利用非克隆CHO细胞源材料加速复杂分子临床前研究的策略与实践

本研究针对复杂生物分子（如多特异性抗体和Fc融合蛋白）开发周期长的问题，创新性地采用转座酶介导整合的非克隆CHO细胞（包括稳定池和顶级克隆池）生产临床前研究材料。通过比较mAb、细胞因子-Fc融合蛋白和多特异性抗体的培养性能、产量和产品质量，证实非克隆材料与克隆材料具有高度可比性，成功将FIH研究时间缩短约3个月，为加速复杂生物制剂开发提供了可靠策略。

　　

在生物制药领域，中国仓鼠卵巢（CHO）细胞是生产治疗性抗体的主力军。然而传统的细胞系开发流程需要长达6个月的克隆筛选周期，成为制约新药研发速度的瓶颈。特别是对于结构复杂的多特异性抗体（MsAb）和Fc融合蛋白等分子，其特有的错配、片段化等质量问题更增加了开发难度。如何在保证产品质量的前提下加速这类分子的临床前研究，成为业界亟待解决的难题。

为突破这一瓶颈，来自某生物制药机构的研究团队在《BMC Biotechnology》发表了一项创新研究。研究人员另辟蹊径，尝试采用转座酶（PiggyBac）介导整合的非克隆CHO细胞材料（包括稳定池和顶级克隆池）替代传统单克隆细胞系，用于复杂分子的临床前研究。通过系统比较三种分子（单抗、细胞因子-Fc融合蛋白和多特异性抗体）在不同细胞来源中的表现，证实该策略可显著加速研发进程而不影响产品质量。

研究采用的关键技术包括：1）利用携带PiggyBac ITRs的载体与转座酶mRNA共转染CHO-K1 GS敲除宿主细胞；2）通过流式细胞分选进行单细胞克隆；3）采用摇瓶和生物反应器（500L/2000L规模）进行分批补料培养；4）运用UP-SEC、iCIEF、CE-SDS等分析技术全面评估产品质量；5）通过ELISA和细胞实验（CBA）测定相对效价。

在"稳定池、克隆池和主导克隆在mAb、Fc融合蛋白和多特异性抗体的分批补料培养中具有相似的生长特征"部分，数据显示三种分子在不同细胞来源中的峰值活细胞密度均达20-30×10⁶ cells/mL，其中克隆池与主导克隆的收获活力（70-80%）显著优于稳定池（60-65%）。值得注意的是，早期（N-6）和晚期（N-1）克隆混合策略对培养性能无显著影响。

"稳定池、克隆池和主导克隆在产量和产品质量方面的可比性"部分揭示，克隆池与主导克隆的产量相当且高于稳定池。关键质量参数如SEC单体含量（mAb>98%，复杂分子72-85%）、RP-HPLC纯度（87-95%）以及N-糖基化谱（以G0F为主）在不同细胞来源间高度一致。特别是对于具有"knob-into-hole"结构的分子，其特有的同源二聚体和半分子杂质水平也保持稳定。

研究进一步在"两个多特异性抗体项目中克隆池在规模化生产中的细胞培养生长、代谢物和滴度表现"部分展示了工业化应用的可行性。MsAb-A和MsAb-B在500L规模的生产中，克隆池与主导克隆的代谢特征（葡萄糖消耗、乳酸积累）和最终滴度（除提前收获批次外）均表现出良好的一致性。

最令人信服的证据来自"MsAb-A和MsAb-B在规模化生产中克隆池与主导克隆的产品质量特征相似性"部分。如表1所示，两种分子的关键质量属性包括：UP-SEC单体（98.3-99.4%）、CE-SDS完整IgG（97.0-98.6%）、结合ELISA效价（98-109%）等在500L（克隆池）与2000L（主导克隆）生产批次间高度匹配。强制降解实验进一步证实不同来源材料具有相似的降解途径。

讨论部分深入剖析了该策略的成功关键：1）转座酶介导的半定向整合技术保证了克隆间的均一性；2）针对多亚基分子的载体优化平衡了各链的表达水平；3）对关键质量属性（如多特异性抗体的错配率、Fc融合蛋白的唾液酸化）的严格监控。与传统的随机整合方法相比，这种半定向整合系统显著提高了稳定池和顶级克隆的质量可比性。

这项研究的重要意义在于：首先，通过将毒性研究（Tox）从关键路径中移除，可将首次人体（FIH）研究的时间缩短约3个月；其次，为复杂分子建立了可靠的非克隆材料使用标准；最后，提出的"早期克隆池混合"策略有效规避了传统方法可能存在的群体漂变风险。这些发现不仅适用于常规单抗，更为结构复杂的下一代生物制剂开发提供了加速通道。