XCell ATF®进入中国10周年：来自行业先行者的回答

张业炘 （Louis Cheung）

副总裁 / 培养基版块业务负责人

健顺生物

曾先后就职于美国基因泰克Genentech、安进Amgen等公司，在生物制药生产的细胞培养工艺开发领域有超过20年的经验。现为澳斯康集团-健顺生物科技有限公司培养基版块的业务负责人。

张：我想最初接触到ATF这个技术应该是在2007、08年左右，当时我还在Amgen工作，Refine Technology提供了ATF的原型机，并和Amgen达成了某种程度上的共同开发合作伙伴关系，我想，从一定角度来说，这也是技术供应商和生物药开发商之间合作推进某一项技术的良好案例，因为大家的共同目标，是推进行业的发展。当然，Repligen从Refine收购ATF产品线之后，在产品的商业化策略和服务方面也更加成熟了。

就当时我们小组而言，我们开始是计划将灌流技术应用在种子扩增步骤上，包括高密度建库和N-1灌流这样的应用，但在成功测试了这项技术，并掌握了一些工艺开发的诀窍之后，我们开始尝试把灌流技术推广到上游细胞培养工艺的其它步骤中去，包括长时间的连续灌流，也成功地将规模放大到了50 - 200L的生物反应器，并计划往更大规模的生产方向发展。

张：跟其它使用这项技术的公司一样，驱动力主要来自两方面：产量和质量。对于产量来说，使用XCell ATF®灌流技术，可以在同样的生物反应器规模条件下，显著提高产出，或者通过对原有批次或补料分批工艺的强化，缩短循环时间，从而提高效率；而在质量方面，有些产品在批次或补料分批工艺中，确实会存在一些挑战，已经有很多文章报道了这种问题，我们在自己项目的工艺开发中，也观察到了类型的情况，而灌流过程中的稳态条件，确实有利于维持所需的产物质量，甚至有所改善。

另外，我们对采用灌流技术有信心的一个重要原因，是我们自己有强大的定制化培养基开发能力。目前市面上的大部分商业化培养基是针对传统批次或补料分批工艺开发的，对于灌流工艺而言，可能不太适用，一方面是成本的因素，另一方面是对于高细胞密度培养的营养底物要求，可能需要大量的培养基配方优化工作，而这正是我们长时间来一直在进行的工作，对此，我们已经累积了丰富的经验。

张：最大的收益当然是产出，包括工厂的整体产量以及单位体积产量，结合培养基开发方面的工作，使用灌流技术，绝大多数项目的细胞密度可相比补料分批工艺提高20-30倍。通过工艺强化，单位体积产量增加10倍，已经不难实现，甚至可达到更高的水平。而从投入-产出比来看，根据初步的计算，我们的固定资产投入和单位生产成本并没有太大变化，如果从更全面的角度考虑，比如更高的工厂灵活性，可能还有所降低。

张：连续工艺的实施还是存在一些挑战，特别是在下游，一般需要多个循环才能处理上游生产获得的料液；种子扩增可能是工艺强化的一个切入点，比如通过N-1灌流，提高种子罐的细胞密度，并能更高的种子密度进行生产罐的接种，这可缩短生产罐的运行时间，还可以提高产量，对于已经建立了基于补料分批的工厂的公司来说，也是更容易接受和实施的方案。当然，这其中最核心的、或者说最简单和直接的，就是利用XCell ATF®，加快速度。

张：从灌流或者XCell ATF®来看，我希望能够看到更加整合的产品，特别是与生物反应器的连接，我已经看到一些生物反应器供应商开发的新一代产品针对灌流进行了专门的设计，包括连接和控制，但我想的是有没有可能像生物反应器培养袋上连接的快接头或者空气滤器一样，把XCell ATF®的膜柱部分也整合进去，进一步减少运行的安装操作，也可以简化我们的员工培训，特别是对生产车间的员工来说。

从整体的工艺流来说，我觉得现在更大的瓶颈在于下游纯化工艺，相比上游培养来说，下游工艺的复杂性在于步骤数量众多，更多的步骤数，就意味着更低的整体收率，所以，我在想有没有可能开发将两步、甚至三步单元操作整合到一步中去的技术，比如Protein A亲和层析是单克隆单体纯化的下游金标准，但是在Protein A层析前，需要对生物反应器收获液进行澄清操作，如果有一种技术能够将Protein A直接“扔”到生物反应器内，直接一步纯化，应该可以大大提高效率。我看到有报道采用类似于Protein A偶联磁珠进行纯化的方案，但还仅限于小规模的测试，就目前看，要实现商业化又有不小的挑战。

从应用来看，我希望能看到更多像疫苗这样的传统行业采用灌流培养或连续工艺这样的新技术。虽然一些新开发的疫苗产品，比如基于病毒载体的疫苗，已经开始使用灌流技术来提高宿主细胞的密度，继而提高产量，也取得了很好的成果，但是对于更多传统疫苗的生产，批次或者补料分批工艺仍是主流，这部分原因可能是现有的疫苗价格体系和监管要求是基于传统工艺建立的，大部分现有的工厂也是如此，虽然这种方式很稳健，也经过了多年的检验，但连续工艺或者工艺强化确实代表了疫苗生产工艺开发的新趋势。