本期导读
动物细胞培养技术一路“升级打怪”，但始终难以满足市场“玩家”在增加产量和降低成本方面不断增长的需求，特别是传统的分批补料细胞培养模式（Traditional Fed-Batch, TFB），面对现代制药产业对高效率和高产量的要求早已显得力有不逮。
几年前，强化型分批补料培养（Intensified Fed-Batch, IFB）策略横空出世，目前已被广泛应用于工业界，相较于传统分批补料细胞培养模式，IFB通过N-1种子阶段灌流培养，来实现更高的接种密度，进而获得更高的产量。这就好比在一个空间固定的种植园内，提高种子的播种密度，施予合适的肥料，从而在收获季节获得更加丰盛的产量。
然而，这种强化策略也存在诸多挑战。其中，由于次级代谢产物的快速积累和关键营养物质的缺乏，细胞培养后期时常面临着细胞活率快速下降、产品合成能力降低的问题。
为了克服这个不足，药明生物自主开发出间歇性灌流分批补料细胞培养（Intermittent-Perfusion Fed-Batch, IPFB）工艺, 这种工艺是在IFB的生产过程中穿插一次或多次的间歇性灌流操作，将次级代谢物富集的细胞培养液及时排除，同时输入新鲜的营养物质，从而更好地维持细胞状态来显著提高产量。与此同时，通过使用较小孔径（50 kD）的ATF细胞灌流系统，将产物截留在反应器内，完成生产末期一次性产品收获操作。相较于IFB，IPFB模式可以将产量平均提升50%。
WuXiUI 超强化分批补料工艺：
让生物药产量翻倍的“玲珑内丹”
在IPFB的基础上，我们进一步开发了超强化的IPFB（Ultra-Intensified IPFB），即已在业界小有名气的WuXiUI 生物工艺平台。它利用现有ATF设备，在短时间内对N-1灌流培养末期培养液进行快速浓缩，从而实现更高的生产接种密度（20-80×10^6 细胞/毫升）。借助于超高密度培养和间歇性灌流操作，WuXiUI 可将产量显著提升3-6倍之多，生产效率“法力值”直线上升。
此外，结合WuXiUI 超强化工艺，我们还开发了平台培养基MagniCHO ，它仿佛悟空的金箍棒，配合使用能最大化工艺产量提升效果。MagniCHO 利用系统性的培养基配方研究和试验，营养物质充分且配比均衡，具有从传统分批补料培养到WuXiUI 工艺的广泛适用性。
目前，WuXiUI 和MagniCHO 已在20余种不同分子的细胞系上进行了广泛测试，涉及多种宿主细胞类型和表达分子，获得可与国际领先商业化培养基效果相媲美或更好的产量提升。与TFB培养模式相比，WuXiUI 和MagniCHO 完美配合，平均产量可提升3.3倍，可实现高达近7倍的增幅，同时保持了与原有工艺相媲美的质量结果。
WuXiUI 下游加强工艺：
解锁让产物高效纯化的又一剧情线
上游超强化工艺实现产量成倍提升，下游工艺也能大有可为。药明生物相应开发出WuXiUI 纯化平台策略，提升下游处理能力，进一步降本增效，解锁新的剧情线。
首先，在细胞固含量的去除上，配合以连续流离心技术为基础并结合酸化或絮凝剂添加等预处理技术的强化澄清技术，可以高效地从高细胞密度培养液中去除细胞、碎片等不溶性固体杂质和减少宿主细胞相关的可溶性杂质，大幅提升深层过滤载量2-5倍并减少下游后续纯化步骤的负担。与此同时，应用流穿, 弱结合或过载等上样操作方式的层析技术，提高填料载量4-8倍，同时保持与传统结合-洗脱模式可比的分离效率；应用新的膜包清洁技术，可以延长超滤膜包使用寿命多达10倍。此外，通过在线稀释/配液策略，简化配液复杂性，提升生产效率。
整体下游强化工艺可以将纯化处理能力提升一倍之多，降低下游生产时长50%以上，还可节约30%-70%的下游物料消耗，减少废弃物产生，产品质量和杂质去除可以与传统的分批补料工艺相媲美。最终，大幅度降低整体原液生产成本，降低对缓冲液容器体积的需求，提升生物药生产的经济效益。
WuXiUI 用降低生产成本战胜“终极Boss”
工艺技术的创新，最终的目的之一就是能降低整体生产成本，提升生物药生产效益，提升药物的可负担性。战胜“高成本”这一终极Boss，WuXiUI 的实力不在话下。在药明生物，WuXiUI 可实现从2,000L到12,000L不同规模的商业化生产。与同等规模的传统分批补料工艺相比，原液产量可提升至3-6倍。也就是说，2,000L规模的 WuXiUI 生产，相当于传统分批补料工艺6,000到12,000L的原液产量。
而且，相较于直接将TFB工艺放大到6,000到12,000L生产，WuXiUI 不仅可以降低厂房建设的空间和资本投入、增强现有厂房设备的利用效率，同时也可以大幅降低生产中物料和耗材的使用。综上，相比与同规模的TFB工艺，WuXiUI 生产成本（COGs）可显著降低60-80%。
最近，刚刚在Biochemical Engineering Journal上发表的文章，也提到WuXiUI 可以实现将更为复杂的双抗分子产量由TFB的4g/L，提升至24.5g/L的超高产量，生产成本可降低71%。在最近完成的2,000L放大生产中，我们成功实现了与小规模工艺表现可比的18g/L上游产量和70%下游收率。WuXiUI 实现了相当于传统分批补料工艺4倍的原液产量，生产成本降低60%。
WuXiUI ，肩负“天命人“的特殊使命
WuXiUI 创新型工艺平台为生物药生产带来了新的解决方案，随着其在越来越多的项目中得到应用，其稳定性、成熟性不断得到验证，已具备大规模生产的应用能力。对于生物药企业而言，生产成本效益的显著提高意味着更强劲的市场竞争力，进一步改善药物可及性和可负担性配资服务平台，保障市场供应得同时，使得更多的患者都能有机会获得最好的医疗方案，而这也是药明生物不断推进技术创新的使命。
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