一文解析治疗性抗体质量调节的细胞培养基优化策略

细胞培养基通过为细胞提供不同的营养成分及细胞生长和代谢的微环境，对抗体表达细胞内包括与抗体质量相关的各种关键酶活性产生影响，进而影响抗体的质量。因此培养基的组分优化是抗体质量调节的重要手段之一。

本文将就目前已知且比较常用的一些通过培养基组分调整和优化对治疗性抗体的质量加以调节的策略予以概述。

糖基化精细调控

抗体的糖型，比如半乳糖基化、岩藻糖基化、唾液酸化可直接影响其半衰期，ADCC、CDC等效应，及免疫原性等。目前已确定培养基的某些组分可以对抗体的糖基化产生影响：

Mn²⁺, Cu²⁺ 的浓度可以通过调控FUT8酶活性影响岩藻糖基化；

UDP-半乳糖前体（如半乳糖、尿苷）、Mn²⁺ 可通过增强β-1,4-半乳糖基转移酶活性，增加半乳糖基化程度；

CMP-唾液酸前体如N-乙酰甘露糖胺、胞苷酸，为唾液酸合成提供底物，从而增加抗体的唾液酸化程度；

通过控制培养基中的葡萄糖浓度及减少培养过程中氨生成，可以降低抗体的高甘露糖型比例。

电荷异质性调节

抗体C末端赖氨酸截除，脱酰胺、氧化等翻译后修饰可导致电荷异质性，即酸性/碱性峰。

在培养过程中控制氨的积累可减少抗体脱酰胺修饰，添加抗氧化剂如谷胱甘肽、硫辛酸等则可以通过降低金属离子（Cu²⁺/Fe²⁺）催化活性，减少抗体的氧化修饰，有助于降低抗体酸性异构体比例。

而通过优化锌、锰、铜离子浓度及比例影响羧肽酶活性，则会对抗体C端加工产生影响，降低C段赖氨酸截除不全带来的碱性峰比例。

聚集体及片段化调节

抗体的聚集体（HMW）和片段化（LMW）可降低疗效、增加免疫风险。通过培养基中糖的浓度及种类，及谷氨酰胺浓度的调整可以减少乳酸和氨应激带来的肽链错误折叠，减少聚集体形成。

添加分子伴侣，如小分子折叠增强剂，预折叠蛋白3激活剂Withaferin A 、Novobiocin、Celastrol等可调节prefoldin 3与其他蛋白质之间的相互作用，促进抗体肽链的有效折叠，从而有效地减少抗体蛋白的错误折叠或聚集。

而α2-巨球蛋白类似物等蛋白酶抑制剂则可以通过抑制某些蛋白酶活性，降低细胞凋亡引起的抗体酶促片段化。

双抗的正确折叠和错配调节

双抗作为人工设计的非天然分子具有更大的复杂性，如结构异质性、链错配、翻译后修饰敏感性等，使其对培养基成分和培养条件的变化尤为敏感。

双抗非正确折叠导致的聚集体形成，重链与轻链的错误配对，如同源二聚体、非目标异源二聚体的形成，在某种程度上会受到培养液氧化还原环境的影响。

甘氨酸和脯氨酸的比例调节可促进肽链正确折叠，而某些氨基酸，如精氨酸，或微量元素如硒，可以通过调控分子伴侣，如内质网肽链折叠相关蛋白BiP, PDI等的含量和活性，影响双抗蛋白肽链的折叠。

培养基中充足的酪氨酸则可防止双抗C端酪氨酸硫酸化异常而影响某些双抗的靶向性。

细胞培养基是生物制药，尤其是治疗性蛋白、抗体生产的核心环节，直接关系到细胞生长、活力、产物产量、产品质量（如糖基化）以及生产成本。细胞培养基开发和优化是一个复杂且需要系统方法的过程。

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