生物藥開發(fā)是一個非常復雜的過程,而構建適用于工業(yè)生產的高表達的穩(wěn)定細胞株是生物藥工藝開發(fā)的起點和基礎,后續(xù)開發(fā)、臨床前和臨床工作都是基于某一確定的細胞株進行開展。
與此同時,細胞株產量會影響到生產的成本,質量會影響到藥物的安全性和有效性。因此,細胞的單克隆篩選在確保生物制藥產品的純度和均一性上至關重要。
進行單克隆篩選是為了減少細胞庫的異質性,減少單克隆細胞篩選的復雜流程,保持生產過程的一致性和可預見性,確保產品的產量和質量在預設的范圍內。
常見的單克隆獲取方法:
目前常見的單克隆獲取方法主要包括以下三個:有限稀釋法、高通量細胞系篩選儀和流式細胞熒光分選技術。
一、有限稀釋法:
有限稀釋法是傳統(tǒng)的挑選單克隆的方法,該方法操作簡單,對儀器設備的需求比較低,并且方便與成像系統(tǒng)關聯(lián)使用。因此,是目前應用比較多的單克隆挑選方法。
一般要求鋪板密度在0.5cell/well或以下,操作簡單但是耗時較長。另一個缺點是效率比較低,需要在大量的96孔板或者384孔板中進行挑選才有可能獲得理想的克隆(一般需要在不低于1000個克隆中挑選)。
二、高通量細胞系篩選儀:
高通量的單克隆篩選設備,是在半固體培養(yǎng)基中使用機器進行篩選。相對于有限稀釋法,單克隆篩選設備使用半固體培養(yǎng)基,應用熒光顯色的方法挑選高表達克隆,因此具有人工干預少、通量大、效率高的優(yōu)點。
但是這種設備也有不足。有限稀釋法的單克隆培養(yǎng)基與后期工藝培養(yǎng)基更為接近,克隆在孔板的表現(xiàn)更接近在生產過程中的表現(xiàn)。此外,高通量細胞單克隆篩選設備價格較為昂貴,難以在普通企業(yè)中采用該方法。
三、流式細胞熒光分選技術(FACS):
FACS法的原理是根據細胞大小、熒光染料和細胞表面marker等因素挑選出所需要的單細胞,當前廣泛應用于單細胞分離,稀有細胞分選等多項研究中。一般而言,該法可用于鑒定、分離具有高水平膜蛋白表達的細胞。
使用FACS法,單克隆形成率很高,并且FACS法可以和單克隆成像系統(tǒng)連用,確定單克隆。但在沒有成像系統(tǒng)輔助的情況下,一般認為單純的一輪篩選是不夠的,可以通過有限稀釋法挑選亞克隆來增加單克隆率。
缺點是在整個篩選過程中,細胞的形態(tài)及狀態(tài)會對條件和分離效果產生影響,流式細胞儀在分選過程中也可能會對細胞狀態(tài)有一定影響。