美谷分子：提高细胞株开发效率是抗体药企提升竞争力的要素

目前，抗体药物已成为全球生物制药的重点。抗体药物开发也逐步成为中国制药行业关注的热点，国家十二五规划中明确提出，增强新药创制能力，加快单克隆抗体药物的研究，重点开发治疗恶性肿瘤的抗体药物，突破生物技术药物产业化的技术瓶颈，开发自主知识产权产品，抢占世界生物技术制药的制高点。

近日，仪器信息网特别策划了“抗体发现及细胞株开发的高通量自动化解决方案”专题，以期能够帮助生物制药领域用户了解抗体药物开发过程中的相关技术方法。并邀请美谷分子仪器（上海）有限公司技术主管徐孟杰分享了他的观点。

徐孟杰 技术主管

仪器信息网：请您谈谈目前抗体药物开发整体现状以及细胞株开发的现状。

徐孟杰：从产品角度来看，抗体药物开发的重心在于结构创新和改造，比如双特异性抗体，以及scFv、纳米单抗等抗体片段。此外还有研究的靶点从前期的热门靶点，延伸到“相对冷门”的靶点上，一些认知相对较少的靶点。从抗体药物开发的技术角度，很多大公司都在加强或完善抗体发现平台，提高自动化程度，从而有助于发现更多优质候选分子。

细胞株开发上，由于宿主细胞、质粒结构、筛选方法以及培养基等优化，单抗产量已经比较容易达到5 g/L及以上，因此产量已经不是最大的瓶颈。随着药企间竞争的加剧，缩短细胞株开发工作流程时间、减少人工操作、提高效率并更好地满足法规的要求，尤其是细胞株单克隆性的要求，是当下更为关注的要素。

仪器信息网：在目前的抗体发现及细胞株开发过程中，相关方法的技术难点主要是什么？如何突破？

徐孟杰：抗体发现技术包括杂交瘤筛选技术，噬菌体展示技术和单个B细胞技术等。作为筛选平台，最重要的还是筛选的通量和效率，从而找到更多特异性的抗体或抗体片段。目前越来越多的平台借助高通量自动化的系统来实现通量和效率的提升。

细胞株开发阶段，产量和时间是两个重要的指标，涉及的因素比较多，包括宿主细胞，筛选体系，以及单细胞克隆等。单细胞克隆技术的选择，极大影响实验流程的时间和筛选的通量，最终也会影响到细胞株产量，因此是非常关键的一个技术环节。一轮有限稀释结合孔板成像是目前较为常见的方法，不过有限稀释的操作存在低效和人工操作时间长的不足。因此，越来越多的公司采用单细胞分离系统代替有限稀释，这不仅可以提高筛选的通量和工作效率，还可以加强细胞株单克隆性的可信度，因此单细胞分离系统加孔板成像是当下热门的技术组合。

仪器信息网：请介绍目前在抗体发现及细胞株开发过程中，科学仪器市场对应开发产品的现状及发展趋势如何？

徐孟杰：对于抗体发现，主要的需求在于自动化高通量的设备，市场上既有针对各个阶段的自动化设备，也有全流程的自动化解决方案。

细胞株开发的新技术更是精彩纷呈，近几年快速孔板成像设备已成为细胞株开发的“标配”，结合一轮有限稀释，就可以达到足够的单克隆性可信度，取代了原先的两轮有限稀释，缩短了整个流程的时间。最近一两年，又出现了许多基于微流控芯片技术的产品，取代手工有限稀释或流式分选，提高单细胞接种的效率，是时下的热点。

仪器信息网：请介绍贵公司在抗体发现及细胞株开发方面有哪些仪器产品和解决方案？请介绍相关产品的技术特点和优势？

徐孟杰：针对噬菌体展示的抗体发现，我们公司有挑大肠杆菌克隆的QPix微生物克隆筛选系统，代替人工挑取，实现3000个克隆/小时的高速挑取，以及>98%的挑取成功率，是这个领域的标杆产品。此外，我们还可以整合上下游的设备，实现整个噬菌体展示流程的全自动化，从而进一步提高筛选的通量和效率。 

QPix微生物克隆筛选系统

对于杂交瘤筛选，我们公司有ClonePix2细胞克隆筛选系统，结合半固体培养基，可以获得高密度的杂交瘤细胞克隆，相比传统铺板的方法，不仅可以减少孔板数量及人工操作量，还可以发现更多特异性的杂交瘤细胞克隆，且后续的亚克隆时间亦可以缩短。ClonePix2系统通过白光成像和荧光成像，可以筛选出抗原特异性或者IgG阳性的杂交瘤细胞克隆，并自动精确地转移至微孔板，可用于初筛或者后续的亚克隆，提高工作效率。

ClonePix2细胞克隆筛选系统

对于细胞株开发，上面提到的ClonePix2系统也可以用于细胞株开发，借助半固体培养基的高克隆密度和ClonePix2系统的强大筛选功能与自动化挑取，可以轻松筛选上万个克隆并挑取出其中的高表达克隆。此外，我们还有CloneSelect高通量单细胞分离系统，这是一款新的设备。该系统基于微流控芯片技术和智能图像分析，可以实现>80%的单细胞接种效率和>75%的细胞活率，从而实现>60%的单克隆率。相比有限稀释，可以将每块96孔板或384孔板的克隆数量提高3倍及以上，从而扩大筛选通量。同时，单细胞分离过程采集的图像，与后续的全孔成像的图像互相佐证，可以提高单克隆性的保证。在全孔成像方面，我们有CloneSelect Imager细胞生长分析系统，专门用于细胞株单克隆性验证。该系统可以在90s内完成一块96孔板的高质量图像的采集，配套的分析软件可以出具单克隆性报告，因此可以高效地完成图像的采集、分析和报告出具。

CloneSelect高通量单细胞分离系统

CloneSelect Imager细胞生长分析系统

仪器信息网：请您介绍一下用于细胞株开发的新产品与传统方法以及同类型产品之间的差异。

徐孟杰：我们的新产品叫CloneSelect高通量单细胞分离系统，它的核心在于微流控芯片和智能图像分析。第一个特点是获得更多的单个活细胞最终生长成细胞克隆，细胞克隆数目是有限稀释的4倍及以上。它利用微流控芯片柔和地产生细胞液滴，通过实时地图像分析判断细胞数目，将空的液滴或者多个细胞的液滴真空吸走，从而只接种单个细胞的液滴，以达到更高的单细胞接种效率。第二个特点是处理速度快，提高工作效率和筛选通量。单细胞分离系统只需要简单的准备就可以使用，接种一块96孔板的时间不到5min，从而提高整体的工作效率。第三个特点是记录的单细胞分离图像，可以与后续的孔板成像的数据相互补充，提高单克隆性的可信度。第四个特点是采用一次性的分离槽，细胞样品加到分离槽中，离开后直接进入微孔板，正式样品不流经其他的管路，因此省去了清洗和验证系统的麻烦。第五个特点是兼容一系列细胞，且具有荧光分选功能，可以拓展应用。除了分离CHO细胞外 ，还可以用于HEK细胞、干细胞、昆虫细胞、各种肿瘤细胞及原代细胞。绿色荧光可以用于筛选出基因编辑成功的活细胞、高表达的细胞以及高活率的细胞，拓展应用范围，配合一次性分离槽，使得不同项目之间的切换会非常方便。