們有可能被病毒污染,這對于藥物生產來說是一個重大的安全隱患。其次,雖然CHO細胞能夠進行蛋白質的糖基化修飾,但其糖基化模式與人類不完全相同,這可能影響到藥物的效果和安全性。
雜交瘤的表達工藝
與CHO細胞相比,雜交瘤的表達工藝更為復雜。首先,科研人員需要將B淋巴細胞和腫瘤細胞融合在一起,形成雜交瘤細胞。這個過程需要在特定的條件下進行,包括適當的溫度、pH和電場。接下來是克隆的選擇。由于不是所有的融合細胞都能夠穩定地生產抗體,科研人員需要通過篩選來選擇出能夠持續生產高質量抗體的克隆。最后是抗體的提取。和CHO細胞一樣,科研人員需要收集培養液,并通過一系列的純化步驟提取出抗體。這些步驟可能包括離心、過濾、色譜等,目的是將抗體從其他細胞成分中分離出來。
雜交瘤的優勢:
雜交瘤的主要優勢在于它們能夠產生高特異性的單克隆抗體。這些抗體具有高度的特異性和親和力,能夠精確地識別并結合到目標分子上。這使得它們在診斷和治療各種疾病,特別是癌癥時,具有極高的價值。此外,雜交瘤細胞具有無限增殖的能力,這意味著一旦得到一個高質量的克隆,就可以無限制地生產出一致的抗體。
雜交瘤的劣勢:
然而,雜交瘤也有其劣勢。首先,細胞融合的效率通常較低,這意味著需要大量的細胞才能得到足夠數量的雜交瘤細胞。其次,克隆選擇的過程既耗時又耗力,因為需要篩選出能夠穩定地生產高質量抗體的克隆。最后,由于雜交瘤細胞是由兩種不同的細胞融合而成的,它們的遺傳穩定性可能不如CHO細胞。
應用選擇
在產品后期應用中,CHO細胞和雜交瘤細胞各有所長。由于CHO細胞的生物相容性和生產能力特點,它們被廣泛用于生產治療各種疾病的生物藥物,如抗體藥物、疫苗和生長因子等。而雜交瘤細胞則主要用于生產用于研究和診斷的單克隆抗體。這些抗體可以用來識別和測量體內的特定分子,從而幫助我們了解疾病的發生和發展。
總的來說,無論是CHO細胞還是雜交瘤細胞,它們都在生物制藥中發揮著重要的作用。雖然它們各有優勢和劣勢,但正是因為這些特性使得它們在不同的應用中各顯神通。例如,當我們需要大量生產復雜的蛋白質藥物時,CHO細胞可能是最佳選擇。而當我們需要生產高特異性的單克隆抗體時,雜交瘤細胞可能更為合適。然而,無論我們選擇哪種細胞表達系統,都需要不斷地優化和改進。這可能包括改進培養條件、優化轉染方法、提高純化效率等。此外,隨著基因編輯技術的發展,我們現在有了更多的工具來改變細胞的性質,從而提高它們的生產能力。在未來,隨著科技的進步和我們對這些系統理解的深入,我們期待看到更多的創新和優化,以進一步提高生物藥物的生產效率和質量。無論是CHO細胞還是雜交瘤細胞,它們都將繼續在生物制藥中發揮著重要的角色,幫助我們開發出更有效、更安全的藥物,以改善人類的健康和生活質量。
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