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细胞反应器技术及其在生物制药领域的应用
何敬琦
（哈药集团生物工程有限公司黑龙江哈尔滨150025）
摘要：1962年生物反应器动物细胞培养的浪潮席卷全球，其可以作为生物工厂进行外源蛋白的大规模生产。目前，生物反应器技术在全世界范图内发展较为迅速，并在生物制药领域有了较好的应用前景。
关键词：反应器；发；细胞
生物反应器我所理解是利用生物体或酶所具有的生物功能，在产。
体外进行生物化学反应的装置系统，是一种生物功能模拟设备，过程中其核心作用是为实现产品的扩大生产，是为产品做市场化的关键设备，是原料的产物的桥架。从生物反应过程说，发醇过程用的反应器为发酵罐，酶反应过程用的是酵反应器，如果为动植物细胞提供培养的反应器则称为动植物细胞培养装置。本文主要将反应器培养动植物动植物细胞技术在疫苗生产过程中的应用发展及现状做进一步的闸述。
反应器细胞培养相关领域的进展
1962年capstile成功的大规模悬浮培养BHK21细胞，1967年 VANWEZEL成功应用微载体培养动物细胞，报起了学习反应器培养动物细胞的浪潮，20世纪70年代，2000-5000L的生物反应器悬浮培养特定细胞技术开始应用到口蹄疫疫苗的生产过程中，在 80-90年代，随着细胞融合技术及基因工程技术在生物技术领域的发展，抗体药物发展.推进了反应器培养技术在生物制药中的应用， 2009年抗体类药物销售额在生物技术药物所占比例超过30%，成干上方的反应器及其先进的细胞培养技术在抗体生产中获得重大突破，到目前为止，市场上2000L-10000L的生物反应器在生物制药领域大为常见，最近动物细胞培养反应器规模为约300-400万，并且数量在逐年递增，瑞士沙龙、葛兰素史克等大型生物公司都分别在新加坡建设了反应器生产线.随着反应器在生物制药中的广泛应用，反应器细胞培养技术也变得更加成熟。
2动物细胞培养用生物反应器简介
反应器有哪些类型呢，下面简单介绍一下：
第一种类型为通气式搅拌：此种类型的反应器是在原有小型发酵罐的基础上发展起来的，由于动物细胞容易受到机械损伤的特点，采用剪切力小、混合性能好的搅拌器，通过控制体内的氮气及氧气来控制溶氧，用二氧化碳及碳酸氢钠缓冲液来控制溶液的PH
值
第二种类型为中空纤维管式：此类主要用于单抗的大规模生
产，床层深度主要通过纤维管的层数控制，安装在顶部及底部的 2-3微米的微孔不锈钢板中，培养基由下面进人，细胞则在纤维管中生长，可以分批次培养细胞，也可培养贴壁细胞。
第三种类型为气升式：此类反应器主要以内循环为主，此类反应器的技术主要在于自动控制和细胞培养，溶氧的控制系通过空气流速调节，面PH的控制则通过通人二氧化碳进行调节。
第四种类型无泡搅拌式：这是一种装有膜搅拌器的生物反应器。膜是由聚丙烯、硅橡胶或其他不致对细胞产生任何毒害面又能够耐受培养基内营养物质侵袭的材料制成，加工成为多孔的中空管。采用多孔的疏水性塑料管制成的通气搅拌，具有良好的通透性，同时解决也决解决了通气和均相化的需求，并且剪切力小，并且不易产生气泡，鉴于以上有点得到了广泛的应用。
第五种类型透析式：过程中可以不断取出产物，避免微量代谢产物毒害影响，产量得到了很大程度的提高。
3反应器细胞培养技术的应用
3.1应用生物反应器培养细胞和病毒
规模化生产人用狂犬疫苗，连续获取病毒液经浓缩、灭清、纯化制成狂犬狂犬疫苗，通过实践可以证明可以大规模生产狂犬疫苗。
3.2生物反应器细胞培养制备乙脑疫苗
用特定型号的生物反应器，以灌流方式培养细胞，持续收集乙脑病毒液，经浓缩、灭活、纯化制乙脑病毒液，经制剂生产流程-配制、藻装、灭活、灯检、包装等流程生产乙脑苗，实现大规模的生
4生物反应器在生物制药领域应用
生物反应器细胞培养技术作为生物制药中最为关键的技术，国内的生物制药企业感受到应用反应器技术升级的追切性，生产技术的创新给苗生产企业带来历史发展机遇，单克降抗体就是通过培养杂交瘤细胞使其产生专一抗体，然后从培养液中提取抗体，这个过程利用到了细胞培养技术且产生的抗体具有高纯度、高敏度的特点，主要用于临床诊断，其次应用于免疫学。
单克隆抗体在生物制药方面也有所研发，单克隆抗体药物研发已经被列人863计划和国家重点项目，国内已经有2个治疗性单抗产品准备生产，3个治疗性产品处于临床实验阶段，多个抗体药物处于临床研究阶段，已经批准的治疗性单抗有31个，武汉生物制品研究所抗肾移植单抗OKT3注射用鼠源性抗人T淋巴细胞CD3抗原单克降抗体最早被批准上市，其有免疫抑制作用，可逆转对移植器官的排斥反应，目前国内正在进行临床前研究的抗体药物有：抗 CEA嵌合抗体用于治疗结肠瘤；抗破伤风抗体，用于预防破伤风；抗乙型脑荧单抗，用于乙型脑荧，
在病毒类产品工业化生产方面已经建立起集生物反应器、微载体、动物细胞大规模培养技术为一体的人畜用病毒疫苗工业化生产技术，不仅为病毒类产品的工业化生产间题，同时彻底改变了传统的手工滚瓶生产方式，提高了规模化生产的经济性。
大型生物反应器的制造，有助于氨基酸、抗生素或轻化工产品的生产，另外一方面随着矿物质能源的消耗，利用生物质生产燃料乙醇已经提到战略日程，大型发酵罐的应用是降低生产成本的有效途径之
在器官移植方面，通过动物细胞或组织的培养可以生产适合受体的器官，也可以解决器官来源缺带来的不利影响。
5展望
由于动物细胞体外培养的生物学特性，相关产品结构复杂性及-致性的要求，动物细胞大规模培养技术仍难于满足医用生物制品规模化需求，迫切要求进一步研究和发展细胞培养工艺，目前，世界众多领域集中在优化细胆培养环境，改变细胞特性，提高产品的产率并保正其质量和一致性上。相信不断成熟的大规模动物细胞培养技术不仅在生产药用蛋白.而且在基因治疗、基因疫苗用的载体的生产、人工器官及组织移植用分化细胞的培养等领域都有广泛的应用。