胎牛血清(Fetal Bovine Serum, FBS)是生物制药工业中广泛使用的一种关键培养基添加剂,因其富含生长因子、激素、蛋白质和其他营养物质,能够支持细胞生长、增殖和维持细胞功能。以下是其在生物制药中的主要应用及注意事项:
1. 细胞培养的基础成分
疫苗生产:用于病毒疫苗(如流感疫苗、狂犬病疫苗)的制备,需依赖FBS培养哺乳动物细胞(如Vero细胞、MDCK细胞)作为病毒增殖的宿主。
重组蛋白生产:在利用CHO(中国仓鼠卵巢)细胞、HEK293细胞等生产单克隆抗体、凝血因子或其他治疗性蛋白时,FBS提供必需的生长环境。
干细胞研究:用于胚胎干细胞(ESCs)或诱导多干细胞(iPSCs)的维持和分化,但逐步被无血清培养基替代以减少伦理和批次差异问题。
2. 生物制药工艺开发
细胞库建立:在主细胞库(MCB)和工作细胞库(WCB)的制备中,FBS确保细胞稳定扩增。
临床试验阶段:早期临床试验的细胞培养可能依赖FBS,但需逐步过渡至无血清培养基以满足合规要求。
3. 质量控制与检测
细胞活力测试:作为阳性对照,验证培养基的适用性。
病毒清除验证:用于评估生物制药工艺中病毒灭活步骤的有效性。
4. 面临的挑战与替代趋势
批次间差异:FBS成分复杂,不同批次可能影响细胞生长一致性,需严格质检(如IGF、血红蛋白检测)。
伦理与来源问题:采集过程涉及动物屠宰,推动行业转向无血清(SFM)或化学成分确定培养基(CDM)。
安全性风险:潜在引入病原体(如支原体、病毒),需γ-辐照或过滤处理。
监管要求:EMA和FDA鼓励减少动物源性成分,尤其在商业化生产阶段。
5. 无血清替代方案
合成培养基:如Gibco的OptiPRO™、HyCell™ CHO,添加重组生长因子(如胰岛素、转铁蛋白)。
人血小板裂解物(hPL):在细胞治疗中替代FBS。
植物源性成分:开发基于大豆或藻类提取物的培养基。
总结
胎牛血清在生物制药的研发和生产中仍是重要工具,但受限于成本、伦理和监管压力,行业正加速向无血清、化学成分确定的培养基转型。企业需根据应用阶段(研发vs.商业化)权衡FBS的使用,并关注替代技术的进展。