連續流是「闖入」蛋白純化領域的新技術——訪瑞士蘇黎世大學...

　　近年來，全球生物製藥行業迅速發展，中國生物製藥產業的轉型升級也是可圈可點，研發投入、生產能力等均進一步提升。加之國家政策的傾斜，目前國內生物製藥產業發展環境日趨利好，有機構預測未來5-10年內將保持平穩增長的良好發展勢頭。

　　中國生物製藥產業的快速發展引起國內乃至全球儀器生產企業的注意，紛紛加快進入中國的步伐。近日，瑞士蘇黎世大學Massimo Morbidelli教授與其合作的蛋白純化設備生產企業——ChromaCon公司董事長兼執行長Michael Bavand博士親臨中國，與國內多家製藥企業就蛋白純化新技術——連續流技術進行了交流探討。儀器信息網編輯藉此機會對兩位專家就連續流技術的發展現狀、在生物製藥領域的應用、ChromaCon公司的產品研發和銷售以及如何看待連續流技術未來的發展等問題進行了採訪。

瑞士蘇黎世大學Massimo Morbidelli教授（右）、ChromaCon公司董事長兼執行長Michael Bavand博士（左）

　　打破傳統 連續流技術應用前景廣闊

　　生物製藥是採用基因工程、抗體工程、細胞工程等現代生物技術生產的源自體內的天然物質或其衍生物，用於診斷、治療或預防疾病，開展有關藥學、藥理學、臨床申請以及註冊申報等有關技術的研究，研發流程包含基因構建、發酵培養、分離純化以及製劑研究、穩定性研究等多個階段。其中，由於蛋白活性保存及藥品安全性問題，蛋白純化階段的技術要求和重要性不言而喻。

　　蛋白純化技術有很多種，包含離心、鹽析、超濾、透析、沉澱、吸附、結晶、層析、電泳、色譜等技術，就目前發展而言，色譜純化技術是當前生物製藥下遊工藝蛋白純化主要手段。但有業界人士認為，色譜純化技術由於成本高和批生產的特點，已經成為抗體生產的瓶頸。為提高生物製藥生產效率、節約成本，生物製藥上遊工藝中已經採用了連續工藝(灌流)和高濃度培養液(流加技術)，並且已處於快速發展階段，然而，這種連續流技術在下遊工藝中的應用尚處於摸索階段。

　　Massimo Morbidelli長期從事連續流技術研究，此次採訪中其介紹了連續流技術的發展。連續流技術起始於上世紀50年代，最初應用於製糖工業。隨著技術的發展，連續流技術的應用已逐步擴展到石油工業、植物提取、食品、製藥等行業。連續流技術在生物製藥產業中的應用開始於21世紀初，起步較晚，主要用於蛋白尤其是單抗的純化。「與其他純化技術不同，連續流技術從發酵階段開始到最終產品的形成，將整個生物製藥工藝貫穿起來，並且能夠大幅降低純化費用，其應用將會越來越廣泛。」 Massimo Morbidelli講到。

　　連續流技術在生物製藥行業的應用較晚，相比於在生物製藥上遊工藝中的應用，其在下遊工藝中的應用尚處於起步階段。但Massimo Morbidelli認為連續流技術在蛋白純化中應用的潛力巨大。生物製藥工業關注兩個重點，其一是內毒素、雜質含量等藥品安全性，其二是生產成本，尤其對仿製藥企業來說降低成本極其重要。為保證蛋白活性，層析技術已經成為眾多蛋白純化技術中應用最為廣泛的技術之一，而且可以認為是必須工藝。「通常，除卻細胞破碎、離心工藝、過濾工藝等前處理樣品前處理過程，蛋白純化流程還包含三個技術處理步驟：第一步，親和;第二步，離子交換;第三步，離子交換或疏水。為獲得可用於人體的藥物，層析技術必不可少，然而層析技術使用最多的填料便是價格昂貴的Protein A。」 Massimo Morbidelli解釋到。

　　採訪中，Massimo Morbidelli表示，連續流技術能夠以體積較小的裝置實現很高的產能和很好的工藝性能，節約了場地成本;並且，連續流技術是以連續式操作代替傳統的批處理間歇式操作，使流水線生產成為可能，節約設備消耗量的同時降低了人力成本;更進一步，體積較小的裝置在填料和試劑用量上相應減少，消耗品用量的減少大大降低了生產費用。「整體而言，連續流技術可以幫助生物製藥企業降低投資和運行的成本。」 Massimo Morbidelli講到。就藥物安全性而言，Massimo Morbidelli認為，「連續流技術可以純化許多批處理過程中難以處理的雜質。蛋白是由許多胺基酸組成，許多情況下，待分離蛋白與雜質蛋白之間的差異僅僅是一個胺基酸的差異。此種情況下，相對傳統的批處理方式，連續流技術可以得到更好的分離效果。」

　　揚長避短 全球合作開發產品

　　ChromaCon公司是一家瑞士儀器製造企業，對中國製藥行業的用戶或許有些陌生。ChromaCon公司成立至今不到10年歷史，推出了Contichrom®CUBE高中低壓製備系統，並且以核心技術與全球其他儀器製造企業合作，推出多款生產用連續流設備。

Contichrom®CUBE高中低壓製備系統

　　ChromaCon公司董事長Michael Bavand介紹說，ChromaCon公司的技術源自Massimo Morbidelli所在蘇黎世理工大學的實驗室。從最初的原型機開始，經過不斷的技術完善，推出了目前的Contichrom®CUBE高中低壓製備系統。據介紹，該系統的最大的特點是僅需要兩根純化柱，與生物製藥行業常用的連續流蛋白純化系統相比，儀器更加簡化，效率更高。「Massimo Morbidelli教授主要負責產品硬體的研發，公司主要負責軟體以及軟硬體交互的開發，包括儀器驗證，模擬技術的開發等。」 Michael Bavand如是說。

　　在蛋白純化領域，Michael Bavand認為可以將用戶分為兩類：一類是以得到最終蛋白產物為目標、而對純化流程不予詳細了解的用戶;另一類用戶是對純化流程更加關注，只為更好的將技術用於放大生產，此類用戶對儀器設備的原理、構造更加感興趣。針對第一類用戶，ChromaCon公司計劃於2017年推出兩款基於自動化技術的蛋白純化產品，分別用於科研和非科研領域。Michael Bavand表示，ChromaCon公司的產品主要針對實驗室用戶，中試及生產級別等符合GMP要求的生產設備的開發以及驗證工作均是與合作夥伴共同開展。

　　相對於傳統的批處理，連續流技術的清洗驗證也備受關注。對此，Michael Bavand表示：「作為能夠給予蛋白藥物更好純度的連續流技術，FDA非常關注這項技術的清洗驗證工作。ChromaCon公司已經聯合多家大型製藥企業開展了相關產品的清洗驗證工作。」

　　據悉，ChromaCon公司目前擁有10個左右的員工，公司業務主要以合作方式開展，ChromaCon公司負責產品的核心技術和專利，生產、銷售以及服務等工作均由合作夥伴開展。

　　避開「習慣」 有選擇性推廣連續流技術

　　採訪中，儀器信息網編輯了解到，就連續流技術本身發展而言，已經相當成熟，但在製藥行業尤其是在新興生物製藥領域中的應用還是一項較新的技術，目前主要應用於工藝開發階段。Michael Bavand認為，目前的生物製藥行業關注點更多的是在發現新的分子和新藥開發，對藥物安全性和如何降低生產過程成本的關注度較低。隨著眾多生物藥專利陸續到期，仿製藥生產將會大量出現，工藝節約和生產效率將逐漸被關注，而連續流技術由於可以降低生產成本，並且在藥品的安全性方面更加有保證，必定會迎來黃金髮展期。

　　「作為一項『闖入』生物製藥行業的新技術，連續流技術及產品在市場推廣方面面臨著挑戰。」 Michael Bavand表示。傳統的蛋白純化是批處理方式，許多企業對這種理念已經根深蒂固，面對一項新技術，需要花費一定的時間去接受。但Michael Bavand同時表示，生物製藥的用戶尤其是大型跨國生物製藥企業或直接切入生物製藥領域的企業，對新技術的接受相對容易。「FDA曾表態，未來20年，連續流技術可能會取代批處理技術。一些大型公司為了保持技術領先的地位，對新技術的關注度非常高，並且許多新工藝已經採用連續流技術。」 Michael Bavand講到。

　　對中國市場，Michael Bavand認為，中國的生物製藥市場起步較晚，在選擇技術手段上不存在習慣性問題，對連續流技術的認可更加容易。而且，中國是一個世界工廠，中國企業不僅著眼中國，更加注重全球市場。因此，連續流技術在中國生物製藥市場的推廣更具有意義。就中國市場的推廣計劃，Michael Bavand希望以技術打動中國客戶，以用戶的需求為導向，為客戶帶來更多的便利和產品上的收益。

 

　　關於ChromaCon AG公司

　　ChromaCon AG是一家瑞士領先的生物企業，，致力於開發和商業化創新型的色譜純化科技(創新型連接，連續流，全制動製備等方向)。ChromaCon AG 的技術源自Massimo Morbidelli所在蘇黎世理工大學的實驗室。ChromaCon AG有很多獨有的專利技術：雙柱的MCSGP, CaptureSMB®, N-Rich®, Integrated 2-step batch，以及相應的動態控制功能：AutomAb®, MControl®。

　　ChromaCon AG的主要產品包括：生物大分子用FPLC，小分子製備用HPLC以及各種相應的樹脂填料，膜層析介質。

　　關於上海益絲科貿有限公司

　　上海益絲科貿有限公司作為ChromaCon AG在華東地區的獨家代理商, 一直致力於為客戶提供經濟型解決方案;在生命科學、藥物分析、食品安全環境檢測、石油化工、等領域，我們為科學工作者提供最佳最快捷的服務, 在行業內享有良好的聲譽。

採訪編輯：楊改霞