随着抗体药物领域的高速发展,动物细胞培养工艺也在不断更新和优化,培养规模更是从早期的百升级别扩大到万升级别。
然动物细胞培养工艺开发过程中存在的不确定因素较多,这些因素皆会对最终的抗体表达量产生一定程度的影响。
因此基于QbD在上游细胞培养工艺开发过程进行科学的风险评估、风险分析、风险评价来确定风险的重要程度极为重要,用以最终保证细胞培养过程中的稳健性。
今天我们将带大家简单了解一下如何基于QbD理念进行上游动物细胞培养工艺开发的风险评估、风险分析、风险评价,并基于培养工艺参数优化进行分享。
常见的风险评估工具有：
(1)风险管理的基本辅助性方法：如鱼骨图和工艺流程图等
(2)故障书分析
(3)预先危害分析
(4)失效模式与效应分析等
采用合适的风险评估工具结合试验研究确定关键变量,降低或消除风险,这对建立合适的控制策略起着重要的作用。
而在动物细胞培养工艺开发过程中,影响因素主要包括两个方面：
第一个是培养基的开发。
第二个是培养工艺参数的优化。
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本次主要以培养工艺参数的优化进行分享,动物细胞培养至反应器主要包括5个步骤：
1.细胞复苏
2.摇瓶扩增
3.反应物的多级扩增
4.反应器大规模培养
5.下罐收获
在以上5个步骤中可能影响工艺属性和产品质量属性的工艺参数可参照如下鱼骨图进行标识：
而后可基于对流加工艺培养步骤进行初步风险分析：
01&02
细胞复苏及摇瓶扩增：依照历史项目的开发经验和平台知识,摇瓶或波浪式培养的种子扩增,细胞比生长速率和倍增时间都比较稳定,且培养使用的摇床和摇摆系统控制简单,可控性良好,对细胞培养的影响较小,风险评估属于低风险。
03
反应器的多级扩增：平台流程相对成熟,细胞扩展在不同规模反应器上的工艺表现稳定,培养结果重现性好。虽然该阶段细胞培养参数控制对细胞生长速率等有一定影响,但由于培养周期短,被归为对最终的抗体浓度和关键质量属性影响低,风险评估属低风险。
乐纯生物LePhinix®️一次性生物反应器具有良好的扩展性,可满足中试到商业化生产规模,可实现线性放大。
04
反应器大规模培养：该阶段属于商业化生产阶段,细胞培养的控制参数,补料培养基的浓度、补料时间等均对抗体产量及质量属性影响较大,评估属于高风险。
05
下罐收获：该阶段主要连接后期纯化阶段,整个过程的对接对抗体产量无影响,过程可控,风险评估属于低风险。
再来了解一下：细胞培养工艺参数对工艺属性和质量属性的影响。
通过细胞培养过程步骤的风险分析、工艺参数和属性评分、工艺参数对工艺属性和质量属性的影响等综合分析可对培养周期、流加策略、接种密度、培养温度和pH等工艺参数进行更进一步的优化,从而得到较优的工艺参数。
乐纯生物LePhinix®️一次性生物反应器在通气策略、pH、DO、蠕动泵及耗材(搭配：LeKrius®️一次性生物反应袋)方面皆具有灵活性,可满足用户的定制化需求,助力工艺参数优化。
LePhinix®️一次性生物反应器
从50L可线性放大到2000L
经多方实际测试,LePhinix®️一次性生物反应器,可广泛应用于抗体、细胞治疗/基因治疗、疫苗领域；适用于细胞批次培养(Batch)、批次流加(Fed-batch)、灌流(Perfusion)等上游工艺；可支持悬浮培养(293F、CHO)、贴壁培养(293T、Vero、MSC间充质干细胞)等工艺类型。
并能确保细胞在LeKrius®️一次性生物反应袋中进行培养,可以达到高水平的细胞密度和活率,保障目标产物的滴度和培养批次之间的一致性。
以下为乐纯生物LePhinix®️一次性生物反应器与某进口品牌一次性生物反应器在CHO K1细胞培养中截取的部分数据对比图。
细胞密度(*106 cells/mL)
细胞活率(%)
细胞乳酸浓度(g/L)
pH监测
目前乐纯生物业务范围覆盖细胞培养、过滤纯化、一次性使用系统三大系列,是中国生物制药上游耗材及解决方案头部服务商。针对上游工艺应用的复杂性和需求的多样性,乐纯生物经验丰富的技术支持团队,可对一次性生物反应器的售前和售后等环节能提供专业的支持和服务,也能够针对不同工艺需求,提供上游工艺开发、转移、验证、变更和法规咨询等方面的解决方案。
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