【正文】 使命感，團結(jié)一致來扶持我國生物技術(shù)企業(yè)的國產(chǎn)品牌，早日從整體上趕超國外發(fā)達國家的生物技術(shù)發(fā)展水平。 生物技術(shù)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)開發(fā)投入很大，如果僅僅依靠企業(yè)自身積累恐難以長期支持，需要政府支持。政府在加大對生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的投資力度的同時，還應該重視對生物技術(shù)基礎(chǔ)領(lǐng)域的支持和 引導。只有打好基礎(chǔ)，才能更好地支撐我國生物技術(shù)經(jīng)濟的快速健康發(fā)展，才能更好地在國際生物經(jīng)濟市場中提升中國生物技術(shù)企業(yè)的競爭力。 中國的生物制藥行業(yè)目前還于萌芽階段，那么，中國的生物制藥技術(shù)如何創(chuàng)新和發(fā)展呢？答案其實很簡單：必須結(jié)合生物技術(shù)的發(fā)展趨勢，根據(jù)中國生物制藥技術(shù)的現(xiàn)狀，走適合中國國情的 自主 創(chuàng)新發(fā)展之路。疫苗生產(chǎn)與細胞培養(yǎng)技術(shù) 《華盛頓時報》編輯總監(jiān) 譯 /陳文倩 在 2020年 11月份，喬治 .布什總統(tǒng)規(guī)劃了一項 71億美元的戰(zhàn)略方案草圖，用于擴大國內(nèi)疫苗生產(chǎn)、流感爆發(fā)的檢測和應對措施、以及對 H5N1型禽流感病毒 A的治療儲備。此病毒的突變體可感染人類，因而引發(fā)了全國范圍內(nèi)的恐慌。 布什要求國會將緊急資助項目中的 28億美元用于發(fā)展細胞培養(yǎng)技術(shù)，以推動公司快速生產(chǎn)流感疫苗?！白尲毎囵B(yǎng)技術(shù)走出實驗室，應用于生產(chǎn)線上，可以使我們在流感開始傳播的前 6個月就生產(chǎn)出足夠多的疫苗，以供每一個美國人所需，”布什說，“我們必須資助這項緊急項目，以幫助我們優(yōu)秀的科學家們快速將下一代技術(shù)應用于生產(chǎn)?！? 但事實上，細胞培養(yǎng)技術(shù)并非新興技術(shù)，早在 20世紀 50年代，它就被用來生產(chǎn)水痘、 A型肝炎、麻疹、脊髓灰質(zhì)炎等了解清 楚的疾病的疫苗。然而拓展細胞培養(yǎng)技術(shù)的應用范圍會帶來意想不到的效果。由于細胞培養(yǎng)技術(shù)并不需要特別準備大量的受精卵作材料，因此和用雞蛋生產(chǎn)相比，它可使疫苗生產(chǎn)周期縮短 6～ 9個月。這對于那些其特異遺傳組成未知的目標病毒來說 —— 不管是H5N1或是人流感病毒 —— 都是一個重要的優(yōu)勢。 相比于用雞蛋作材料的生產(chǎn)方式，用細胞培養(yǎng)技術(shù)還去除了某些風險，其中包括由禽類疾病造成的污染，例如 H5N1本身就是禽類疾病的潛在病毒。由于以上原因，細胞培養(yǎng)技術(shù)有望為商業(yè)疫苗生產(chǎn)服務，并且使得生產(chǎn)能按需應變。 但是盡管希望在即，要想達成目 標還須克服不少 生物制藥信息匯編 清大天一生物 第 4頁 困難。用細胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)疫苗常常需要用傳自于哺乳動物的細胞，因此就得冒安全風險：病毒或其他污染物會傳給那些免疫過的細胞。有些細胞系傳自于非洲綠猴（ Vero細胞）的腎細胞和人的視網(wǎng)膜細胞，另一些傳自于 MadinDarby狗腎上皮細胞（ MDCK細胞），于 1958年從一只健康的母科克犬身上傳下來，并被廣泛用于疫苗研究?！耙恍?MDCK的細胞系是非致癌的，但另一些卻是高度致癌的，”美國食品和藥物管理局 （ FDA）在其簡報上申明。基于這些考慮， FDA采取了謹慎的態(tài)度，并且迄今為止仍然采取耗時的致癌性檢測 來確定風險性。但他們似乎也明白這是在浪費時間。在 11月， FDA邀請了加州艾莫利維爾市的凱龍公司和荷蘭的索爾韋制藥公司來簡化 FDA的疫苗與相關(guān)生物制品咨詢委員會對這兩個公司用 MDCK細胞生產(chǎn)出來的流感疫苗的審查工作。 FDA對于細胞培養(yǎng)物致癌風險的降低表示欣慰。 FDA在一項聲明中這樣說道：“盡管人們都覺得用高度致癌的細胞比致癌性低的細胞冒更大的風險，我們卻必須指出：通過小心檢測細胞，落實生產(chǎn)過程，消除不確定的無關(guān)試劑，并且控制最終產(chǎn)物中宿主 DNA的含量，這種風險是可以減輕的?！? 索爾韋公司已經(jīng)為基于 MDCK細 胞生產(chǎn)的的流感疫苗提出了一項新藥調(diào)查申請（ IND）。 10月，凱龍公司對其用 MDCK細胞生產(chǎn)的流感疫苗開始了臨床 I/II期研究，并且已經(jīng)在歐洲為其登記了另一個臨床 III期的調(diào)查項目，目前正在尋求歐洲醫(yī)藥機構(gòu)的批準。“流感疫苗的生產(chǎn)從用雞蛋為材料轉(zhuǎn)向用細胞為材料，表明我們在預防流行性感冒上邁出了重大的一步，”面對凱龍的進展，亞特蘭大 Emory大學疫苗中心的副主任沃爾特?奧雷斯汀如是說。 FDA希望簡化流感疫苗研發(fā)公司的審批過程。FDA的代理局長安德魯?范?艾森巴赫對《華爾街日報》說， FDA希望將 10月一輪的新流 感疫苗和新藥評估周期縮短為 6～ 8個星期。他說，這是可以做到的，只要從疫苗和藥物研發(fā)的一開始就和醫(yī)藥行業(yè)及國立衛(wèi)生研究院（ NIH）合作，而非拖到最后才進行合作。他又說，如果需要，在公司提交申請之前， FDA會就正確進行臨床試驗以及其他技術(shù)問題向公司提出建議。 但是同時存在的還有非科學方面的阻礙。布什用“越來越重的訴訟負擔”來敦促國會通過債務保護，以鼓勵疫苗的生產(chǎn)商重新回到市場上。而這幾十年來，疫苗行業(yè)一直在和政府施加的價格限制、債務訴訟、協(xié)調(diào)政策帶來的問題以及生產(chǎn)量的限制作斗爭。 當 12月份國會的首次會次結(jié)束時 ，還有許多和疫苗相關(guān)的措施懸而未決。其中一個是生物預防和流行性疾病疫苗與藥物研發(fā)法案（ ）。該議案由森?理查德?伯爾提出，旨在建立一個新的政府機構(gòu) —— 先進生物藥品研究發(fā)展機構(gòu) （ BARDA） —— 用于資助政府的疫苗研究發(fā)展工作并與之合作，同時為生物恐怖主義和自然疾病的爆發(fā)尋求對策。議案將為疫苗生產(chǎn)商提供債務保護，并且主張市場獨占期為 10年，其間競爭者不得生產(chǎn)該疫苗的仿制品。 伯爾議案代替了由參議員約瑟夫?林伯曼和奧林? 赫奇 2020年提出的 BioShield II 議案。 BioShield II議案 試圖刺激產(chǎn)業(yè)來支持 BioShield方案，該方案是管理機構(gòu)在 10年多的時間里買入疫苗和藥品的計劃。但是 BioShield II議案卻引起了爭議，不得不被部分終止，因為它包含了對專利注冊條件的“自由策略”，這會讓制藥公司將專利獨占權(quán)延伸到與其不相關(guān)的“炸彈”式藥物上，讓這種極其危險但卻能讓公司大發(fā)橫財?shù)乃幤飞鲜小? 優(yōu)化細胞培養(yǎng)技術(shù) 來源：生物技術(shù)世界 在細胞培養(yǎng)過程中，除了改善培養(yǎng)基的成分，新設(shè)備的加入也提高了細胞培養(yǎng)的效率，如文中介紹的 Wave Bioreactor 生物反應器、 SelecT、Cello、 Cellerity 和 CellStack。當然，我們也應該積極應對自動化帶來的新挑戰(zhàn)。 在制藥和生物技術(shù)企業(yè)的每一環(huán)節(jié)中，細胞培養(yǎng)都扮演了重要角色，從目標鑒定到大規(guī)模制造，前者只需少量細胞，后者細胞的需求量則很大。雖然細胞培養(yǎng)應用很廣泛，但是問題也很多，人們往往認為普遍存在的東西已經(jīng)很成熟了，其實不然。在世界各地的研究實驗室里，科學家們正在與細胞培養(yǎng)各個步驟做斗爭，力圖消除研發(fā)過程中存在的各種問題。除了表達量、細胞的變異性或者是保持無菌狀況，研究人員還不得不面對傳統(tǒng)細胞培養(yǎng)方法遇到的煩人過程。 默 克研究實驗室自動化生物技術(shù)部門資深研究人員 Alison Rush 博士認為，細胞培養(yǎng)是人們必須深切注意、小心操作并且保持干凈無污染的 生物制藥信息匯編 清大天一生物 第 5頁 一件事情。該項技術(shù)要求很苛刻，也很費時，并且要求高重復性。操作人員需要高度集中精神，還要對重復做一件事情具有較好的忍耐力，而且，做這種工作的報酬通常都不高。 Rush 很慶幸自己在一個自動細胞培養(yǎng)的環(huán)境中工作，但是他也有自己的煩惱。實驗中有許多不一樣的分析，包括研發(fā)分析、高內(nèi)容分析以及隨訪分析，這要求在定量的培養(yǎng)基中有許多不同類型的細胞。如環(huán)戊噻嗪高效篩選需要數(shù)十億的細胞 。 SigmaAldrich 公司技術(shù)發(fā)展部經(jīng)理 Laurie Donahue認為，細胞培養(yǎng)面臨的另一個問題是對細胞培養(yǎng)基進行的改善工作。雖然每個人都知道標準的最優(yōu)化的培養(yǎng)基成分，該領(lǐng)域中的研究人員目前仍然在研究新的培養(yǎng)基成分。培養(yǎng)基成分中的氨基酸、維生素和需要用來檢測的示蹤金屬大家都很熟悉，但是信號轉(zhuǎn)導途徑、細胞周期和新陳代謝在測試新的培養(yǎng)基成分中的角色還不清楚。 “如果我們設(shè)法去阻斷生物反應器中由于程序性細胞死亡導致的細胞衰亡，增加一個特別的半胱天冬酶，我們可能就探究了整個細胞凋亡的途 徑，” Donahue說，“我們很高興能參與大家都知道的基礎(chǔ)領(lǐng)域的研究工作，現(xiàn)在，我們正設(shè)法利用基礎(chǔ)科學實驗室的新知識去創(chuàng)建、發(fā)現(xiàn)新途徑以改善培養(yǎng)基。但是還沒有結(jié)果，大家正在進行探索?！? 提高處理效率 Zhijian Lu 博士是惠氏發(fā)現(xiàn)學院的生物學技術(shù)副主任。他的團隊提供一種能用于動物試驗的蛋白質(zhì)候選藥物，也提供在小分子藥物發(fā)現(xiàn)高效篩選過程中使用的細胞培養(yǎng)方法。研究人員每天都進行大量的細胞培養(yǎng)工作，主要用的是哺乳動物細胞。他們也進行純化工作，進一步去純化細胞培養(yǎng)過程中產(chǎn)生的蛋白質(zhì)。 惠氏以每年增加 12個分子的 速度進行藥物開發(fā)，通常 9個是小分子， 3個是蛋白質(zhì)。研究人員通過提高過程的效率而不是增加時間來完成這些項目的開發(fā)。與效率提高有關(guān)的一個工具是 Wave Biotech 公司的 Wave Bioreactor 生物反應器，一種 500 升的細胞培養(yǎng)系統(tǒng)，特別之處是采用被放置在一個特殊的振動臺上以此誘導培養(yǎng)液波動的無菌、用完即棄的一次性細胞垃圾袋。 增加效能的另一個因素是采用一個自己開發(fā)的預適應中國倉鼠卵巢 (CHO)細胞系，在培養(yǎng)基上接種幾天后就開始生長。在采用預適應 CHO 細胞系之前， CHO細胞在培養(yǎng)基上生長通常需要 4~6個月。 Lu博士稱：“最近幾年來，這是一個被廣泛認可的非常有用的改善處理過程的工具?！被菔祥_發(fā)這種細胞系的努力要追溯到 10年前，其他公司也已經(jīng)開發(fā)了他們自己的預適應 CHO細胞系。 通過與惠氏的研發(fā)和制造部門開展蛋白質(zhì)技術(shù)合作， Lu 博士的團隊也獲益菲淺，許多工作增強了哺乳動物細胞的繁殖力，使培養(yǎng)達到很高的水平。這一切都是通過改善“從成百上千的克隆中去挑選發(fā)現(xiàn)最適合生產(chǎn)需求穩(wěn)定性的一個細胞”的處理過程而實現(xiàn)的。也有通過利用培養(yǎng)基技術(shù)分批培養(yǎng)細胞達到細胞高密度的效果。 “利用細胞的新陳代謝技術(shù)，現(xiàn)在可以克服廢物的產(chǎn) 生問題，因此可實現(xiàn)細胞的長期培養(yǎng)，”Lu博士說，“所有這些改良的處理過程都滲透到發(fā)現(xiàn)過程，在實驗中我們設(shè)法采用這些新技術(shù)新進展。我們也能完成一個更高水平的表達，這對整個過程都有利，因此我們能迅速的制造出用于體內(nèi)試驗所需的蛋白質(zhì)?！北M管有這些進展，在日常的基礎(chǔ)工作中，最大問題是蛋白質(zhì)表達水平，因為在細胞培養(yǎng)中過程中每一種蛋白質(zhì)表達都不同。尤其是早期發(fā)現(xiàn)，表達水平是一個更大的問題，因為需要檢測多個克隆。 生成細胞系 Sylvia Hu博士領(lǐng)導的實驗室關(guān)注的對象很廣泛，從原始發(fā)育細胞系生產(chǎn)、制造業(yè)到安進公司用于小 分子庫篩選的生成細胞系。 Hu說：“我們的細胞培養(yǎng)技能和知識對生產(chǎn)的幫助很大，工廠通常能產(chǎn)生更好、更有效的用于高通量篩選、靶標確認和其他事情的細胞系?！? 她面臨的困難在于發(fā)現(xiàn)或靶標確認階段，在這些階段，因為不適當?shù)慕M織培養(yǎng)基，細胞系容易發(fā)生變異，甚至會出現(xiàn)一些不同的反應，因此需要不同的培養(yǎng)過程、培養(yǎng)基和設(shè)備。用一個標準，一種通用平臺去生成各種細胞系是不可能的。Hu 的試驗得到了下游工藝過程開發(fā)和分析研發(fā)科學家的支持，因地制宜選用特定的細胞培養(yǎng)過程的做法讓科學家在實驗的早期階段就能關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量。“培養(yǎng)基的各種元素 已經(jīng)很清楚了，因此所有成分都恰到好處。” 雜交瘤細胞的培養(yǎng)是研究人員面臨的另一個日常挑戰(zhàn)，該類細胞通常被企業(yè)和學術(shù)界用作抗體產(chǎn)生的一個重要起點。用于雜交瘤的生產(chǎn)培養(yǎng)基是在標準的 CHO 和其他生產(chǎn)細胞系培養(yǎng)基出現(xiàn) 生物制藥信息匯編 清大天一生物 第 6頁 數(shù)年后才產(chǎn)生的?！斑@是我們打算繼續(xù)開發(fā)的領(lǐng)域。”此外，用雜交瘤細胞系，研究者必須快速評估數(shù)千個個體雜交瘤克隆，以便分析他們的生產(chǎn)率和抗體產(chǎn)生情況， Hu 將這種過程描述為勞動密集型和應激型工作?！伴_發(fā)一種成功方式，或者讓這些過程自動化，或者在雜交瘤的早期就評定克隆選擇，這樣將對早期階段的項目產(chǎn)生一個 巨大影響?！? 自動化影響 自動化已經(jīng)影響到細胞培養(yǎng)的許多方面，默克公司的 Rush對此有切實體會。她目前管理一個兩個人的團隊，使用英國 Automation Partnership (TAP)公司生產(chǎn)的一種自動化細胞培養(yǎng)系統(tǒng)SelecT設(shè)備。 Rush 認為這真是一個自動化的巨大轉(zhuǎn)變！因為做細胞培養(yǎng)的人們通常有研究背景，但不是所有的人都熟悉自動裝置。引入一個自動裝置開展工作，需要一個完整的、新的技術(shù)組合。最大的挑戰(zhàn)之一就是發(fā)現(xiàn)一個能同時進行細胞生物學和自動化操作的研究者。通常這兩類人分別屬于不同的領(lǐng)域。 在一個高流通量環(huán)境中，研究人員需要熟悉自動化硬件和軟件，讓自動化裝置和科學家進行實驗是一種方式。雖然科學家用傳統(tǒng)的細胞培養(yǎng)技術(shù)就能很容易進行操作，但是使用自動化技術(shù)可能并非易事。 Rush 稱，目前，這類事情不得不以一種非常程序化的方式進行。它與通常所想的實驗完全不一樣。 自動化已經(jīng)改變了細胞培養(yǎng)的狀況，但是在一些方面仍然鞭長莫及。例如，一些更復雜的培養(yǎng)基分析，研究人員需要飼