生物制藥之細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)

　　細胞培養(yǎng)是指在離體條件下培養(yǎng)植物細胞的方法。將愈傷組織或其他易分散的組織置于液體培養(yǎng)基中，進行振蕩培養(yǎng)，使組織分散成游離的懸浮細胞，通過繼代培養(yǎng)使細胞增殖，獲得大量的細胞群體。下面小編就為大家獻上生物制藥中關(guān)于細胞培訓技術(shù)的論文，希望可以幫助各位生物制藥專業(yè)的同學!

　　摘 要：動物細胞培養(yǎng)基是體外細胞培養(yǎng)的重要因素,能夠影響細胞生長。它是利用動物細胞體外培養(yǎng)和擴增來生產(chǎn)生物產(chǎn)品，或者作為發(fā)現(xiàn)和測試新的工具。為此本文就動物細胞培養(yǎng)基的發(fā)展及應(yīng)用進行了簡要的介紹。

　　關(guān)鍵詞：生物制藥;動物細胞培養(yǎng);應(yīng)用

　　一、動物細胞的特點及生長特性

　　動物細胞雖可像微生物細胞一樣，在人工控制條件的生物反應(yīng)器中進行大規(guī)模培養(yǎng)，但其細胞結(jié)構(gòu)和培養(yǎng)特性與微生物細胞相比，有顯著差別：

　�、賱游锛毎�比微生物細胞大得多，無細胞壁，機械強度低，對剪切力敏感，適應(yīng)環(huán)境能力差;

　�、诒对鰰r間長，生長緩慢，易受微生物污染，培養(yǎng)時須用抗生素;

　�、叟囵B(yǎng)過程需氧量少;

　　④培養(yǎng)過程中細胞相互粘連以集群形式存在;

　�、菰�代培養(yǎng)細胞一般繁殖50代即退化死亡;⑥代謝產(chǎn)物具有生物活性，生產(chǎn)成本高，但附加值也高。

　　二、動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展

　　動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)大分子的生物制品起始于20世紀60年代，當時是為了滿足生產(chǎn)疫苗的需要。后來隨著大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)的逐漸成熟和轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)利用動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)來生產(chǎn)大分子藥用蛋白質(zhì)比原核細胞表達系統(tǒng)更有優(yōu)越性。因為重組DNA技術(shù)修飾過的動物細胞能夠正常地加工、折疊、糖基化、轉(zhuǎn)運、組裝和分泌由插入的外源基因所編碼的蛋白質(zhì)，而細菌系統(tǒng)的表達產(chǎn)物則常以沒有活性的包含體形式存在。隨著大量永生性細胞株的創(chuàng)建，在商業(yè)利益的刺激下，動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)也迅速發(fā)展起來，并被應(yīng)用到生產(chǎn)實際。

　　動物細胞培養(yǎng)主要用于生產(chǎn)激素、疫苗、單克隆抗體、酶、多肽等功能性蛋白質(zhì)，以及皮膚、血管、心臟、大腦、肝、腎、腸等組織器官。它在醫(yī)藥工業(yè)和醫(yī)學工程的發(fā)展中占重要地位。大規(guī)模動物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)藥物產(chǎn)品將是生物制藥領(lǐng)域的一個很重要的方面，具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益。生物技術(shù)在過去10年有顯著增長，并繼續(xù)快速發(fā)展，今后幾十年內(nèi)還將有更多的蛋白質(zhì)、抗體、多肽類藥物由動物細胞培養(yǎng)來生產(chǎn)。隨著生物技術(shù)的進一步發(fā)展，開發(fā)的動物細胞生產(chǎn)生物制品的種類的增多及產(chǎn)品周期短、安全高等優(yōu)點，利用動物細胞進行大規(guī)模生產(chǎn)生物制品凸顯其優(yōu)越性的發(fā)展越來越快。

　　三、大規(guī)模細胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用

　　近幾年來，已把巨大的人力和資金投入到開發(fā)大規(guī)模細胞培養(yǎng)技術(shù)上，將能加快發(fā)展步伐，進一步應(yīng)用遺傳修飾的哺乳動物細胞生產(chǎn)單克隆抗體和其他精細的糖蛋白。獲得有藥物作用的蛋白質(zhì)是十分復(fù)雜的過程，要求分子有精確的折疊和糖基化，這些要求在細菌和酵母體內(nèi)卻難以得到滿足。然而，采用雜交瘤和重組DNA技術(shù)往往可以使動物細胞產(chǎn)生和分泌出一定數(shù)量的有用蛋白質(zhì)。大規(guī)模的動物細胞培養(yǎng)在藥物產(chǎn)品的生產(chǎn)方面具有重大的價值。

　　1.疫苗

　　在疫苗產(chǎn)業(yè)早期，往往利用動物來生產(chǎn)疫苗，如用家兔人工感染狂犬病毒生產(chǎn)狂犬疫苗，用奶牛來生產(chǎn)天花疫苗，用某些細菌接種到動物身上來生產(chǎn)抵抗該種細菌的疫苗。早在20世紀50年代，已經(jīng)能夠利用動物細胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)病毒。先在反應(yīng)器中大規(guī)模培養(yǎng)動物細胞，待細胞長到一定密度后.接種病毒，病毒利用培養(yǎng)的細胞進行復(fù)制，從而生產(chǎn)大量的病毒。這一突破是動物細胞工程的真正開始。

　　雖然動物細胞培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，大大降低了實驗動物的用量，提高廠生產(chǎn)效率，但由于原代細胞增殖能力有限，一般只能通過簡單增加動物的數(shù)量來增加產(chǎn)量。而使用具有無限增殖潛力的細胞系，則使疫苗的生產(chǎn)得到飛躍式的進展。某些來自人體或動物體內(nèi)的細胞，在一定條件下的體外培養(yǎng)后，可以獲得無限增殖的潛力，用它們來生產(chǎn)疫苗可以大大降低實驗動物的用量。更為重要的是，用動物細胞體外大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)的疫苗可以保證質(zhì)量，因為所用的細胞性質(zhì)均一，經(jīng)過嚴格的安全檢驗，克服了動物個體間的差異造成的疫苗質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，并且大大降低了來自動物的病原體傳染使用者的可能性。用類似的細胞培養(yǎng)技術(shù)可生產(chǎn)酶、細胞因子、抗體等生物制品，其先決條件是能夠獲得可分泌目標蛋白的細胞系。但是，在基因工程技術(shù)出現(xiàn)之前，細胞表達蛋白的水平很低，因而用這種工藝生產(chǎn)蛋白制品產(chǎn)量低、成本高，因此早期的動物細胞技術(shù)只用于疫苗及少量的干擾素和尿激酶的生產(chǎn)。基因重組技術(shù)和雜交瘤技術(shù)大大促進了動物細胞技術(shù)的進步及其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)在生產(chǎn)疫苗中越來越重要。

　　傳統(tǒng)上一直把細胞培養(yǎng)產(chǎn)物用于人類和牲畜的病毒疫苗，這些疫苗至今己被大規(guī)模應(yīng)用�？谔阋咭呙缡谴笠�(guī)模動物細胞培養(yǎng)方法生產(chǎn)的主要產(chǎn)品之一。1983年，英國Wellcome公司就已能夠利用動物細胞進行大規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn)口蹄疫疫苗。美國Genentech公司應(yīng)用SV40為載體，將乙型肝炎病毒表面抗原基因插入哺乳動物細胞內(nèi)進行高效表達，已生產(chǎn)出乙型肝炎疫苗。

　　2.單克隆抗體

　　單克隆抗體在體外診斷、體內(nèi)造影、人和家畜的治療以及工業(yè)上的應(yīng)用日益廣泛，需要量可達數(shù)百克。有些系統(tǒng)的單克隆抗體的需要量在今后幾年內(nèi)將迅速增加到幾公斤的數(shù)量級。為此，迫切需要更有效的生產(chǎn)方法。采用傳統(tǒng)方法(小鼠或大鼠的腹水瘤培養(yǎng)法)生產(chǎn)單克隆抗體，已不能適應(yīng)實際需要。應(yīng)用大規(guī)模細胞培養(yǎng)系統(tǒng)生產(chǎn)各種不同的單克隆抗體是經(jīng)濟可靠的方法。如英國Celltech公司采用10100和10001自動氣升式培養(yǎng)系統(tǒng)，培養(yǎng)各種生產(chǎn)單克隆抗體的小鼠、大鼠和人的細胞株，生產(chǎn)各種單克隆抗體的產(chǎn)品。到目前為止，已成功地在1000L培養(yǎng)系統(tǒng)中，采用無血清培養(yǎng)液生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的單克隆抗體。其他一些國家先后制備成測定血和尿中的各種激素、特殊蛋白質(zhì)、血型、各種藥物、診斷細菌性或病毒性病原等的單克隆抗體診斷試劑盒。

　　3.基因重組產(chǎn)品

　　目前已認識到在不久將來用常規(guī)的微生物學方法不能實現(xiàn)遺傳工程的效益，人們對大規(guī)模細胞培養(yǎng)的興趣愈來愈大。動物細胞能精確地轉(zhuǎn)譯和加工較大或更復(fù)雜的克隆蛋白質(zhì)。此外，動物細胞還可以把人們所需的蛋白質(zhì)分泌到培養(yǎng)液內(nèi)，而從培養(yǎng)液分離蛋白質(zhì)要比細胞勻漿更為容易。除了單克隆抗體外，現(xiàn)在人們最感興趣的蛋白質(zhì)是組織型的血纖蛋白溶酶原激劑(t%26mdash;PA)，以及其他的重組分子。利用動物細胞培養(yǎng)方式進行大量生產(chǎn)，如免疫珠蛋白G、A和M，尿激酶，人生長激素，乙型肝炎表面抗原等產(chǎn)品均由美國Endotronic公司用Acusyst%26mdash;P型中空纖維培養(yǎng)系統(tǒng)進行生產(chǎn)。

　　參考文獻：

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