[发明专利]生物产物的单一容器制造

说明书

背景技术

已用多种形式生产生物反应器，其通常是细胞培养物在其中生长的室。通常，使用生物反应器使哺乳动物细胞培养物生长，其中细胞产生细胞外组份，例如抗体或重组蛋白质。还使用生物反应器进行病毒产生。执行分离工艺以从生物反应器浓缩并纯化所需组份，其可用作(例如)治疗剂或诊断剂。生物反应器是复杂的机械装置，其主要提供液体的混合与气化以使生物培养物生长；在这个步骤后实施若干个其它单元处理，包括分离细胞、硝化以减少营养培养基的体积、加载到色谱柱上以及若干个分离步骤。近年来，人们已逐渐了解到在较短周转时间中产生多种生物产物，特别是因为其涉及对抗恐怖主义相关需求所需的产物；这还包括对快速研发并制造疫苗和抗体的需求。当前方法需要利用无尘室、较大资本投资和冗长繁琐的工艺来制造这些产物。业内非常需要创造生物反应器系统，其将能在最适条件下产生生物产物，能将生物产物制造的所有步骤组合在同一容器内，且购买及操作成本最低。另外，其将是一个封闭系统，可在任何地方安装并使用而无需无尘室，且其中将保护操作者免受产品侵袭。此一发明将改变药物发现和制造过程，从而使得可能以可承受的成本向人类提供新就生药物。独立地，所述发明将满足许多反恐怖主义行动以及传染病控制的重要需求。

混合和气化是当今每种可用生物反应器执行的主要功能。一般来说，提供单独的机械装置来执行这些功能，但在一些情况下，使用鼓泡反应器，其中向上移动的气团也提供混合功能。由于气化要求与混合功能之间的不平衡，不可能理想地将两种功能组合成一种，也就是使用气化来混合流体。生物反应器中的多种反应需要在可保护产物免受环境侵袭并保护人员免受产物侵袭的环境中执行；这要求建立无尘室设施，其构筑和验证可耗费数百万美元。另外，生物药物纯化中需要的许多步骤是独立于产生生物产物时的阶段执行，例如从分泌产物的CHO细胞或以包涵体形式产生产物的细菌纯化。

将生物产物制造中的所有步骤(从细胞生长以分泌生物产物到分离并纯化生物产物)组合在在整个操作期间保持封闭的同一容器内的系统将改变研发并制造生物药物的方式。因为这个系统将容许快速部署所述制造，所以所述系统将最适于需要快速制造产物的情况，例如在反恐怖主义行动中以及在保护公众免受传染病侵袭时。在不受控环境中制造生物药物的能力将使得可能以其当前成本的一部分来制造多种产物，增加其可用性，且封闭系统提供的保护将允许制造原本无法安全制造的生物产物。

关于将产物的采集和纯化组合在生物反应器内的方面是新颖的突破性技术。尽管生物反应器仅用于使细菌或其它细胞生长的目的，但可将其作用扩展到包括其它可在生物反应器内完成的工艺。业内需要研发生物反应器用于表达生物产物并将其与营养培养基中的其它组份分离，通过使生物产物与色谱介质在生物反应器内结合将表达和分离步骤组合在生物反应器内，弃去营养培养基并洗脱呈浓缩溶液形式的生物产物；这将消除生物产物的分离和纯化中的至少三个步骤，即过滤或离心以移除细胞培养物，执行超滤以减小体积，和通过从生物反应器选择性洗脱以纯化生物产物；最后一个步骤使生物反应器成为色谱柱。

过滤、色谱和纯化的耗时且昂贵的步骤减慢制造工艺，且为了建立cGMP级制造操作，特别是无尘室环境而显著增加资本成本要求。

发明内容

本发明在一个方面中提供制备多种生物产物的方法。所述方法包含提供生物反应器，所述生物反应器适于容纳预定体积的营养培养基且包含：(a)容器，其具有至少一个内壁；(b)隔膜，其定位在所述容器内并界定下部室和上部室；(c)所述隔膜具有多个孔以在所述下部室与所述上部室之间提供流体连通；(d)至少一个营养培养基入口；(c)至少一个营养培养基出口；(d)至少一个气体入口；(e)至少一个气体出口。所述生物反应器是通过以下方式操作：(f)添加营养培养基和(g)生物培养物，(h)调节营养培养基的温度，(i)开始气体流动以搅动营养培养基并将气体吸收到营养培养基中，且将生物反应器操作足够长时间以容许生物培养物产生所需生物产物。尽管可在此时停止所述工艺，但其可通过以下方式继续进行：(i)在生物反应器中添加色谱介质以结合所分泌的生物产物，然后(k)使其经受若干个洗涤和纯化步骤以通过仅使用一个封闭容器获得纯净形式的生物产物。

上述制备生物产物的方法是在密封容器、优选地二维柔性袋内部执行，这将容许在较不受控的环境中实施这些操作。此外，这可保护操作者免受生物产物侵袭以免所述产物对人类具有任何有害效应。

附图说明

图1是本发明优选实施例的生物反应器的侧面剖视图。