从我们交流和旅行的方式,到我们的娱乐和饮食,毫无疑问,科学创新已经对我们的日常生活产生了巨大的好处。然而,尽管这些发现给我们带来了舒适和便利,但可以说,最令人难以置信和改变生活的贡献是导致现代医疗保健的引入的突破——尤其是拯救生命的公共卫生措施。

在19世纪的中期th世纪,据估计,美国城镇居民的死亡率比农村居民高出30%。1造成这一现象的主要原因之一是这两个地区的水质截然不同。

尽管建设了公共卫生基础设施,但早期的下水道系统经常清空饮用水取水口附近的污水,导致伤寒和霍乱等细菌病原体的频繁污染以及随后的疾病暴发。因此,迫切需要一种方法来消除饮用水中的致病细菌。

要做到这一点,首先需要一种可靠的方法,让科学家培养细菌病原体,并检测它们在水样中的存在。在对多种培养基和营养补充策略进行大量试验后,一项突破出现在水溶性水解蛋白——即蛋白胨的形式。

工业实验室设置的工人

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由Difco Laboratories于1914年发布的Bacto蛋白肽肽介绍了在工业规模运营生物处理所需的一致性和性能。

最佳补充?

最初由瑞士植物学家CarlNägeli于1880年描述,源自鸡蛋白蛋白,2蛋白胨是用强酸、强碱或蛋白水解酶部分水解蛋白质而产生的。其结果是一种富含氨基酸、多肽、维生素、碳水化合物、核苷、矿物质和其他成分的产品,这些成分可以很容易地被细胞用于生长。

由于蛋白质来源和消化方法都可以不同,早期蛋白胨的精确配方往往是高度可变的,每个实验室都是独特的。这种可变性为更标准化、商业化的产品打开了一个主要的缺口。通过利用其在生产高质量蛋白水解酶方面的丰富经验,1914年,Difco实验室发布了第一个生物过程级蛋白胨,豆蔻蛋白胨

蛋白胨在改善细菌疫苗生产方面具有特别的变革性作用

一个新时代的黎明

释放后,Bacto Peptone很快被称为微生物生长培养基补充剂的优质标准,并导致了全系列蛋白胨产品的开发。

随着蛋白胨系的扩大,蛋白胨的应用数量也在增加。这包括识别食品、饮料和制药行业中广泛的消费品中的细菌污染。

辣椒在改善细菌疫苗生产方面也具有特别的转化性作用。这与许多早期儿童疫苗的制造很重要,例如白喉和破伤风毒素和百日咳(DTP)组合疫苗,利用大规模的细菌细胞培养物。凭借佩吉斯,制造商可能会成本有效地提高其生产力,然后改善对救生疫苗的进入。

事实上,蛋白胨在这一领域被证明是如此成功,以至于它们今天仍被用于许多细菌疫苗的生产过程,并继续使低成本免疫规划成为可能,而这对低收入国家尤为重要。

适应克服

除了它们在细菌疫苗生产中的关键作用外,多年来蛋白胨还支持了几种新的生物加工技术的出现。其中最值得注意的是,在20世纪80年代末和90年代初,哺乳动物细胞系作为一种生产更复杂生物药品的手段出现了。

蛋白胨的使用,特别是用于制造单克隆抗体(单克隆抗体可用于多种不同类型的癌症和自身免疫疾病的靶向治疗)和重组蛋白,非常受欢迎。这主要是因为蛋白胨能够为生物制药开发人员提供一种快速的方法来优化他们的生物过程和提高滴度,而不需要在内部研究和开发新的成分组合。此外,蛋白胨还提供营养缓冲作用,以帮助保护细胞培养在漫长的生产周期,支持大规模生产过程。

牛棚里的兽医

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牛海绵状脑病(BSE)的出现推动了非动物来源蛋白胨的发展,如酵母和大豆。

然而,这种成长变成了哺乳动物基于细胞的生物制备同时也是生物加工行业最具挑战性的时期之一——牛海绵状脑病(BSE)的出现。1986年在英国首次发现疯牛病,它是一种朊病毒疾病,可以通过受污染的牛源产品传播给人类,包括具有许多生物加工应用的胎牛血清。这种污染风险意味着生物制药开发商开始寻找非动物来源的产品。

尽管一些无动物源蛋白胨此时可用,担心BSE,以及其他物种出现的进一步传染性海绵状脑病(TSES)的风险显着增加了对这些产品的兴趣。这导致行业内的主要需求,以获得从动物来源的高性能肽。为了满足这种新兴的需求,Difco开创了生物生产应用的酵母和大豆肽的发展。

尽管自疯牛病出现以来,为了降低污染风险,检测方面已经有了显著的改进,但AOF产品的普及程度仍在继续增长。这种持续的需求激发了进一步高性能AOF蛋白胨的开发——首先由Difco开发,现在由Gibco在他们被赛默费雪科学公司联合收购后继续开发。

携手合作,共创美好未来

除了蛋白胨的新来源外,目前还在研究如何更好地将蛋白胨的使用与工艺开发结合起来,因为尽管蛋白胨有很多好处,但仍存在一个普遍的误解,即蛋白胨增加了工艺的可变性,并可能导致产品不一致。

然而,这不是蛋白胨本身造成的,而是所有细胞培养基和补充物的固有变异性造成的。即使有严格的控制,一定程度的原料变异——通常是由少量的微量元素污染引起的——也是可以预料的。

因此,生物制药制造商必须了解这种风险,并识别任何对其生产过程有特别深远影响的元素,并采取措施加以控制。通过这样做,他们可以保持甚至改善他们的过程的一致性,同时仍然能够获得利用蛋白胨的生产力效益。

佩珀斯可以在促进提高生产力和加速疫苗生产方面发挥重要作用

在蛋白胨制造方面,还有一个关键需要满足高质量标准。由于其不同的应用程序,现在有许多不同的供应商提供佩珀斯。然而,对于生物制药生产,需要采用详细的原材料规格,严格的制造工艺和强大的质量控制和释放测试协议,尽可能地减少可变性。

这两个领域都突出了生物制药开发商与蛋白胨制造商合作的重要性,帮助他们了解和优化他们的工艺,并找到最合适和高质量的蛋白胨,以获得最大效益。

今天的创新,明天的世界

即使在100年后,持续的研发成肽制剂仍然是必不可少的,而不仅仅是有助于优化现有的生物制药制造,还可以帮助支持下一代治疗剂如mRNA疫苗的发展。

随着辉瑞生物技术公司和Moderna公司的Covid-19疫苗都使用mRNA引发免疫反应取得成功,世界各地的科学家正在努力将这种方法应用于开发新疫苗。由于细菌细胞需要产生mRNA生产所需的质粒,蛋白胨可以在促进提高生产率和加快疫苗生产方面发挥主要作用。

总体而言,鉴于他们参与上个世纪的无数突破性生物制药的发展和制造,很明显佩辛斯代表生物生产的过去,现在和未来。通过相结合信任Gibco产品赛默费雪以创新的蛋白胨解决方案来满足新兴的生物加工需求,努力改善世界各地的生活。

关于作者

来自Thermo Fisher Scientific的James Brooks

詹姆斯-布鲁克斯

James是Thermo Fisher Scientific公司的细胞培养和细胞治疗研发总监。他在医疗设备和生物制药行业拥有超过25年的经验,在哺乳动物细胞培养和技术领导方面具有专业知识。他在维克森林大学获得博士学位。

我是赛默费雪科学公司的史黛西·霍尔德

史黛西Holdread

Stacy是具有Thermo Fisher Scientific的细胞培养和细胞疗法的高级阅读和开发经理。她拥有30年的哺乳动物和微生物媒体设计和制造经验,包括她对微生物培养基优化和蛋白胨发展的工作。她专注于制作生物生产应用的媒体,饲料,补充剂和工艺的工作。

来自赛默费雪科学公司的Neelanjan Sengupta

Neelanjan Sengupta.

Neelanjan是Thermo Fisher Scientific的一名科学家,从事细胞培养和细胞治疗的研究和开发。他在普渡大学(Purdue University)获得博士学位,有超过十年的工作经验。他的专长包括培养基开发,并通过识别细胞培养基和补充剂的关键驱动因素,在生物加工方面取得一致的表现。