国产无血清培养基在CHO细胞流加培养中的应用与优化

徐 锐

（成都华任康生物科技有限公司，四川 成都 610000）

摘  要：评估了国产品牌化学成分确定（CD）无血清培养基在重组中国仓鼠卵巢（CHO）细胞悬浮流加培养中的实际应用效果，并通过后期工艺优化降低了副产物积累、提高了单克隆抗体表达水平。以稳定表达抗HER2单克隆抗体的CHO-K1细胞为研究对象，选用国产品牌无血清基础培养基OPM-CHOCDO7（实验组）与进口同类商用培养基（对照组）进行对比，在500mL摇瓶和3L生物反应器中开展14d流加培养（每组设3个平行)。考察了细胞比生长速率、活细胞密度（VCD)、细胞活率、葡萄糖消耗、副产物（乳酸、氨）积累及抗体产量。针对发酵后期乳酸积累问题，在3L反应器中实施“低温一限糖”组合优化工艺。在未优化条件下，实验组的最大VCD与对照组的无显著性差异（p>0.05)；但实验组第14天终点细胞活率显著高于对照组的。在3L反应器中引入“低温-限糖”优化工艺后，实验组最大VCD提升至(18.2±0.5）x10⁶cells/mL，终点活率达(88.5±1.0)%，最大乳酸积累量由3.12g/L降至1.80g/L(降幅42.3%）,终点抗体产量由3.82g/L提升至4.65g/L(增幅21.7%，p<0.05)。该国产品牌CD无血清培养基在支持CHO细胞生长和抗体合成方面具有与进口品牌相当或略优的性能，结合后期“低温一限糖”调控工艺可进一步改善细胞代谢，提升目标蛋白产量，具备良好的国产化替代前景。

关键词：中国仓鼠卵巢细胞；国产品牌培养基；悬浮培养；流加发酵；单克隆抗体；工艺优化

0 引言

治疗性抗体药物已成为临床治疗重大疾病的关键手段。中国仓鼠卵巢（CHO）细胞因具备完善的蛋白质糖基化修饰与高密度悬浮培养体系，是目前抗体药物工业化生产的首选宿主。作为细胞生长及目标蛋白表达的基础物料，化学成分确定（CD）无血清培养基直接关系到抗体的制造成本与表达品质。目前，我国高端生物制药领域对该类培养基仍较为依赖进口，对供应链安全构成潜在制约。近年，国产品牌培养基发展迅速，但不同CHO细胞株营养需求差异显著，直接套用进口工艺易导致营养代谢失衡，引起培养后期细胞早衰或乳酸、氨等毒性代谢物堆积。

为此，本研究以稳定表达抗HER2单抗的CHO-K1细胞为对象，系统评估国产品牌培养基（OPM-CHOCDO7）的流加发酵性能，并与进口主流品牌对比。针对后期代谢副产物多、活率下降快的问题，在3L反应器中引人“低温一限糖”联合调控工艺，通过干预代谢通路以减缓后期细胞衰退并提升抗体产量，旨在为国产品牌培养基的工艺匹配及产业化应用提供客观的实验依据。

1 材料与方法

1.1 细胞株与实验材料

细胞株：稳定表达抗HER2单克隆抗体（IgG1型，相对分子质量约为150kDa）的重组CHO-K1细胞株，由国内某生物工程研究室提供。

培养基与补料：实验组（国产品牌）选用国产商用CD无血清基础培养基OPM-CHOCDO7（液体，自添加4mmol/LL-谷氨酰胺，上海奥浦迈生物科技股份有限公司）及配套流加补料液OPM-CHOCDF18A和CDF18B。对照组（进口品牌）选用进口主流CDCHOMedium基础培养基，配套使用其推荐的EfficientFeedA和EfficientFeed B补料液。

其他试剂：发酵用消泡剂、调节pH的0.5mol/LNaOH溶液，均购自上海有色试剂厂。

……