病毒分離純化挑戰(zhàn)與突破

 春節(jié)期間一場(chǎng)突如其來的新型冠狀病毒肺l炎疫情導(dǎo)致超近8萬人感l染，超過2700人失去生命，1000多萬人口的武漢實(shí)施了史l上前l所未有的封城。這個(gè)讓中國的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)幾乎處于停頓狀態(tài)，讓全世界感到恐慌的肺l炎疫情卻是由小小的病毒引起的，它們是如此之小，以至于您無法在光學(xué)顯微鏡看清楚它們。這次疫情即讓我們體會(huì)到自然界的威力也讓我們體會(huì)到自然界無窮的奧妙。即使是科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天對(duì)這種病毒的了解也是非常有限，對(duì)病毒引起的很多疾病我們也沒有很多好的應(yīng)對(duì)方法。人類不僅僅只是這次遭受病毒引起的肺l炎疫情磨難，其

實(shí)各種流l感、艾l滋病、麻l疹、風(fēng)l疹、天花、水l痘、病l毒性肝l炎、流行性乙型腦炎等各種疾病都是病毒引起的。

抗l體藥l物的生產(chǎn)工藝進(jìn)展  

  抗l體藥l物生產(chǎn)是個(gè)非常復(fù)雜的過程，大致分為上游的發(fā)酵及下游的分離純化：上游工藝主要包括細(xì)胞復(fù)蘇、傳代、發(fā)酵生產(chǎn)。而下游工藝主要包括膜過濾及多步層析分離純化。過去十多年來，基因工程獲得突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，細(xì)胞培養(yǎng)的表達(dá)量從原來的不到0.5 g/L 到現(xiàn)在普遍達(dá)到5g/L，有的甚至超過10g/L。這些進(jìn)步是由細(xì)胞表達(dá)載體的開發(fā)，克l隆篩選以及細(xì)胞培養(yǎng)基優(yōu)化等技術(shù)創(chuàng)新所驅(qū)動(dòng)的。由于發(fā)酵產(chǎn)率的大幅度提升，使得上游細(xì)胞培養(yǎng)成本大幅度降低（表1）。

與上游十多倍生產(chǎn)效率提升相比，下游分離純化技術(shù)進(jìn)步明顯滯后，導(dǎo)致下游工序成為生產(chǎn)瓶頸，抗l體主要生產(chǎn)成本也轉(zhuǎn)移到下游。下游工藝在整個(gè)生物制藥生產(chǎn)中占據(jù)60%以上生產(chǎn)成本，也被認(rèn)為是需要改進(jìn)的技術(shù)領(lǐng)域。下游工藝先進(jìn)性決定了藥品的質(zhì)量，及藥品生產(chǎn)效率和成本，也成為生物制藥企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力所在。生物制藥下游生產(chǎn)工藝目的就是把目標(biāo)藥l物分子從復(fù)雜發(fā)酵液體系中分離出來以滿足藥品純度及質(zhì)量的需求。一方面監(jiān)管部門對(duì)生物藥的純度和質(zhì)量要求越來越高，另一方面生物分子具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且對(duì)外部條件敏感，穩(wěn)定性差，雜質(zhì)多，濃度低等特點(diǎn)，使得生物藥分離純化的挑戰(zhàn)更大。比如說治l療用抗l體不僅對(duì)含量有嚴(yán)格的要求，還必須去除各種潛在的雜質(zhì)如宿主HCP, DNA，Endotoxin, 抗l體聚集體及降解片段等（表2）。

  目前市場(chǎng)上主流Protein A產(chǎn)品是GE生產(chǎn)的以瓊脂糖為基質(zhì)的產(chǎn)品，也是早商業(yè)化的產(chǎn)品。瓊脂糖為基質(zhì)的Protein A 介質(zhì)具有載量高，親水性能好，非特異性吸附低等優(yōu)點(diǎn)，但瓊脂糖介質(zhì)天然缺陷是機(jī)械強(qiáng)度差，因此也被稱為軟膠。由于該介質(zhì)耐壓性能差，生產(chǎn)中需要降低柱高、減小流速以防止壓力過高造成柱床塌陷，限制了抗l體批處理量及抗l體生產(chǎn)效率。軟膠Protein A 另外一個(gè)缺陷是傳質(zhì)速度慢，主要原因是軟膠孔徑較小，排阻大。因此軟膠Protein A 都需要駐保留時(shí)間長，流速慢條件下，抗l體吸附載量才會(huì)比較高，但在高流速下動(dòng)態(tài)載量下降的非常快。因此一個(gè)理想的抗l體純化用Protein A 介質(zhì)需要具有高流速，高載量，高機(jī)械強(qiáng)度，及更長的使用壽命等特點(diǎn)。Protein A 介質(zhì)載量是由微球孔徑，比表面積，配基密度來決定的；機(jī)械強(qiáng)度則是由Protein A基球材料化學(xué)組成，交聯(lián)度及孔隙率來決定的；Protein A 配基脫落及使用壽命主要由配基，基球性能及偶聯(lián)方式來決定。實(shí)現(xiàn)Protein A 親和介質(zhì)的國產(chǎn)化需要從底層創(chuàng)新開始。