Xu S, Gavin J, Jiang R, et al. 对不同强化细胞培养过程的生物反应器生产力与培养基成本比较[J]. 生物技术进展, 2017, 33(4). DOI: info:doi/10.1002/btpr2415。研究使用相同的培养基对同一株CHO细胞系进行不同的细胞培养操作，包括补料培养（fed-batch正常接种密度）、N-1灌流补料培养、高接种密度灌流和浓缩补料批培养（CFB）。结果显示，补料批的细胞比生产率为294 pg/cell/day，N-1灌流补料批为320 pg/cell/day，灌流为310 pg/cell/day，CFB的生产率范围在201~451 pg/cell/day之间。

灌流（高达229 g/L/day）和CFB（高达204 g/L/day）的生物反应器生产力显著高于补料批培养（范围为0.39至0.49 g/L/day）。研究发现，灌流过程中产生的每克抗体的培养基成本与补料批的培养基成本相当，而由于培养时间短，CFB的培养基成本最高。在满足足够的生物反应器生产率的情况下，灌流过程的培养基成本甚至可能低于补料工艺。目前，大多数生产能力仍以补料批工艺为主。在补料批工艺下，峰值细胞密度达到20-30×10^6个细胞/mL，18天内可实现10 g/L的高滴度水平。

灌流工艺传统上用于生产不稳定的产品，如凝血因子和酶。通过在整个灌流过程中进行连续培养基交换，减少产物在生物反应器中的停留时间，灌流速率可根据特定需求灵活调整。由于对成本和空间的优化需求，基于灌流的工艺强化在上游培养中获得了迅速发展，通常可实现50-60×10^6个细胞/mL的稳定细胞密度。近期报告显示，单克隆抗体的生物反应器生产率可达到4 g/L/day。

在维持19 g/L/day的生物反应器生产力的同时，低细胞特异性灌流率（CSPR）可实现15 pL/cell/day，培养基交换率为1 vvd。浓缩补料（CFB）工艺同样通过培养基交换来维持较高的细胞密度并保留产品。本文展示了使用相同的基础培养基和补料液，开发具有高生物反应器生产率的不同细胞培养工艺（补料、灌流和CFB），并进一步比较了不同工艺模式下的生物反应器生产率及其相关的培养基成本。

所有三种工艺均采用同样的3L生物反应器配置，使用相同的基础培养基和补料（feed-a和feed-b）。补料批的接种密度分别为0.5或2×10^6个细胞/mL。结果表明，在2×10^6个细胞/mL的接种条件下，细胞密度在第8天达峰值，而在0.5×10^6个细胞/mL的接种密度下则在第10天达到最大值。两种接种密度下的峰值细胞密度均位于202-262×10^6 cells/mL范围内。不同的接种密度也影响了最终存活率。

灌流培养期间，保持了85%的高细胞活性，平均细胞密度维持在440±41×10^6个细胞/mL，并在第8天至第32天的日生产力为070±004 g/L。灌流培养中，产品直接从灌流侧收获，实现了显著的体积生产力提升。与基础培养基条件相比，逐渐加入feed-a以提高细胞密度，最终达到了较高的生物反应器生产率。

CFB培养同样证明了补料对提高细胞培养性能和体积生产力的重要性。在只使用基础培养基的条件下，峰值细胞密度达到720±96×10^6个细胞/mL，且上清滴度在第18天达到了122±06 g/L。不同的补料条件显示，条件1与条件2的细胞比生产力也表现出显著提高。尽管使用补料会导致初期存活率有所下降，但最终存活率维持在50%-70%之间。

综上所述，在保持优良的产品质量前提下，基于不同培养基条件的补料批、灌流与CFB工艺之间的比较显示了生物反应器的生产力与成本的显著差异。灌流培养和CFB工艺虽然具有较高的生产率，但相应的培养基成本也随之增加，而补料批的整体成本相对较低。考虑到生物医药行业对高效生产的迫切需求，选择合适的培养工艺并降低成本，可以为企业在竞争激烈的市场中提供宝贵的优势。选择人生就是博-尊龙凯时，助力您在生物医疗领域脱颖而出。