提升腺病毒载体生产效率的新策略:无RCA污染、高滴度的工艺优化进展
提升腺病毒载体生产效率的新策略:无RCA污染、高滴度的工艺优化进展
腺病毒载体因安全性高、基因携带量大、能引发强免疫应答,已在疫苗和基因治疗中广泛应用。随着腺病毒载体在新冠疫苗、肿瘤治疗和罕见病基因治疗中的需求不断增加,如何以更低成本、更高纯度制备高滴度载体,成为产业化亟需解决的问题。
传统生产中常使用 HEK293 细胞表达腺病毒E1基因以补偿缺失区,但其基因组与腺病毒载体存在同源序列,可能发生同源重组,产生具复制能力的腺病毒(replication competent adenovirus,RCA)。RCA在大规模生产中属于监管重点,安全性风险限制了其临床应用。
为避免RCA污染,加拿大研究团队建立了一株来源于A549的补偿细胞系 SF-BMAdR-281,其仅表达腺病毒最小必需的E1A/E1B序列,与E1缺失载体无同源区域,可稳定生产RCA-free的腺病毒载体。最新研究针对该细胞系进一步开发高滴度培养工艺,为未来商业化生产提供可行方案。
研究首先评估了四种常用无血清培养基,发现Pro293s与HyCell的1:1混合体系能显著提高细胞密度,最高达4.2×10⁶ 个/mL,病毒滴度比传统工艺提升70%。相比之下,常见的补料分批(fed-batch)培养在该细胞系中的增产效果有限,提示其在病毒生产上不如在抗体生产中高效。
进一步的尝试显示,在感染前进行一次培养基更换,能同步提升细胞状态和营养供给,使病毒滴度进一步提升至2.6×10¹⁰ vp/mL。研究表明,病毒生产阶段的需求与细胞扩增阶段不同,单一培养基难以兼顾两者,通过在不同阶段合理切换培养基,可有效提升最终病毒产量。
为进一步突破细胞密度和代谢抑制的限制,研究团队建立了3 L一次性生物反应器连续灌流工艺。在该过程中,通过持续补入新鲜培养基并同步移除代谢废物,使细胞在感染时达到7.0×10⁶个/mL 的高密度,最终获得6.3×10¹⁰ vp/mL的腺病毒滴度,约为原有工艺的7.5倍。
该研究明确了影响腺病毒产量的关键因素,包括培养基组成、感染细胞密度、代谢抑制以及不同阶段的营养需求差异。相比传统工艺,混合培养基、感染前培养基更换和灌流技术可显著提升病毒滴度,为无RCA腺病毒的大规模生产提供了可选路径。
在腺病毒载体及其他病毒载体研发生产过程中,选择合适、稳定的基础培养基至关重要。环凯生物长期专注微生物与细胞培养基的研发和生产,其细胞培养基系列覆盖DMEM、MEM、RPMI1640、DMEM/F-12等多种常用基础配方,适用于多种哺乳动物细胞系。
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参考来源:Shen CF, Burney E, Gilbert R, Tremblay S, Loignon M. Process development for high-titer production of adenovirus devoid of replication-competent particles in suspension-adapted complementing A549 cell culture. BMC Biotechnol. 2025 Nov 3;25(1):119. doi: 10.1186/s12896-025-01051-8.
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