生物反應(yīng)器培養(yǎng)中支原體污染對(duì)細(xì)胞有什么影響？

更新時(shí)間：2022-03-14

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支原體抗體又稱Mollicutes，它是一種微小的并可以自我復(fù)制的細(xì)菌（直徑 0.1–0.3 µm），一般在生物反應(yīng)器 哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)物中很難進(jìn)行檢測和去除。支原體由于缺乏細(xì)胞壁，使它們可以輕易穿過0.1 µm–0.22 µm 的除菌過濾器或?yàn)V膜。由于支原體具有較小的基因組，難以進(jìn)行選擇復(fù)制和代謝，所以，通常需要宿主細(xì)胞才能生存。某些支原體物種已引起細(xì)胞培養(yǎng)物的隱匿性污染，尤其是在基礎(chǔ)研究環(huán)境中，對(duì)細(xì)胞健康或細(xì)胞培養(yǎng)性能的可見變化很小。然而，支原體抗體可以通過幾種潛在機(jī)制以更微妙的方式改變培養(yǎng)性能和產(chǎn)品質(zhì)量，包括競爭培養(yǎng)營養(yǎng)物、通過入侵或與宿主細(xì)胞融合誘導(dǎo)異常細(xì)胞生長和細(xì)胞病變效應(yīng)，以及改變宿主細(xì)胞表達(dá)譜等。

生物反應(yīng)器培養(yǎng)中支原體污染對(duì)細(xì)胞的影響？使用生物反應(yīng)器進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，既可以監(jiān)測和控制工藝參數(shù)，也可以灌注新鮮培養(yǎng)基來去除廢料。因此，對(duì)于制藥工藝上游來說，生物反應(yīng)器可以提供較為穩(wěn)定的細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境。但是支原體的存在，不僅會(huì)降低哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)物中生長的能力，還會(huì)給接受可注射生物藥物的人帶來風(fēng)險(xiǎn)。所以，當(dāng)企業(yè)在其培養(yǎng)物中發(fā)現(xiàn)支原體時(shí)，他們會(huì)在抽取有限數(shù)量的培養(yǎng)物樣本進(jìn)行規(guī)格化并測試原材料樣本以追蹤污染源后立即進(jìn)行去污。在細(xì)胞培養(yǎng)瓶、搖瓶、轉(zhuǎn)瓶中培養(yǎng)哺乳動(dòng)物細(xì)胞也常常會(huì)受到支原體污染，由此可見防止支原體污染是細(xì)胞培養(yǎng)的關(guān)鍵。

支原體

細(xì)胞支原體污染檢測方法

生物制藥設(shè)備中的支原體污染，可能會(huì)導(dǎo)致直接的生產(chǎn)損失和昂貴的清理費(fèi)用。一般情況下，支原體的常規(guī)檢測需要 14-28 天完成，并且這是屬于勞動(dòng)密集型操作。為了加快檢測速度，一些制藥企業(yè)開始采用核酸檢測 (NAT) 方法以及其他快速微生物技術(shù)。

由于支原體可以在哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)物中存活，直徑多數(shù)在 0.1µm–0.3 µm之間，所以使用 0.22 µm的過濾器對(duì)收獲的細(xì)胞培養(yǎng)液進(jìn)行初級(jí)澄清過濾還是很有必要的。

基于培養(yǎng)細(xì)胞和基于指示細(xì)胞的支原體檢測雖然準(zhǔn)確，但可能需要長達(dá) 28 天才能完成，并且不能用于生物制造過程中的實(shí)時(shí)決策。為保證支原體污染的實(shí)時(shí)測量，近年來，支原體檢測考試探索使用核酸檢測的方法。

在一些實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)通過將支原體引入生物反應(yīng)器的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行研究、探索支原體污染在細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境中的影響因素及變量。比如：在通過生物反應(yīng)器培養(yǎng)CHO（ DG44）細(xì)胞系（用來表達(dá)模型單克隆免疫球蛋白 G1 (IgG1) 抗體）過程中，使用精氨酸支原體引入到一次性灌注生物反應(yīng)器中。然后通過細(xì)胞培養(yǎng)的方式來實(shí)時(shí)觀察支原體的生長狀態(tài)，以及支原體對(duì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞健康、新陳代謝和生產(chǎn)力的影響。