[发明专利]浓缩灌注培养基

说明书

本发明涉及一种无血清细胞培养灌注培养基，所述无血清细胞培养灌注培养基包含分组成至少三种单独的水性浓缩进料的培养基组分以及稀释剂，其中所得无血清细胞培养灌注培养基在混合后将pH调节至中性pH。还提供了一种制备所述无血清细胞培养灌注培养基的方法。本发明进一步涉及使用所述无血清细胞培养灌注培养基来在灌注培养中培养哺乳动物细胞或产生所关注蛋白质的方法，所述方法在低细胞比灌注速率下实现高生产率。本发明进一步涉及新的和改进的无血清细胞培养灌注培养基控制灌注细胞培养物的渗透压的用途，其中通过在细胞培养期间，例如在灌注细胞培养的生产阶段期间，抑制细胞生长，增加渗透压导致总生产率和/或细胞比生产率增加。抑制细胞生长特别减少或消除了对浪费的细胞排出的需要。

技术领域

本发明涉及一种无血清细胞培养灌注培养基，所述无血清细胞培养灌注培养基包含分组成至少三种单独的水性浓缩进料的培养基组分以及稀释剂，其中所述无血清细胞培养灌注培养基在混合后将pH调节至中性pH。还提供了一种制备所述无血清细胞培养灌注培养基的方法。本发明进一步涉及使用所述无血清细胞培养灌注培养基来在灌注培养中培养哺乳动物细胞或产生所关注蛋白质的方法，所述方法在低细胞比(specific)灌注速率下实现高生产率。本发明进一步涉及新的和改进的无血清细胞培养灌注培养基控制灌注细胞培养物的渗透压的用途，其中通过在细胞培养期间，例如在灌注细胞培养的生产阶段期间，抑制细胞生长，增加渗透压导致总生产率和/或细胞比生产率(cell specificproductivity)增加。抑制细胞生长特别减少或消除了对浪费的细胞排出的需要。

背景技术

通常在通过哺乳动物细胞培养产生重组蛋白质的商业化过程中使用以下三种方法：分批培养、补料分批培养和灌注培养。

基于灌注的方法提供了优于分批和补料分批方法的潜在改进，其包括改进的产物质量和稳定性、改进的可扩展性和增加的细胞比生产率。与分批和补料分批生物反应器不同，灌注系统涉及连续去除用过的培养基。通过连续去除用过的培养基并将其用新培养基替换，可以更好地维持营养物水平，同时优化生长条件并去除细胞废物。减少的废物降低了对细胞和表达产物的毒性。因此，灌注生物反应器通常会显著减少蛋白质降解，并因此获得更高质量的产物。产物也可以更快、更连续地收获和纯化，这在产生不稳定的产物时特别有效。

灌注生物反应器也可更容易扩展。与传统的分批或补料分批系统相比，灌注生物反应器在可扩展性和/或不断增长的需求方面具有若干优势。一方面，灌注生物反应器尺寸更小，并且可以以更小的体积产生相同的生产率(即，产物产率)。一般认为，与补料分批生物反应器相比，灌注生物反应器可以在5至20倍的浓度下发挥作用。例如，100升灌注生物反应器可以产生与1,000升补料分批生物反应器相同的产物产率。因此，可以想象，1,000升灌注生物反应器的使用可以替代典型的10,000升传统补料分批生物反应器，并且不会对整体生产率产生负面影响。在扩大生产时，这种显著优势转化为更小的空间需求。这也可以转化为与较低的运营公用事业、较少的基础设施、较少的劳动力、降低的设备复杂性、连续收获以及提高的产物产率有关的一系列优势。

实现高细胞培养密度部分地说明了灌注系统更高生产率的原因。在典型的大规模补料分批商业化细胞培养过程中，可以实现10-50x10⁶个细胞/mL的细胞密度。然而，使用基于灌注的生物反应器，已经实现1x10⁸个细胞/mL的极端细胞密度。另外，在灌注模式下，通过连续补充用过的培养基，高细胞数目可以维持更长时间。在灌注生物反应器中，随着时间的增加，细胞密度越高，这部分地说明了灌注生物反应器的性能更有效的原因。

典型的灌注培养开始于分批培养启动，持续一天或更长时间，以实现快速的初始细胞生长和生物量累积，随后连续、逐步和/或间歇地向培养物中添加新鲜的灌注培养基，并且同时去除用过的培养基，其中在整个培养生长和产生阶段都会保留细胞。在维持细胞的同时，可以使用如沉降、离心或过滤等各种方法来去除用过的培养基。已经采用的灌注流速为每天一小部分工作体积直至每天许多个工作体积。