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動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)

節(jié) 大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用簡(jiǎn)介

通過(guò)大規(guī)模體外培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)哺乳類動(dòng)物細(xì)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(dòng)物細(xì)胞的微載體培養(yǎng)系統(tǒng)和中空纖維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。近十?dāng)?shù)年來(lái)，由于人類對(duì)生長(zhǎng)激素、干擾素、單克隆抗體、疫苗及白細(xì)胞介素等生物制品的需求猛增，以傳統(tǒng)的生物化學(xué)技術(shù)從動(dòng)物組織獲取生物制品已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這一需求。隨著細(xì)胞培養(yǎng)的原理與方法日臻完善，動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)趨于成熟。人急性單核白血病單核細(xì)胞

所謂動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)（large-scale culture technology）是指在人工條件下（設(shè)定ph、溫度、溶氧等），在細(xì)胞生物反應(yīng)器（bioreactor）中高密度大量培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞用于生產(chǎn)生物制品的技術(shù)。目前可大規(guī)模培養(yǎng)的動(dòng)物細(xì)胞有雞胚、豬腎、猴腎、地鼠腎等多種原代細(xì)胞及人二倍體細(xì)胞、cho（中華倉(cāng)鼠卵巢）細(xì)胞、BHK-21(倉(cāng)鼠腎細(xì)胞)、Vero細(xì)胞(非洲綠猴腎傳代細(xì)胞，是貼壁依賴的成纖維細(xì)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(xì)胞生成素、單克隆抗體等產(chǎn)品。

在過(guò)去幾十年來(lái)，該技術(shù)經(jīng)有了很大發(fā)展，從使用轉(zhuǎn)瓶(roller bottle) 、CellCube等貼壁細(xì)胞培養(yǎng)，發(fā)展為生物反應(yīng)器（Bioreactor）進(jìn)行大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)。代細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)核心問(wèn)題是難以產(chǎn)業(yè)化或者說(shuō)是規(guī)模化生產(chǎn)：一是在工藝生產(chǎn)時(shí)不能大規(guī)模制備產(chǎn)品；二是非批量生產(chǎn)容易導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量的不均一性；三是難以對(duì)同批生產(chǎn)進(jìn)行生產(chǎn)和質(zhì)量控制。

隨著生物技術(shù)的發(fā)展，迫切需要大規(guī)模的細(xì)胞培養(yǎng)，特別是培養(yǎng)表達(dá)特異性蛋白的哺乳動(dòng)物細(xì)胞，以便獲得大量有用的細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)物。采用玻璃瓶靜置或旋轉(zhuǎn)瓶的培養(yǎng)方法，已不能滿足所需細(xì)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(shù)方法。自70年代以來(lái)，細(xì)胞培養(yǎng)用生物反應(yīng)器有很大的發(fā)展，種類越來(lái)越多，規(guī)模越來(lái)越大，較常見(jiàn)的細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器有空氣提升反應(yīng)器，中空纖維管反應(yīng)器，無(wú)泡攪拌反應(yīng)器及籃式生物反應(yīng)器等。八十年代以來(lái)，人們逐漸開(kāi)始以生物反應(yīng)器培養(yǎng)代替鼠腹水的方法獲得單克隆抗體。

動(dòng)物細(xì)胞是一種無(wú)細(xì)胞壁的真核細(xì)胞，生長(zhǎng)緩慢，對(duì)培養(yǎng)環(huán)境十分敏感。采用傳統(tǒng)的生物化工技術(shù)進(jìn)行動(dòng)物細(xì)胞大量培養(yǎng)，除了要滿足培養(yǎng)過(guò)程必需的營(yíng)養(yǎng)要求外，有必要建立合理的控制模型，進(jìn)行pH和溶氧（DO）的佳控制。細(xì)胞生物反應(yīng)器可通過(guò)微機(jī)有序地定量地控制加入動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)罐內(nèi)的空氣、氧氣、氮?dú)夂投趸妓姆N氣體的流量，使其保持佳的比例來(lái)控制細(xì)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(dòng)物細(xì)胞的生長(zhǎng)對(duì)pH值和溶解氧的需要。如為提高或達(dá)到一定的溶氧水平可改變通入培養(yǎng)罐內(nèi)氣體中氧氣和氮?dú)獾谋壤齺?lái)實(shí)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(lái)控制培養(yǎng)液的pH值是一種較好的方法。人急性單核白血病單核細(xì)胞

SGC-7901*細(xì)胞，人胃癌細(xì)胞

SNU-1細(xì)胞，人胃癌細(xì)胞

SNU-5細(xì)胞，人胃癌細(xì)胞

SNU-638細(xì)胞，人胃癌細(xì)胞

HGC-27細(xì)胞，人胃癌（未分化）細(xì)胞

MKN-28細(xì)胞，人胃癌高轉(zhuǎn)移細(xì)胞

GIST-T1細(xì)胞，人胃腸間質(zhì)瘤細(xì)胞

SGC7901細(xì)胞，人胃腺癌細(xì)胞

HT-1080細(xì)胞，人纖維肉瘤細(xì)胞

Acc-2細(xì)胞，人涎腺腺樣囊性癌細(xì)胞

Acc-3細(xì)胞，人涎腺腺樣囊性癌細(xì)胞

A2 細(xì)胞，人腺樣囊性癌細(xì)胞

AM 細(xì)胞，人腺樣囊性癌（高轉(zhuǎn)移）細(xì)胞

HIC細(xì)胞，人小腸癌細(xì)胞

DMS153細(xì)胞，人小肺癌細(xì)胞

H128*細(xì)胞，人小肺癌細(xì)胞

H358細(xì)胞，人小肺癌細(xì)胞

H520細(xì)胞，人小肺癌細(xì)胞

H69細(xì)胞，人小肺癌細(xì)胞

HS77細(xì)胞，人小肺癌細(xì)胞

NCI-H209細(xì)胞，人小肺癌細(xì)胞

NCI-H2227細(xì)胞，人小肺癌細(xì)胞

NCI-H446細(xì)胞，人小肺癌細(xì)胞

SMC-1細(xì)胞，人胸膜瘤細(xì)胞

143TK 細(xì)胞，人胸腺激酶缺陷性系細(xì)胞

TF-1細(xì)胞，人血液白血病細(xì)胞

FaDu細(xì)胞，人咽鱗癌細(xì)胞

CCL-138 細(xì)胞，人咽頭癌胸水轉(zhuǎn)移細(xì)胞

Detroit 562細(xì)胞，人咽頭癌胸水轉(zhuǎn)移細(xì)胞

VUP 細(xì)胞，人眼脈洛膜惡性黑色素瘤細(xì)胞

OM431細(xì)胞，人眼脈洛膜惡性黑色素瘤細(xì)胞

SP 6.5細(xì)胞，人眼脈洛膜黑色素瘤細(xì)胞

C918細(xì)胞，人眼脈絡(luò)黑色素瘤細(xì)胞

BxPC-3細(xì)胞，人胰腺腺癌細(xì)胞

HPAC細(xì)胞，人胰腺腺泡上皮癌細(xì)胞

HaCaT細(xì)胞，人永生化表皮細(xì)胞

HL-60*細(xì)胞，人原髓白血病細(xì)胞

HL-60細(xì)胞，人早幼粒急性白血病細(xì)胞

CNE1-lmp1細(xì)胞，人轉(zhuǎn)lmp1基因鼻咽癌細(xì)胞

F2-2細(xì)胞，人轉(zhuǎn)基因鼻咽癌系細(xì)胞

AsPC-1細(xì)胞，人轉(zhuǎn)移胰腺腺癌細(xì)胞

C-33 A細(xì)胞，人子宮頸癌細(xì)胞

ME-180細(xì)胞，人子宮頸表皮癌細(xì)胞

現(xiàn)在，由于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)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(zhì)也被證明是安全有效的，因此人們對(duì)動(dòng)物細(xì)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(zhì)藥物和疫苗，尤其是那些相對(duì)較大、較復(fù)雜或糖基化（glycosylated）的蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是選的生產(chǎn)方式。60年代初，英國(guó)AVRI研究所在貼壁細(xì)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(kāi)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(bǔ)充5%成年牛血清和蛋白胨。1967年以后，Wellcome（現(xiàn)為Cooper動(dòng)物保?。┘瘓F(tuán)分布于歐洲、非洲和南美洲8個(gè)的生產(chǎn)廠商，應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)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(xì)胞罐大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)。人急性單核白血病單核細(xì)胞

目前已實(shí)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(zhì)炎病毒疫苗、乙型肝炎疫苗、皰瘡病毒疫苗、巨細(xì)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(xì)胞素、松弛素、生長(zhǎng)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(dòng)物細(xì)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(guó)Wellcome公司就已能夠利用動(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn)口蹄疫疫苗。美國(guó)Genentech公司應(yīng)用SV40為載體，將乙型肝炎病毒表面抗原基因插入哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，已生產(chǎn)出乙型肝炎疫苗。英國(guó)Wellcome公司采用8000L Namalwa細(xì)胞生產(chǎn)α干擾素。英國(guó)Celltech公司用氣升式生物反應(yīng)器生α、β和γ干擾素；用無(wú)血清培養(yǎng)液在10000L氣升式生物反應(yīng)器中培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞生產(chǎn)單克隆抗體。美國(guó)Endotronic公司用中空纖維生物反應(yīng)器大規(guī)模培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞生產(chǎn)出免疫球蛋白G、A、M和尿激酶、人生長(zhǎng)激素等。人急性單核白血病單核細(xì)胞