[发明专利]真核细胞的培养方法

说明书

本发明提供在含碳酸氢盐的细胞培养体系中无需添加碱而维持pH在利于细胞生长的范围内的装置和方法。所述方法依赖生物反应器系统的气体传质特性来调节CO2自和向细胞培养物的传递，从而细胞培养物的pH可以被维持在期望的范围内。

本申请是申请日为2010年7月6日的、发明名称为“真核细胞的培养方法”的中国专利申请201080039284.5(PCT/US2010/041082)的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年6月6日提交的美国临时专利申请No.61/223,313号的权益，该临时申请的全部内容通过参考引用的形式并入本文。

技术领域

本发明涉及在含碳酸氢盐的培养基中培养真核细胞的装置和方法，所述培养基允许在不直接向该培养基中添加碱的情况下维持细胞培养物的pH。

背景技术

用于细胞建库、用于细胞产品的生产例如重组蛋白生产的细胞培养，受到细胞生长时条件变化的妨碍。虽然不锈钢生物反应器常被用于细胞生产，然而一次性用品(disposables)越来越多的在生物制品的制造的所有阶段中使用(Rao等，2009)。在上游工艺中，相比不锈钢制品，一次性的生物反应器存在诸多的优势(从减少交叉污染到成本和时间的节省)。WAVE Bioreactor^TM是在生物医药工业中用于重组蛋白生产的一次性上游技术的一个文献充分记载的实例(Cronin等，2007；Haldankar等，2006；Ling等，2003；Ye等，2009)。

由Singh(Singh，1999)所开发的WAVE Bioreactor^TM系统包含预先消毒的、柔性的、一次性的培养室(Cellbag^TM)，CO₂-和/或O₂-空气混合控制器，和用于摇动和加热Cellbag^TM的气动控制平台。由该平台产生的摇摆(rock)运动在Cellbag^TM中提供了混合和气体传递。

WAVE Bioreactor^TM系统可以进一步装备以提供在线pH和溶解氧(DO)监控以及实时反馈控制(Mikola等，2007；Tang等，2007)。然而，对额外设备的需求以及对专门设计的以容纳pH和DO探测器的袋子的需求，增加了运营成本和系统的复杂性。另外，在pH控制生物反应器中为使培养物pH增加到规定的设定点所需要的碱加入，会增加培养物的摩尔渗透压浓度。取决于生物反应器中摩尔渗透压浓度增加的程度，在细胞增长和存活力方面的相关衰减(deZengotita等，2002；Zhu等，2005)可能抵消pH值控制的优势。另外，如果pH探测器发生故障，由此产生的pH值混乱可能改变细胞代谢并促进细胞死亡(Miller等，1988；Osman等，2002)。

对于某些细胞培养应用来说严格的pH值和DO控制不是必须的，诸如，例如在小规模培养系统如摇瓶和转瓶中用于细胞的维持和扩大的常规细胞传代。然而，pH值和DO的极值对细胞生长和生存力是不利的(Lin等，1993；Link等，2004；Miller等，1988；Osman等2001)，并可影响产品质量(Restelli等2006；Yoon等，2005)。因此，对于生物制品制造的全阶段，对细胞的生长条件保持一些控制是极其重要的。研究人员先前证明，在6.8-7.3的pH值范围内和在10-100％空气饱和度的DO值范围内的CHO细胞培养是成功的(Link等2004；Restelli等2006；Trummer等2006；Yoon等2005)。

向常规生物反应器增加功能，如实时pH监测和DO监控控制，将显著增加生物制品制造中细胞培养的成本和劳动强度。另外，这些功能的失灵或者故障可导致细胞培养的不可接受的变动和潜在的损失，这是非常耗费时间和资源的。

因此，需要用于培养真核细胞的改进方法，该方法将无需引入强碱以及无需额外地进行pH值和DO的监测和实时控制。

发明概述