導讀：“強化工藝”這一詞最早出現(xiàn)在20世紀70年代末的化工領域，那時候的工廠成本大部分是安裝成本，包括管道、支撐結構和土木工程等基礎設施，而提出“強化工藝”目的是縮小新建化工廠的規(guī)模，以大幅降低成本。如今，強化工藝也被引用到生物制藥領域，定義也更加廣泛，不僅通過降低工廠規(guī)模/成本，還側重通過提高質量、總工藝效率和運營靈活性來創(chuàng)造競爭優(yōu)勢。那么漢騰生物具體如何通過強化工藝來實現(xiàn)目標呢？
近期，漢騰生物創(chuàng)始人兼CEO沈瀟博士出席第七屆中國藥品檢驗技術大會。本次大會由廣州市藥品檢驗所主任藥師張玉英主持，廣東省藥學會副理事長兼秘書長鄭志華致辭。在演講環(huán)節(jié)，沈瀟博士提及，隨著全球原料藥價格上升、生物仿制藥出現(xiàn)以及國家集采等因素，全球生物制藥行業(yè)利潤具有下降的趨勢，面臨著很大的壓力，而強化工藝策略則是解決這一難題的秘訣，也是漢騰生物持之以恒努力的方向。
沈瀟博士演講現(xiàn)場
沈瀟博士提到，漢騰生物聚焦生物藥一站式CMC開發(fā)和商業(yè)化生產服務，已在全球建造七大研發(fā)及生產基地。基地的布局及建設融入強化工藝的理念，將制藥過程的各個環(huán)節(jié)串聯(lián)起來，使用合理的流程及適當?shù)脑O備，減少工廠占地面積，減少能源消耗和廢物產生，持續(xù)性輸出高效率的技術服務。應用強化工藝策略降低了基地的投資及運營費用，這樣制藥的生產成本就降低了。
強化工藝不僅適用于生產過程，還可用于新藥研發(fā)領域。沈瀟博士強調漢騰生物同樣注重新藥研發(fā)過程中的工藝強化。他表示，2015年前，一個大分子藥從確定序列到三批 GMP生產項目大概需要24個月，直到現(xiàn)在我們能壓縮到12個月，新冠期間相關的項目甚至達到7個月，這么短的時間內開發(fā)完這些流程，同時還要符合法規(guī)監(jiān)管，這其中便要用到很多工藝來實現(xiàn)這一目標。
沈瀟博士：“將漢騰生物各個研發(fā)環(huán)節(jié)串聯(lián)起來，在細胞株構建、上游培養(yǎng)和下游純化中實現(xiàn)強化工藝。”
1、注重高效的細胞株構建
標準的細胞株構建環(huán)節(jié)需要6個月的時間，而漢騰生物經(jīng)過強化工藝之后可將時間短縮至2個月。所用的強化工藝技術包括了長期馴化的CHOzen®（CHO-K1）和GLYCOEXPRESS® 細胞株、Canvector® 表達載體、信號肽優(yōu)化、密碼子優(yōu)化、高效轉染系統(tǒng)、自主產權的CHO-Rise® 高產培養(yǎng)基，以及高通量篩選技術的應用等。
自動化單克隆篩選系統(tǒng)可降低耗材和人工成本，提高效率，并且保證99%以上都是單克隆細胞
2、注重生產工藝開發(fā)
細胞株構建之后需要建庫，漢騰生物采用的強化工藝是高密度凍存法。沈瀟博士指出，通常細胞凍存密度為1×107cell/ml，但我們可以做到10×107cell/ml；如果高密度凍存的細胞作為種子來做放大生產的話，可顯著縮短細胞擴增時間，并且在復蘇、培養(yǎng)及目標產物表達階段均與標準方法無差異。
基于穩(wěn)定的上游工藝平臺，漢騰生物建立了加強型補料批培養(yǎng)開發(fā)平臺（C-Boost®）。加強型補料批培養(yǎng)是在補料批培養(yǎng)基礎上，通過進一步的培養(yǎng)基優(yōu)化、補料策略及培養(yǎng)模式改進，提高生產罐的細胞接種密度，使生產的目標產物的滴度達到更高水平（最高可達22.2g/L），并縮短上游生產周期。
加強型補料培養(yǎng)（IFB）和常規(guī)補料培養(yǎng)（TFB）細胞生長及活率對比
除C-Boost®技術平臺外，漢騰生物還有CHO細胞和GEX細胞的灌流工藝技術，用于高密度的細胞凍存，以及單抗和重組蛋白的表達，解決客戶的不同需求。以CHO細胞表達單抗為例，在一升的培養(yǎng)規(guī)模下可以做到60天120克的高產量。
CHO細胞（表達單抗）40天灌流培養(yǎng)的細胞生產及活率
另一方面，為了使細胞在整個培養(yǎng)過程中保持流體動力學的環(huán)境，漢騰生物使用了環(huán)軌式生物反應器工藝平臺，該工藝具有混勻效果好，氣液交換充分，低剪切力，可放大性好（10L-2500L），工藝穩(wěn)定等特點。此外，環(huán)軌式生物反應器使用相對靈活，例如，一個10L反應器可以支持原液從1L-10L不同體積的變更，無需使用不同規(guī)模的反應器。
攪拌生物反應器與環(huán)軌生物反應器的流體動力學差異
隨著上游工藝越來越精湛，下游工藝也在采用成本效益更高的工藝技術。漢騰生物在標準的分離提純“三步法”基礎上開發(fā)了“兩步法”，減少過柱時間；值得關注的是，二步法也可以達到純度98%，回收率達到＞80%和殘留的宿主細胞蛋白（HCP）水平<100ppm。另外，親和層析的成本是最高的，漢騰生物為降低成本，開發(fā)了非親和層析技術用于純化，并且讓效益達到了理想狀態(tài)。
三步法、二步法和非親和層析的過程持續(xù)時間與填料費用對比
為實現(xiàn)快速的生產效率，突破下游工藝的瓶頸，漢騰生物還引入了膜層析技術，用于緊急研發(fā)項目的投入。以IgG分離純化為例，其純度可高達99.4%，回收率達到＞80%，HCP<8ppm。
總結：正如沈瀟博士提到的，實現(xiàn)工藝強化的目標需要持續(xù)的工藝技術創(chuàng)新和革命，以便提供更高的生產力、產能以及更好的靈活性。漢騰生物在新型生物制藥快速發(fā)展的背景下，也在不斷創(chuàng)新技術以應對藥物生產工藝的開發(fā)挑戰(zhàn)，高效處理各種難題，提高開發(fā)效率及降低生產成本，為客戶企業(yè)提供可靠、高效、創(chuàng)新的技術服務。