无血清细胞培养基迎来发展窗口期 （一）

l 哺乳动物细胞培养是生物制药行业发展的基石，CHO细胞是抗体及重组蛋白生产的主要宿主细胞；

l 细胞培养基经历血清、基础培养基、无血清培养基发展阶段，无血清培养基是抗体及重组蛋白生产的主要细胞培养基；

l 生物多样性决定哺乳动物细胞的无血清培养基具有个性化，需要定制开发无血清培养基配方，叠加药政部门监管，生物制药企业更换无血清培养基供应商的成本高，客户粘性强；

l 国产上市销售抗体药物少，无血清培养基市场规模小，近几年中国生物制药行业快速发展，无血清培养基需求快速增长；

l GIBCO等占据无血清培养基主要市场份额，国产无血清培养基需要抓住中国生物制药行业发展窗口期，为客户定制开发无血清培养基，实现共同成长；

l 无血清培养基技术壁垒高，行业规模有限，并且高度集中，投资标的要具有技术优势、品牌优势、规模优势。

1动物细胞培养

（一）动物细胞培养发展背景

1882年Sydney Ringer开发出一种盐溶液，让离体青蛙心脏保持跳动，这是第一次实现动物组织的体外培养。1907年，Ross G.Harrison利用青蛙淋巴液培养青蛙神经纤维，可以保持数周时间持续生长。

1940年Earle等成功分离永生的鼠成纤维细胞（L cells）,1951年Gey等成功分离无限分裂的人细胞系（Hella cells），有了细胞系，就不再需要每次试验都进行细胞分离。

1957年Puck从成年雌性仓鼠卵巢分离获得一株上皮贴壁型细胞，即生物制药最广泛使用的CHO细胞。

1982年，首个基因工程药物胰岛素获批上市，开启了重组蛋白药物时代。EPO、干扰素β、单克隆抗体由于具有糖基化修饰，只能采用动物细胞表达，NS0、CHO细胞成为工业界生产蛋白和抗体药物的主流。

（二）宿主细胞

宿主细胞主要分为哺乳动物细胞、非哺乳动物细胞、转基因动物。哺乳动物细胞分为仓鼠细胞、人类细胞及老鼠细胞；非哺乳动物细胞分为酵母细胞、昆虫细胞及植物细胞。

目前重组蛋白的宿主细胞主要有CHO细胞、HEK293细胞，疫苗的宿主细胞主要是BHK细胞。

1、CHO细胞

CHO细胞是抗体及重组蛋白生产的主要细胞系，发展背景如下所示：

1.1、CHO细胞系形成背景。

1957年Puck从成年雌性仓鼠卵巢分离获得一株上皮贴壁型细胞，即生物制药最广泛使用的CHO细胞。原始CHO细胞系（成纤维细胞转变成近上皮细胞）是脯氨酸缺陷型，培养基中必须添加脯氨酸以支持生长。制药企业常用CHO细胞系包括CHO-K1、CHO-S、CHO-DXB11。

CHO-K1细胞

CHO-K1是野生型CHO细胞，1970年存放在ATCC，1985年分离出CHO-K1亚克隆，存放于ECACC，并被制药公司和CMO公司用作重组蛋白的表达。

最原始的CHO-K1细胞是贴壁培养，并添加血清。2002年Lonza将其驯化到悬浮无血清培养，建立CHO-K1SV，2006年Merk悬浮驯化至化学成分限定的培养基，形成CHOZNCHO-K1。

Lonza将CHOK1SV细胞中的GS的双等位基因完全敲除，于2012年建立CHOK1SV GS-KO细胞株，提高了筛选效率和缩短了稳定细胞株的开发周期（比CHOK1SV系统缩短了6周），同时提高了克隆稳定性。

Merk通过ZFN技术敲除GS双等位基因，获得GS缺陷型细胞株CHOZN GS，并于2012年推向市场。

CHO-S细胞

CHO-S，1973年Thompson实验室分离了一株可以悬浮培养的CHO细胞，并命名为CHO-S，1980年后期，GIBCO将此细胞驯化至CD CHO培养基中。

CHO-DXB11细胞

CHO-DXB11由哥伦比亚大学在1980年代通过伽马射线诱变获得，一个DHFR基因被敲除，另一个DHFR基因仅包含一个错义突变，这使得细胞不能合成次黄嘌呤和胸苷。在表达外源重组蛋白时，将外源DHFR基因和目标蛋白基因同时转染细胞，可以通过DHFR基因的扩增获得目标蛋白基因的扩增，从而获得更高表达的稳定表达细胞株。Genentech的tPA（组织型纤维溶解酶）就是在CHO-DXB11平台上表达出来的，并用于后续多个商业化产品生产。

1983年由Chasin实验室筛选出双等位基因DHFR敲除的CHO宿主细胞，命名为CHO-DG44，目前已经有多家公司及CDMO企业采用此细胞系作为平台进行治疗性蛋白的开发。

1.2、CHO细胞授权模式

研发阶段很多细胞株可以免费试用，商业化生产阶段，均需要支付商业化生产许可费用。

目前全球近70%已经上市的治疗性蛋白是由CHO细胞生产的，CHO细胞已经成为需要翻译后进行复杂修饰的治疗性蛋白生产的主要细胞。

CHO细胞系的主要优点和缺点如下所示：