單克隆抗體的大規(guī)模生產(chǎn)有腹水制備和發(fā)酵罐培養(yǎng)兩種主要方式，兩種方式的產(chǎn)量、純度差異如何，分別適用于哪些應用場景？
日期：2025-09-12 13:30:25
單克隆抗體的大規(guī)模生產(chǎn)中，腹水制備和發(fā)酵罐培養(yǎng)（主要為雜交瘤細胞培養(yǎng)或重組表達系統(tǒng)培養(yǎng)）是兩種經(jīng)典方式，二者在產(chǎn)量、純度、適用場景上差異顯著，具體對比如下：
一、產(chǎn)量差異
1、腹水制備
原理：將雜交瘤細胞注射到小鼠腹腔，利用腹腔內(nèi)環(huán)境（富含營養(yǎng)和巨噬細胞）讓細胞增殖并分泌抗體，最終從腹水（腹腔積液）中收集抗體。
產(chǎn)量：單只小鼠可產(chǎn)生5-10mL腹水，抗體濃度較高（通常1-10mg/mL），單只小鼠總抗體量約5-100mg。若大規(guī)模使用小鼠（如數(shù)百只），總產(chǎn)能可達克級，但受動物數(shù)量、倫理限制及個體差異影響，規(guī)模化擴張難度大，產(chǎn)量穩(wěn)定性較低。
2、發(fā)酵罐培養(yǎng)
原理：通過體外培養(yǎng)系統(tǒng)（如懸浮細胞培養(yǎng)、貼壁細胞培養(yǎng)），在發(fā)酵罐中控制溫度、pH、溶氧等條件，讓雜交瘤細胞或重組工程細胞（如CHO細胞、HEK293細胞）大量增殖并分泌抗體，通過離心、層析等步驟純化。
產(chǎn)量：依賴培養(yǎng)規(guī)模和細胞表達量，實驗室級小規(guī)模發(fā)酵（如1-10L）產(chǎn)量通常為10-100mg/L；工業(yè)級大規(guī)模發(fā)酵（數(shù)百至數(shù)千升）結(jié)合高表達細胞株，產(chǎn)量可達1-10g/L，總產(chǎn)能輕松達到千克級甚至噸級，且通過優(yōu)化培養(yǎng)條件可穩(wěn)定放大，產(chǎn)量一致性高。
二、純度差異
1、腹水制備
雜質(zhì)組成：腹水成分復雜，除目標單抗外，還含有小鼠血清蛋白（如白蛋白、IgG）、腹腔細胞碎片、脂類、蛋白酶等，且可能攜帶小鼠病原體（如病毒、支原體）。
純度水平：未經(jīng)純化的腹水抗體純度低（通常＜50%）；經(jīng)ProteinA/G親和層析等初步純化后，純度可提升至80%-90%，但仍可能殘留小鼠內(nèi)源蛋白或小分子雜質(zhì)，難以達到高純度（如95%以上）。
2、發(fā)酵罐培養(yǎng)
雜質(zhì)組成：培養(yǎng)液成分明確（如無血清培養(yǎng)基），主要雜質(zhì)為細胞代謝物、破碎細胞碎片、少量宿主細胞蛋白（HCP）或DNA，不含動物血清蛋白等外源雜質(zhì)。
純度水平：通過多級純化（如親和層析+離子交換層析+凝膠過濾），可輕松達到95%以上純度，甚至99%以上（符合臨床級標準），且能有效去除病毒、內(nèi)毒素等污染物，純度和安全性遠高于腹水制備。
三、適用場景差異
1、腹水制備的適用場景
核心優(yōu)勢：操作簡單、成本低（無需復雜設備）、抗體濃度高（適合快速獲取少量抗體）。
主要應用：
科研實驗：如Westernblot、ELISA、免疫組化（IHC）等定性或半定量檢測，對抗體純度要求不高，且用量較少（微克至毫克級）；
早期篩選：雜交瘤細胞株篩選階段，快速驗證抗體活性，無需大規(guī)模生產(chǎn)；
特殊情況：部分抗體在體外培養(yǎng)中表達量極低，腹水可能是唯一可行的小規(guī)模獲取方式。
局限性：受動物倫理限制（需符合3R原則）、純度低（不適合高靈敏度實驗或體內(nèi)應用）、產(chǎn)量有限（難以滿足大量需求）。
2.發(fā)酵罐培養(yǎng)的適用場景
核心優(yōu)勢：產(chǎn)量高、純度可控、無動物源性雜質(zhì)、可規(guī)模化放大，符合臨床級標準。
主要應用：
臨床前研究：如動物模型中的藥效學、藥代動力學實驗，需大量高純度抗體（毫克至克級），且要求低雜質(zhì)（避免干擾實驗結(jié)果）；
臨床應用：治療性單抗（如抗腫瘤、抗炎抗體）的生產(chǎn)，需符合GMP標準，純度≥95%，且嚴格控制內(nèi)毒素、病毒等污染物；
大規(guī)模科研需求：如蛋白純化的親和配體、診斷試劑的核心原料，需穩(wěn)定供應高純度抗體（克級以上）；
重組單抗生產(chǎn)：通過基因工程改造的重組單抗（如人源化、人源單抗），必須依賴體外發(fā)酵系統(tǒng)（雜交瘤腹水無法生產(chǎn)）。
局限性：設備投入高（發(fā)酵罐、純化系統(tǒng)）、技術(shù)門檻高（需優(yōu)化細胞培養(yǎng)條件）、成本較高（尤其小規(guī)模培養(yǎng)）。
腹水制備：適合科研級小規(guī)模、低純度需求場景（如早期實驗、快速篩選），成本低但受倫理和純度限制；
發(fā)酵罐培養(yǎng)：適合臨床前/臨床級大規(guī)模、高純度需求場景（如治療性抗體、高靈敏度實驗），產(chǎn)量穩(wěn)定且純度可控，是規(guī)模化生產(chǎn)的主流方式。
隨著技術(shù)發(fā)展，腹水制備因動物倫理和純度問題逐漸被體外培養(yǎng)替代，僅在特定科研場景中保留應用。
