在2024年10月17日的科普中国·星空讲坛上,新乡医学院副校长、太行学者特聘教授王天云发表了主题为《一个中国细胞的故事》的演讲,深入探讨了生物药物背后的动人故事。
演讲中,王天云教授重点介绍了CHO细胞的起源及其在生物医药领域的重要意义。中国小仓鼠,原产于中国北部和蒙古地区,是一种常见的啮齿动物。
1919年,西班牙流感席卷全球,许多感染者出现肺炎症状。为了弄清楚肺炎的类型,医生迫切需要培养患者肺部的细菌,而试验小白鼠却因数量稀缺和价格高昂而难以获得。因此,北京协和医学院的谢恩增博士决定寻找替代方案。在北京周边,中国仓鼠种群 abundantly,谢博士成功捕获了一些中国仓鼠作为实验对象,并取得了令人瞩目的成果。
随着时间的发展,人们逐渐意识到中国仓鼠在生物研究方面的巨大价值。1948年,在解放战争即将结束之际,著名病理学家胡正祥教授向致力于研究疟疾的罗伯特·布里格斯·沃森医生赠送了20只中国仓鼠,沃森随即带着这20只仓鼠跨越了战火纷飞的环境,最终将其运送至目的地。
1957年,西奥多·帕克遗传学家在波士顿癌症研究基金会的实验室中获取了一只雌性中国仓鼠,并从其卵巢分离出了被称为CHO细胞的细胞,这一发现为生物医药开辟了新天地。
自此以来,CHO细胞在生物医药产业中架起了重要的桥梁。这种细胞具备多项优势,如高度安全性、与人类蛋白质相似的结构以及能够进行高密度培养,因此成为基因工程蛋白药物生产的主要细胞之一。
CHO细胞最早在1987年得到应用,基因泰克公司利用其表达了一种组织型纤溶酶原激活剂(t-PA),标志着哺乳动物细胞表达系统生产生物药物时代的开启。t-PA作为一种单链糖蛋白,能够有效降解纤维蛋白,临床上广泛用于治疗急性心肌梗死和急性脑梗死等疾病。
伴随着技术的不断发展,如今,每升的CHO细胞表达量已经突破了10克,提升幅度惊人,达到200倍。现在,接近70%的上市重组蛋白药物是由CHO细胞生产的,包括全球畅销的“阿达木单抗”(修美乐)及“黄金救命药”人血白蛋白等。
然而,尽管CHO细胞源自中国仓鼠,但由于我国生物医药产业发展的起步较晚,早期技术相对滞后,知识产权长期受到国外垄断,国内企业不得不高价购买CHO细胞系,甚至在一些官方网站上的售价高达1.73万元。
为打破这一技术瓶颈,国内的科学家们相继进行了多项研究。结合Pubmed网站的相关数据,自21世纪初,关于CHO细胞的研究逐渐加速,而中国科研工作者在其中扮演了举足轻重的角色。
我们的实验室团队围绕CHO细胞的表达系统进行深入研究。目前,已成功研发出高效表达载体,表达量超过12 g/L,稳定性大幅优于其他同类产品。同时,我们研发了适用于CHO细胞的无血清培养基,克服了传统培养基带来的潜在风险。
这种无血清培养基由近百种成分组成,严格控制成分浓度,以保证细胞的最佳生长状态。通过我们的努力,培育出的细胞在活性和蛋白表达水平上均超越同行业其他产品。这一成果不仅为国内市场提供了支持,还获得了加拿大授权的国际发明专利。
未来,我们的目标是:构建一个属于中国的重组蛋白药物系统,实现自给自足,推动我国生物医药产业的持续发展。