什么是大规模培养技术应用

    所谓动物细胞大规模培养技术(large-scale culture technology)是指在人工条件下(设定ph,温度、溶氧等)，在细胞生物反应器(bioreactor)中高密度大量培养动物细胞用于生产生物制品的技术。目前可大规模培养的动物细胞有鸡胚、猪肾、猴肾、地鼠肾等多种原代细胞及人二倍体细胞、cho(中华仓鼠卵巢)细胞、BHK-21(仓鼠肾细胞)、Vero细胞(非洲绿猴肾传代细胞，是贴壁依赖的成纤维细胞)等，并己成功生产了包括狂犬病疫苗、口蹄疫疫苗、甲型肝炎疫苗、乙型肝炎疫苗、红细胞生成素、单克隆抗体等产品。

    在过去几十年来，该技术经有了很大发展，从使用转瓶(roller bottle)、Ce1lCube等贴壁细胞培养，发展为生物反应器(Bioreactor)进行大规模细胞培养。第一代细胞培养技术核心问题是难以产业化或者说是规模化生产:一是在工艺生产时不能大规模制备产品;二是非批量生产容易导致产品质量的不均一性;三是难以对同批生产进行生产和质量控制。

      随着生物技术的发展，迫切需要大规模的细胞培养，特别是培养表达特异性蛋白的哺乳动物细胞，以便获得大量有用的细胞表达产物。采用玻璃瓶静置或旋转瓶的培养方法，己不能满足所需细胞数量及其分泌产物。因向必坝为工业化生产升创一种新的技术万法。目70年代以来，细胞培养用生物反应器有很大的发展，种类越来越多，规模越来越大，较常见的细胞培养生物反应器有空气提升反应器，中空纤维管反应器，无泡搅拌反应器及篮式生物反应器等。八十年代以来，人们逐渐开始以生物反应器培养代替鼠腹水的方法获得单克隆抗体。

    动物细胞是一种无细胞壁的真核细胞，生长缓慢，对培养环境十分敏感。采用传统的生物化工技术进行动物细胞大量培养，除了要满足培养过程必需的营养要求外，有必要建立合理的控制模型，进行pH和溶氧cDo)的较好控制。细胞生物反应器可通过微机有序地定量地控制加入动物细胞培养罐内的空气、氧气、氮气和二氧化碳四种气体的流量，使其保持较好的比例来控制细胞培养液中的pH值和溶氧水平，使系统始终处于较好状态，以满足动物细胞的生长对pH值和溶解氧的需要。如为提高或达到一定的溶氧水平可改变通入培养罐内气体中氧气和氮气的比例来实现控制DO值的目的。采用二氧化碳/碳酸氢钠(COZ/NaHC03缓冲液系统来控制培养液的pH值是一种较好的方法。

    现在，由于动物细胞培养技术在规模和可靠性方面都不断发展，且从中得到的蛋白质也被证明是安全有效的，因此人们对动物细胞培养的态度己经发生了改变。许多人用和兽用的重要蛋白质药物和疫苗，尤其是那些相对较大、较复杂或糖基化(glycosylated)的蛋白质来说，动物细胞培养是首选的生产方式。60年代初，英国AVRI研究所在贴壁细胞系BHK21中将口蹄疫病毒培养成功后，从较初的200m1和800m1玻璃容器开始，很快就放大到30L和100L不锈钢罐的培养规模。使用的是基于Eagle's配方的培养基，补充5%成年牛血清和蛋白陈。1967年以后，Wellcome(现为Cooper动物保健)集团分布于欧洲、非洲和南美洲8个国家的生产厂商，应用此项技术工业规模化生产口蹄疫疫苗和兽用狂犬疫苗，己掌握了SOOOL的细胞罐大规模培养技术。

    目前己实现商业化的产品有:口蹄疫疫苗、狂犬病疫苗、牛白血病病毒疫苗、脊髓灰质炎病毒疫苗、乙型肝炎疫苗、疤疮病毒疫苗、巨细胞病毒疫苗、a及p干扰素、血纤维蛋白溶酶原激活剂、凝血因子VIQ和IX、促红细胞素、松弛素、生长激素、蛋白C、免疫球蛋白、尿激酶、激肤释放酶及200种单克隆抗体等。其中，口蹄疫疫苗是动物细胞大规模培养方法生产的主要产品之一。1983年，英国Wellcome公司就己能够利用动物细胞进行大规模培养生产口蹄疫疫苗。美国Genentech公司应用SV40为载体，将乙型肝炎病毒表面抗原基因插入哺乳动物细胞内进行高效表达，己生产出乙型肝炎疫苗。英国Wellcome公司采用8000LNamalwa细胞生产a干扰素。英国Celltech公司用气升式生物反应器生a,p和Y干扰素;用无血清培养液在10000L气升式生物反应器中培养杂交瘤细胞生产单克隆抗体。美国Endotronic公司用中空纤维生物反应器大规模培养动物细胞生产出免疫球蛋白G, A, M和尿激酶、人生长激素等。