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動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術

節(jié) 大規(guī)模培養(yǎng)技術應用簡介

通過大規(guī)模體外培養(yǎng)技術培養(yǎng)哺乳類動物細胞是生產(chǎn)生物制品的有效方法。2060-70年代，就已創(chuàng)立了可用于大規(guī)模培養(yǎng)動物細胞的微載體培養(yǎng)系統(tǒng)和中空纖維細胞培養(yǎng)技術。近十數(shù)年來，由于人類對生長激素、干擾素、單克隆抗體、疫苗及白細胞介素等生物制品的需求猛增，以傳統(tǒng)的生物化學技術從動物組織獲取生物制品已遠遠不能滿足這一需求。隨著細胞培養(yǎng)的原理與方法日臻完善，動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術趨于成熟。人畸胎瘤細胞

所謂動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術（large-scale culture technology）是指在人工條件下（設定ph、溫度、溶氧等），在細胞生物反應器（bioreactor）中高密度大量培養(yǎng)動物細胞用于生產(chǎn)生物制品的技術。目前可大規(guī)模培養(yǎng)的動物細胞有雞胚、豬腎、猴腎、地鼠腎等多種原代細胞及人二倍體細胞、cho（中華倉鼠卵巢）細胞、BHK-21(倉鼠腎細胞)、Vero細胞(非洲綠猴腎傳代細胞，是貼壁依賴的成纖維細胞)等，并已成功生產(chǎn)了包括狂犬病疫苗、口蹄疫疫苗、甲型肝炎疫苗、乙型肝炎疫苗、紅細胞生成素、單克隆抗體等產(chǎn)品。

在過去幾十年來，該技術經(jīng)有了很大發(fā)展，從使用轉瓶(roller bottle) 、CellCube等貼壁細胞培養(yǎng)，發(fā)展為生物反應器（Bioreactor）進行大規(guī)模細胞培養(yǎng)。代細胞培養(yǎng)技術核心問題是難以產(chǎn)業(yè)化或者說是規(guī)模化生產(chǎn)：一是在工藝生產(chǎn)時不能大規(guī)模制備產(chǎn)品；二是非批量生產(chǎn)容易導致產(chǎn)品質量的不均一性；三是難以對同批生產(chǎn)進行生產(chǎn)和質量控制。

隨著生物技術的發(fā)展，迫切需要大規(guī)模的細胞培養(yǎng)，特別是培養(yǎng)表達特異性蛋白的哺乳動物細胞，以便獲得大量有用的細胞表達產(chǎn)物。采用玻璃瓶靜置或旋轉瓶的培養(yǎng)方法，已不能滿足所需細胞數(shù)量及其分泌產(chǎn)物。因而必須為工業(yè)化生產(chǎn)一種新的技術方法。自70年代以來，細胞培養(yǎng)用生物反應器有很大的發(fā)展，種類越來越多，規(guī)模越來越大，較常見的細胞培養(yǎng)生物反應器有空氣提升反應器，中空纖維管反應器，無泡攪拌反應器及籃式生物反應器等。八十年代以來，人們逐漸開始以生物反應器培養(yǎng)代替鼠腹水的方法獲得單克隆抗體。

動物細胞是一種無細胞壁的真核細胞，生長緩慢，對培養(yǎng)環(huán)境十分敏感。采用傳統(tǒng)的生物化工技術進行動物細胞大量培養(yǎng)，除了要滿足培養(yǎng)過程必需的營養(yǎng)要求外，有必要建立合理的控制模型，進行pH和溶氧（DO）的佳控制。細胞生物反應器可通過微機有序地定量地控制加入動物細胞培養(yǎng)罐內的空氣、氧氣、氮氣和二氧化碳四種氣體的流量，使其保持佳的比例來控制細胞培養(yǎng)液中的pH值和溶氧水平，使系統(tǒng)始終處于佳狀態(tài)，以滿足動物細胞的生長對pH值和溶解氧的需要。如為提高或達到一定的溶氧水平可改變通入培養(yǎng)罐內氣體中氧氣和氮氣的比例來實現(xiàn)控制DO值的目的。采用二氧化碳/碳酸氫鈉（CO2/NaHCO3）緩沖液系統(tǒng)來控制培養(yǎng)液的pH值是一種較好的方法。人畸胎瘤細胞

SGC-7901*細胞，人胃癌細胞

SNU-1細胞，人胃癌細胞

SNU-5細胞，人胃癌細胞

SNU-638細胞，人胃癌細胞

HGC-27細胞，人胃癌（未分化）細胞

MKN-28細胞，人胃癌高轉移細胞

GIST-T1細胞，人胃腸間質瘤細胞

SGC7901細胞，人胃腺癌細胞

HT-1080細胞，人纖維肉瘤細胞

Acc-2細胞，人涎腺腺樣囊性癌細胞

Acc-3細胞，人涎腺腺樣囊性癌細胞

A2 細胞，人腺樣囊性癌細胞

AM 細胞，人腺樣囊性癌（高轉移）細胞

HIC細胞，人小腸癌細胞

DMS153細胞，人小肺癌細胞

H128*細胞，人小肺癌細胞

H358細胞，人小肺癌細胞

H520細胞，人小肺癌細胞

H69細胞，人小肺癌細胞

HS77細胞，人小肺癌細胞

NCI-H209細胞，人小肺癌細胞

NCI-H2227細胞，人小肺癌細胞

NCI-H446細胞，人小肺癌細胞

SMC-1細胞，人胸膜瘤細胞

143TK 細胞，人胸腺激酶缺陷性系細胞

TF-1細胞，人血液白血病細胞

FaDu細胞，人咽鱗癌細胞

CCL-138 細胞，人咽頭癌胸水轉移細胞

Detroit 562細胞，人咽頭癌胸水轉移細胞

VUP 細胞，人眼脈洛膜惡性黑色素瘤細胞

OM431細胞，人眼脈洛膜惡性黑色素瘤細胞

SP 6.5細胞，人眼脈洛膜黑色素瘤細胞

C918細胞，人眼脈絡黑色素瘤細胞

BxPC-3細胞，人胰腺腺癌細胞

HPAC細胞，人胰腺腺泡上皮癌細胞

HaCaT細胞，人永生化表皮細胞

HL-60*細胞，人原髓白血病細胞

HL-60細胞，人早幼粒急性白血病細胞

CNE1-lmp1細胞，人轉lmp1基因鼻咽癌細胞

F2-2細胞，人轉基因鼻咽癌系細胞

AsPC-1細胞，人轉移胰腺腺癌細胞

C-33 A細胞，人子宮頸癌細胞

ME-180細胞，人子宮頸表皮癌細胞

現(xiàn)在，由于動物細胞培養(yǎng)技術在規(guī)模和可靠性方面都不斷發(fā)展，且從中得到的蛋白質也被證明是安全有效的，因此人們對動物細胞培養(yǎng)的態(tài)度已經(jīng)發(fā)生了改變。許多人用和獸用的重要蛋白質藥物和疫苗，尤其是那些相對較大、較復雜或糖基化（glycosylated）的蛋白質來說，動物細胞培養(yǎng)是選的生產(chǎn)方式。60年代初，英國AVRI研究所在貼壁細胞系BHK21中將口蹄疫病毒培養(yǎng)成功后，從初的200ml和800ml玻璃容器開始，很快就放大到30L和100L不銹鋼罐的培養(yǎng)規(guī)模。使用的是基于Eagle's配方的培養(yǎng)基，補充5%成年牛血清和蛋白胨。1967年以后，Wellcome（現(xiàn)為Cooper動物保?。┘瘓F分布于歐洲、非洲和南美洲8個的生產(chǎn)廠商，應用此項技術工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)口蹄疫疫苗和獸用狂犬疫苗，已掌握了5000L的細胞罐大規(guī)模培養(yǎng)技術。人畸胎瘤細胞

目前已實現(xiàn)商業(yè)化的產(chǎn)品有：口蹄疫疫苗、狂犬病疫苗、牛白血病病毒疫苗、脊髓灰質炎病毒疫苗、乙型肝炎疫苗、皰瘡病毒疫苗、巨細胞病毒疫苗、α及β干擾素、血纖維蛋白溶酶原激活劑、凝血因子Ⅷ和Ⅸ、促紅細胞素、松弛素、生長激素、蛋白C、免疫球蛋白、尿激酶、激肽釋放酶及200種單克隆抗體等。其中，口蹄疫疫苗是動物細胞大規(guī)模培養(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進行表達，已生產(chǎn)出乙型肝炎疫苗。英國Wellcome公司采用8000L Namalwa細胞生產(chǎn)α干擾素。英國Celltech公司用氣升式生物反應器生α、β和γ干擾素；用無血清培養(yǎng)液在10000L氣升式生物反應器中培養(yǎng)雜交瘤細胞生產(chǎn)單克隆抗體。美國Endotronic公司用中空纖維生物反應器大規(guī)模培養(yǎng)動物細胞生產(chǎn)出免疫球蛋白G、A、M和尿激酶、人生長激素等。人畸胎瘤細胞