本文通过对 EX-CELL® Advanced™ HD Perfusion Medium 的产品开发过程进行案例分析,为生物制药企业的平台化灌流培养基开发工作提供思路借鉴。
最早的灌流培养基原型是利用默克 CHO 细胞基础培养库(Basal media diversity panel)来生成。我们将库中不同培养基原型,进行 DOE 混料设计,生成多个新的混料配方(Mix)平行培养进行对比,并采集相关培养数据,以便进一步优化时进行 MVA 分析。根据试验结果,从中初步确定出两种最适灌流的混料培养基原型 Mix G1 和 Mix P1;将此二种原型经过与多种富营养灌流培养基(basal medium enriched with Feed)反复进行反应器工艺平行对比,最终决定将混料培养基 Mix P1 作为灌流原型来进一步进行营养优化。
图1 整体优化流程图
通过对上一轮实验数据的 MVA 分析,我们从中找出对灌流工艺关键参数有显著影响的营养成分共计 11 种。然后,采用 DOE 中心组合设计(CCD)的方法,对这 11 种成分的最佳浓度分别进行确定。(见下图 2)
在灌流培养基的开发过程中,统计学工具是必不可少的。如通过 MVA 分析定向找出关键组分,再通过 DOE 设计,对关键组分浓度进行快速优化,从而提升性能,这是灌流培养基开发的一个重要手段。另外,本案例显示,氨基酸浓度对灌流效果有相对重要的作用,通过氨基酸浓度的优化,较明显提升了培养效果。但在初次调整氨基酸浓度后,细胞的氨基酸代谢也随着出现了一定的变化(如重新测试后发现某些氨基酸有过量现象),说明细胞的氨基酸代谢之间有复杂的关联,对氨基酸的调整需要进行反复摸索,才可找到最佳的浓度组合。
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