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单克隆抗体CHO细胞株筛选策略探讨（一）

作者lFrankTao

编辑l细胞房间

摘要：随着单克隆抗体技术发展，单克隆CHO细胞株筛选技术也

日异月新，越来越高效，越来越智能化。本文主要结合自身CHO细胞

株开发和细胞培养经验，将目前国内外单克隆抗体CHO细胞株筛选技

术进行总结，供行业内参考，促进行业健康发展；

问题：如何4-6个月内，筛选到稳定的单克隆细胞株表达在3-5

g/L或以上？

关键词：单克隆抗体；CHO细胞；ClonePix；单克隆影像学拍照；

Beacon；

1.宿主细胞

抗体药物生产的宿主细胞主要NS0、HEK293、Hybridoma、

SP2/0、CHO等，但CHO细胞是生产抗体药物应用最广的宿主细胞，

CHO细胞类型也比较多，例如：DG44、DXB11、CHOK1、CHO-S

等。上世纪八九十年代开始，工业上使用较早的是DHFR体系（二氢

叶酸还原酶缺陷型）DG44细胞。当细胞培养基内还有MTX（甲氨蝶

呤）时，二氢叶酸还原酶被抑制，通过反馈调节，使得该基因自我扩

增，连带齐上下100-1000kb的基因都会扩增，如此目的基因也得到

扩增，即可以提高目的蛋白的表达量。现在很多单抗生产的体系依然

是DG44。

GS体系（谷氨酰胺合成酶）CHO-K1是近些年发展的一种基因扩

增筛选系统，较DHFR系统有明显的优越性，目前在国际上得到了广

泛地认可。其原理是GS在ATP水解提供能量的同时，利用细胞内的

氨和谷氨酸合成谷氨酰胺。在缺乏外源的谷氨酰胺培养基中加入GS抑

制剂甲硫氨酸亚砜亚铵（MSX），可使GS基因及与之相连的目的基

因得到有效扩增，从而达到提高目的基因表达水平的目的。该系统的

优点主要在：该系统不需要基因缺陷型的CHO-K1细胞株做为宿主细

胞；CHO-K1细胞易于培养，更强壮；在培养基中无需加谷氨酰胺，

能够避免谷氨酰胺分解造成培养体系中氨水平高的问题，降低了工艺

控制的难度，并且可有效提高细胞发酵密度和延长细胞生存时间。

当然，目前也有商业化的GS缺陷性CHO细胞，主要有lonza公

司的CHOK1SV（2002年）和CHOK1SVGS-KO（2012年），Merk

公司（原SAFC）的CHOZNCHOK1（2006年），采用缺陷的GS体

系筛选可以缩短单克隆筛选周期，但由于供应商收费昂贵，国内外很

多公司依然选择ATCC原始的CHOK1宿主细胞。

2.筛选标记以及表达载体选择

表-1哺乳动物细胞表达载体中常用的筛选标记

Table-1Selectablemarkersoftenusedinmammalian

expression

筛选标记筛选试剂

二氢叶酸还原酶（DHFR）甲氨蝶呤（MTX）

代谢型筛选标记（扩

氨基亚砜蛋氨酸

增型基因筛选标记）谷氨酰胺合成酶（GS）

（MSX）