在生物医疗的制造过程中，细胞培养作为上游生产的核心，扮演着至关重要的角色。细胞培养的强化成为优化整体生物工艺流的关键手段，通过缩短细胞生长步骤或降低N阶段生物反应器的生产时间，从而加速生产进程。目前，生物医疗领域的细胞培养主要包括批次培养、补料分批培养、灌流培养和连续培养等方式，其中基于灌流技术的连续培养相比传统的批次和补料分批培养展现出明显优势。灌流培养技术已经在不稳定蛋白和低产量蛋白的生产中得到了广泛应用，尽管在小规模操作中表现优异，但其在大规模商业化生产中的应用依然面临多重挑战，尤其是在工艺开发的复杂性、自动化控制的高要求以及成本控制等方面。

近年来，强化或高接种密度补料分批生物反应器作为一种备受关注与高效的生产平台，正迅速发展。该方式的接种密度较传统补料分批生物反应器高出20倍，这主要通过在N-1阶段利用灌流培养技术来获得密集的接种源。通过将细胞生长的负担转移至N-1阶段，N阶段的生物反应器能够维持高细胞浓度，进而提升单克隆抗体的总产量，因为培养物的总细胞数和细胞寿命直接关联。过去十年，该制造工艺已产生了显著的成果，如接种10x10^6个细胞/mL生物反应器的滴度增加了100%。

2020年，百时美施贵宝公司在《mAbs》上分享了一项从传统工艺到强化工艺的生产力提升案例，通过CHO细胞生产单克隆抗体，比较了三种工艺的表现：传统补料分批工艺（工艺A，1000L规模）、N-1强化补料分批工艺（工艺B，1000L规模）和N-1灌流强化补料分批工艺（工艺C，2000L规模）。工艺C在上游阶段采用了N-1灌流技术，并在下游引入了多柱层析（MCC）和集成精纯步骤，从而显著提高了生产效率。该工艺的可扩展性良好，并通过工艺优化有效地降低了生产成本，为未来实现全面连续化生产奠定了坚实基础。

作者对N-1阶段种子培养在不同工艺下的活细胞密度（VCD）、细胞活力及后续补料分批生产的性能进行了比较。结果显示，在200L至500L规模中，传统补料分批工艺A的VCD为429±0.23×10⁶cells/mL，而强化的工艺B和工艺C的VCD显著提高，分别达到了143±15×10⁶cells/mL和103±46×10⁶cells/mL，特别是工艺C在细胞扩增上显示了灌流技术的显著积极作用。尽管工艺A和B的细胞活力差异不大，但工艺C的细胞活力略有下降，仍未显著影响后续的生产培养。

在1000L至2000L规模中，工艺C的最高VCD达到了293±219×10⁶cells/mL，大幅高于工艺A和B。这表明工艺C在大规模培养中同样表现出色。此外，工艺C的标准化产量和细胞特异性产量也显著高于工艺A和B，相较于工艺A和B分别提高了8倍和2倍，这表明通过引入N-1强化工艺，生产效率得到了极大的提升。

在生物制药领域，提升生产力一直是研发的核心目标，工艺的不断迭代升级是必然趋势。通过N-1种子阶段的灌流培养，IFB技术实现了更高的接种密度，以及随之带来的更高的产量。然而，这种强化策略同样面临诸多挑战，如细胞培养后期因次级代谢物的快速积累和关键营养物质的缺乏而导致细胞活率下降及产品合成能力降低的问题。

为了解决这些问题，药明生物近期自主开发了间歇性灌流分批补料细胞培养（IPFB）工艺。在这一工艺中，通过间歇性灌流操作排除次级代谢物快速积累的细胞培养液，及时输入新鲜的营养物质，以更好地维持细胞状态，从而显著提高产量。同时，使用较小孔径（50kD）的ATF细胞灌流系统来截留反应器内的产物，完成生产末期的一次性产品收获操作。相较于IFB，IPFB模式可以将产量平均提升50%。

尽管动物细胞培养技术不断升级，但市场对产量提高和成本降低的需求依然在持续增长。尊龙凯时人生就博专注于生物工艺的优化、放大与生产，致力于不断完善生物制药领域的产品线，包括AbioBundle系列玻璃罐生物反应器、AbioWave摇摆式一次性生物反应器、AbioSUS一次性生物反应器及AbioPilot不锈钢生物反应器，助力客户在生物医疗领域实现新的突破。