非动物源水解物：动物细胞培养的‘绿色新引擎

胎牛血清：光环之下的隐忧

胎牛血清长期以来在动物细胞培养基中占据着举足轻重的地位。它富含激素、生长因子和各类营养物质，对细胞的存活、增殖和生理活性的维持至关重要。

然而，这套“黄金标准”并非完美无缺。科学家们发现，胎牛血清面临着四大难题：批次间差异大，导致实验结果重复性差；成分不明确，为后续疫苗和重组蛋白的纯化带来巨大挑战；存在污染风险，可能引入支原体、病毒等外源致病因子；涉及动物伦理，来源受限且不符合日益严格的监管要求。这些局限性，使得寻找安全、稳定、可持续的血清替代品成为生物医药行业的迫切需求。

Graphical abstract

非动物源水解物：源自植物与微生物的“新希望”

为突破胎牛血清的局限，研究者将目光投向了非动物源水解物（ADFH）。这是一种来源于植物和微生物的蛋白水解物，在营养成分和生物功能上与动物源水解物相当。

研究显示，酵母是ADFH最主要的来源，出现在54%的相关研究中；大豆和小麦也是重要来源，分别占比50%和46%。相比胎牛血清和人血小板裂解物（HPL），ADFH在可持续性、稳定性、安全性和成本方面均展现出明显优势——它来源更可持续、成分更可控、污染风险更低、成本更经济，且几乎不涉及伦理问题。

ADFH如何成为细胞培养的“助力器”？

综述指出，ADFH能够有效替代胎牛血清，在多个层面提升细胞培养效果：

• 促进细胞增殖与存活：ADFH能显著提升细胞的增殖能力和存活率。
• 增强蛋白合成与生产：有助于提高重组蛋白等目标产物的产量。
• 提升培养稳定性：成分相对明确，批次间差异小，使培养过程更加稳定可靠。

科学家们还阐明了ADFH的多种作用机制，包括提供营养、激活信号通路、调控蛋白质合成与折叠、抵御氧化损伤和细胞凋亡，以及调节细胞周期等。

从实验室到产业：广阔的应用前景

ADFH的应用潜力已在多种细胞系中得到验证，包括中国仓鼠卵巢（CHO）细胞、HeLa细胞和人肺癌细胞系等。这表明它在生物医药（如重组蛋白和疫苗生产）以及培养肉等新兴领域具有广阔的应用前景。

关键发现

• ADFH可有效替代胎牛血清，是安全、稳定、可持续的细胞培养解决方案。
• ADFH主要来源于酵母、大豆和小麦等植物与微生物。
• ADFH能促进细胞增殖、活力和蛋白合成，并通过多种机制发挥作用。
• ADFH在可持续性、安全性、成本和伦理方面均优于传统胎牛血清。

作为深耕微生物与细胞培养领域的本土企业，广东环凯微生物科技有限公司同样在无血清及无动物源培养基的研发与产业化方面取得了显著成果。

依托中国工程院食品安全院士团队的科研成果转化平台，环凯致力于为生物制药、疫苗生产及细胞治疗等领域提供安全、稳定、高效的培养基解决方案。环凯已成功开发出多款性能优异的无血清及化学成分明确的培养基产品：

DMEM/F-12系列细胞培养基：该系列培养基是无血清培养基的基础，广泛应用于多种哺乳动物细胞的体外培养。其Ham's F-12营养培养基最初正是为CHO细胞的无血清培养而设计，含有腐胺、次黄嘌呤、胸苷、锌等传统基础培养基所没有的关键成分。环凯提供多种成分组合的即用型成品培养基，方便快捷。

无动物成分/无血清培养基解决方案：针对疫苗生产和细胞治疗等领域日益增长的安全生产需求，环凯致力于提供无动物成分、无血清的培养基解决方案。相关产品经过严格的验证和优化，能够有效支持Vero、BHK-21等多种细胞的长期增殖和高效病毒生产，在细胞增殖、代谢活动及抗原生产等方面表现出与传统含血清培养基相当甚至更优的效果。

作为国内培养基行业的重要力量，环凯正以其扎实的研发实力和丰富的产品线，为生命科学研究和生物医药产业化提供更多安全、可靠的本土选择。

参考文献：

Fan, G., Li, Y., Ye, Q., Niu, Q., Zhao, X., Chen, L., Gu, Q., Zhang, Y., Wei, X., Wu, S., Wu, Q., & Wu, Y. (2024). Animal-derived free hydrolysate in animal cell culture: Current research and application advances. Journal of Tissue Engineering, 15, 20417314241300388. https://doi.org/10.1177/20417314241300388