导语：怎样通过可靠的工艺获得更稳健的性能和产品质量
，业界恒久以来一直在上下求索
。作为全球生物药CRDMO向导者
，宝马娱乐生物承继质量源于设计（QbD）理念
，建设了基于拉曼光谱的历程剖析手艺（PAT）平台
，并先后乐成应用于小试、中试和GMP生产中
，提升了对产品质量属性（PQA）的控制能力
，在开发出更好工艺的同时加速CMC开发进度
，为稳固地放大生产以致商业化生产涤讪了基石
。近期
，宝马娱乐生物团队又首次将基于拉曼光谱的PAT乐成应用至1000升GMP生产细胞作育历程
。本文将与业界同仁分享我们在该领域的履历与洞见
。

近年来
，质量源于设计（QbD）和历程剖析手艺（PAT）的看法被普遍接受并应用于提高历程的稳健性
，监控和刷新历程开发和药品生产
。PAT手艺
，特殊是在线实时监测手艺
，在开发可靠的新工艺以生产具有期望质量特征的产品方面显示出重大潜力
。FDA在2019年公布的《Quality Considerations for Continuous Manufacturing Guidance for Industry》指南中也建议在一连化生产中应用PAT工具实现历程监控和调控
，包管药品质量
，降低生产本钱
，践行质量源于设计理念
。

图片泉源：PAT
，模子决媾和历程控制助力单克隆抗体实现全一连化生产¹

拉曼光谱手艺是基于拉曼散射原理检测被测物组分及含量的要领
，已被普遍应用于食物、化工等行业定性和半定量剖析中
。现在
，全球已有越来越多的制药企业应用拉曼光谱法作为药品质量研究、控制及生产历程剖析手艺（PAT）的主要手段之一
。细胞作育历程相当重大
，生物反应器中的因素往往高达50-100种
，细胞生长、代谢、生化和生产力以及产品质量关于乐成的生产都很主要
。拉曼光谱使古板的细胞作育历程能够仅使用一个探头实时监测甚至控制大宗参数
，从而大大简化了PAT的重大性
。

宝马娱乐生物全球生物制药开发及运营总裁、首席手艺官周伟昌博士在专业杂志《GEN News》上揭晓的《未来生物工艺手艺生长趋势》文章²中也指出
，大规模生产中接纳历程剖析手艺（PAT）
，如拉曼光谱
，以及其他在线检测要领
，可实现主要工艺参数和性能的实时检测和控制
。现在行业内已开发多种PAT平台
，可用于在线监测一连生物工艺历程中的产品群集化和碎片化度
，以及自动控制活细胞密度
，这有助于开发更好的工艺
，并加速CMC开发进度
。

图片泉源：拉曼手艺赋能上游细胞作育开发与生产示意图

早在2018年
，宝马娱乐生物就组建了专门的PAT团队
，致力于开发包括拉曼光谱在内的PAT手艺
，应用于手艺开发和大规模生产中
。宝马娱乐生物已经积累了富厚的项目履历
，针对差别项目特征（如单抗、双抗、酶等）和客户个性化需求定制相宜的展望模子
，包括装备验证
，使用装备建模展望物质浓度
，在线监测各项工艺参数和性能和种种基于展望参数的反响控制
，并且在专业期刊上揭晓了相关论文^3,4
。借助宝马娱乐生物自主知识产权平台
，宝马娱乐生物可以实现光谱的全流程自动处置惩罚并依托于大数据库
，云盘算和机械学习模子及控制算法
，实现多种重大模子展望反响控制功效
。

图片泉源：宝马娱乐生物拉曼平台简介

现在
，宝马娱乐生物在上游细胞作育领域
，已经具备多种基于拉曼光谱的历程剖析能力
，包括但不限于以下能力
，可以实现从小试生物反应器到大规模GMP生产一次性生物反应器的的多参数实时监测
，non-GMP规；诶氖凳狈聪炜刂
，资助客户在研滥觞降本增效
，在生产端更好地执行批次生产
。

1）多种细胞作育参数的实时监测
，包括活细胞/总细胞数目
，细胞活率
，葡萄糖、谷氨酰胺、谷氨酸以及其他多种氨基酸浓度
，乳酸、铵等代谢副产品浓度
，pH、CO₂分压、渗透压等其他参数等；

2）卵白（包括单克隆抗体、双特异性抗体及其他）产量、质量的实时监测
，如聚体、碎片、糖基化修饰等的实时监测；

3）进阶的细胞作育工艺控制
，包括自动补料、降温
，基于营养消耗的实时营养流加
，以及种种其他反响控制；

4）赋能灌流作育控制
，包括古板灌流作育的放流速率自动控制
，以及WuXiUP^TM增强型灌流作育的多参数自动控制
，及产量实时监测以赋能一连亲和捕获等；

案例分享：基于拉曼光谱的PAT首次乐成放大至1000升GMP生产细胞作育

近期
，宝马娱乐生物首次在GMP生产1000升一次性生物反应器现实项目中应用拉曼光谱手艺
，实时监测细胞作育中各参数
，包管敏感细胞株大规模生产稳健、顺遂完成
，增强了客户关于挑战项目顺遂执行的信心
。

图片泉源：随模子优化
，一直提升展望精度
，模子中试验证后应用于1000升GMP生产

图片泉源：宝马娱乐生物GMP车间实时展示监控拉曼监控1000 L某代谢产品曲线

在历程中
，生产项目团队借由此手艺
，可以实时视察各项参数的转变
。特殊地
，在前期实验视察到的批次作育要害点时
，团队可以实时掌握各参数随着操作的转变
，进而降低工艺放大生产的危害
。

随着细胞作育工艺开发从简朴的工艺参数优化
，逐渐向大规模、自动化、低本钱、高产量等偏向生长
，增强实时监测工艺历程
，特殊是确定要害质量属性至关主要
。而PAT应用于细胞作育历程就在于增强要害历程参数的监控来确保卵白药物的最终质量
。此次基于拉曼光谱的PAT乐成放大至1000升GMP生产细胞作育
，也为宝马娱乐生物一连应用和拓展PAT
，加速优化工艺开发和生产等涤讪了坚实基础
。未来宝马娱乐生物也将继续探索和推广PAT
，为全球相助同伴赋能
，资助客户更好地实现速率、质量和本钱之间的平衡
，造福宽大病患
。

参考资料：

(1)Chopda, V.; Gyorgypal, A.; Yang, O.; Singh, R.; Ramachandran, R.; Zhang, H.; Tsilomelekis, G.; Chundawat, S. P. S.; Ierapetritou, M. G. Recent Advances in Integrated Process Analytical Techniques, Modeling, and Control Strategies to Enable Continuous Biomanufacturing of Monoclonal Antibodies. J. Chem. Technol. Biotechnol. 2022, 97 (9), 2317–2335. https://doi.org/10.1002/jctb.6765.

(2)Zhou, W. Secure the Future of Bioprocessing by Meeting Four Key Challenges: WuXi Biologics Stresses the Importance of Adopting Continuous Bioprocessing, Single-Use Systems, Digitalization Technologies, and Artificial Intelligence. Genet. Eng. Biotechnol. News 2022, 42 (1), 52–55.

(3)Chen, G.; Hu, J.; Qin, Y.; Zhou, W. Viable Cell Density On-Line Auto-Control in Perfusion Cell Culture Aided by in-Situ Raman Spectroscopy. Biochem. Eng. J. 2021, 172, 108063. https://doi.org/10.1016/j.bej.2021.108063.

(4)Liu, Z.; Zhang, Z.; Qin, Y.; Chen, G.; Hu, J.; Wang, Q.; Zhou, W. The Application of Raman Spectroscopy for Monitoring Product Quality Attributes in Perfusion Cell Culture. Biochem. Eng. J. 2021, 173, 108064. https://doi.org/10.1016/j.bej.2021.108064.