相对于起始培养基调整对生产规模的容器中的细胞培养的控制制造技术

提供了用于相对于起始培养基调整对生产规模的容器中的细胞培养的控制的计算机实现的方法和系统。所述方法包括提供多个生产规模的过程轨迹，每个生产规模的过程轨迹来自成功控制的细胞培养。所述方法还包括接收用于细胞培养的培养基集合。所述方法还包括从所述培养基集合中取样可能在所述生产规模的容器中使用的第一培养基。此外，所述方法包括使用第一培养基起始种子训练以实现对生产规模的容器的接种。所述方法还包括在过程控制装置中提供多个微型规模的容器，其中所述生产规模大于所述微型规模。所述方法还包括从所述培养基集合中取样用于所述微型规模的容器的第二培养基，其中每个微型规模的容器接收培养基集合的代表性部分。此外，所述方法包括将来自种子训练的细胞引入到微型规模的容器中，以在每个微型规模的容器中起始细胞培养。规模的容器中起始细胞培养。规模的容器中起始细胞培养。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相对于起始培养基调整对生产规模的容器中的细胞培养的控制
[0001]本公开涉及化学、药物、生物药物和/或生物过程控制。更具体地，所公开的方面涉及相对于起始培养基调整对生产规模的容器中的细胞培养的控制
[0002]细胞培养基可以是生物药物制备过程的可变性的重要来源，并且可以不利地影响细胞生长、活力和比生产率，或改变所得产物(例如，治疗性蛋白质)的质量概况。因此，细胞培养基的一致性日益重要。此外，哺乳动物细胞培养中的培养基是关键原料(CRM)，其可影响细胞培养中产生的产物或使用细胞培养产生的产物的一些关键质量属性(CQA)。
[0003]考虑到动物血清的不确定的性质和批次间的可变性导致的细胞生长和生产率的差异，补充有血清的培养基可能是特别不可预测的。此外，污染物可以被引入到最终产品中，并且可能涉及伦理问题，特别是在胎牛血清(FBS)的情况下。因此，无血清培养基可能是可取的。无血清培养基可以由细胞生长因子组成，所述细胞因子包括水解产物、氨基酸、维生素和无机盐。无血清培养基还可以含有不确定的动物来源的产物，例如血清白蛋白、激素、载体蛋白和附着因子，它们可能含有污染物。
[0004]通常，培养基可以含有以下的一种或多种：氨基酸(例如，约20种不同的氨基酸)、嘌呤(例如，次黄嘌呤)、嘧啶(例如，胸苷)、胆碱、肌醇、硫胺素、叶酸、生物素、钙、烟酰胺、吡哆醇、核黄素、胸苷、氰钴胺素、丙酮酸、硫辛酸、镁、葡萄糖、钠、钾、铁、铜、锌和碳酸氢钠。在一些情况下，培养基可以含有来自哺乳动物的血清。在其它情况下，培养基可以是无血清的。培养基可以含有微量金属，哺乳动物生长激素和/或哺乳动物生长因子。
[0005]在一些情况下，培养基可以包含超过100种组分。在其它情况下，培养基可限于少于10种组分，例如无机盐、碳源和水。在后一种情况下，可以将细胞培养保持在没有进一步补充物的基础培养基中。
[0006]无血清培养基因为不太确定的组分，例如蛋白胨和水解产物(它们可以被加入以模拟用含血清培养基实现的生长)而可能是不一致的。水解产物可以是复杂的混合物，其含有寡肽、氨基酸、铁盐、脂质、维生素和微量元素形式的其它低摩尔质量的物质，它们已被证明是培养基中重组胰岛素和血清组分的合适替代物。
[0007]培养基可以是化学上确定的。因此，鉴定出所有的组分具有已知的浓度。因此，化学上确定的培养基可以完全不含动物来源的组分，例如牛血清白蛋白、人血清白蛋白或胎牛血清。
[0008]因此，化学上确定的培养基对于控制细胞培养以产生目标产物可能是有利的。然而，化学上确定的培养基可以在一些组分，特别是微量组分如维生素、氨基酸和金属如锌、铁和铜方面具有显著的差异。此外，在化学化合物中的杂质如微量元素的残留物中可能存在变化。
[0009]提供仅限于化学上确定的组分的培养基可能是有困难的。因此，化学上确定的培养基可以补充有重组形式的白蛋白和/或生长因子。化学上确定的培养基可以包括营养物和/或基础制剂的混合物。此外，化学上确定的培养基可以补充有不太确定的组分，例如水解产物。化学上确定的培养基还可以包括满足特定要求的上述元素。这种补充的培养基仍
然可以是无血清的。
[0010]细胞培养可用于生产具有临床应用的重组蛋白。因此，哺乳动物细胞培养可能是合适的。然而，也可以使用其它细胞培养。
[0011]培养基可以液体或粉末形式提供。
[0012]出于各种原因，粉状培养基可能是可取的(例如，比液体培养基更可取)。具体地，高运输成本和有限的保质期可以限制液体培养基制剂的适用性。例如，液体形式的一些培养基组分(例如氨基酸)在几天或几周后在化学上不稳定的。这些培养基组分在粉末形式时可能更稳定(即，它们可以持续更久)。此外，粉末可以在放大或缩小生产过程方面提供灵活性，而不需要大量投资来储存大量未使用的液体。
[0013]粉状培养基也可能引入问题。具体地，粉末可以具有基于例如称重误差，均匀调配和混合，环境的不同湿度水平等的自然变化。
[0014]鉴于以上所述，培养基中的不一致或变化可能是过程变化和项目拒绝的重要(或甚至是最重要)的来源，导致质量控制失败。
[0015]为了检测和适应培养基中的变化，可以应用分析技术来确定培养基的组分。分析技术可以包括分离方法和光谱学。光谱学技术可以包括近红外(NIR)、中红外(MIR)、拉曼、荧光和核磁共振(NMR)。此外，可以应用光谱学技术来定量微量元素；这种技术可以包括原子发射光谱(AES)、激光诱导击穿光谱(LIBS)和x射线荧光(XRF)。此外，可以使用质谱技术，例如串联质谱。可以应用层析方法。也可以使用其它技术。
[0016]分析技术可能具有缺点。例如，与光谱学检测方法结合的层析方法可能是特别劳动密集型的，因为通常需要初始的预浓缩提取步骤，随后是单糖的柱前衍生化。
[0017]此外，由于有限的灵敏度，材料的光谱学分析可能仅揭示部分样品信息。尽管质谱技术可以揭示另外的信息，但是这些技术也受到用于鉴定过程的参考文库的完整性的限制。许多光谱学技术，例如红外或拉曼，对于低浓度的组分可能存在困难。更敏感的技术，例如表面增强拉曼光谱(SERS)，可能难以可再现地实现或者可能不被开发用于商业验证。一些技术也可能受到培养基浊度的影响。
[0018]此外，一些分析技术，例如核磁共振光谱，可能具有高资本和操作成本以及显著的空间需求。
[0019]因此，完全分析培养基可能是具有挑战性的。
[0020]此外，提供培养基的完整分析概况可能与培养基制造商的策略相冲突。具体地，许多培养基制造商可以将培养基的确切组成保持为商业秘密，并且可能不希望揭示它。
[0021]此外，培养基的组分可以随时间改变。具体地，在装载和/或运输过程中，培养基可能受到通过老化的分解以及分层(非预期的分离)的影响。分层可特别适用于粉状培养基。
[0022]因此，处理培养基中的变化并相对于起始培养基调整对生产规模中是细胞培养的控制可能是一个问题。
[0023]根据一方面，提供了用于相对于起始培养基调整对生产规模的容器中的细胞培养的控制的计算机实现的方法。所述方法包括提供多个生产规模的过程轨迹，每个生产规模的过程轨迹来自成功控制的细胞培养。所述方法还包括接收用于细胞培养的培养基集合。所述方法还包括对来自可能用于生产规模的容器中的培养基集合的第一培养基进行取样。此外，所述方法包括使用第一培养基起始种子训练以实现对生产规模的容器的接种。所述
方法还包括在过程控制装置中提供多个微型规模的容器，其中所述生产规模大于所述微型规模。所述方法还包括对来自用于微型规模的容器的培养基集合的第二培养基进行取样，其中每个微型规模的容器接收培养基集合的代表性部分。此外，所述方法包括将来自种子训练的细胞引入到微型规模的容器中，以起始每个微型规模的容器中的细胞培养。所述方法还包括通过过程控制装置并且至少部分并行地控制和监测每个微型规模的容器中的细胞培养。所述方法还包括在细胞培养运行期间或在细胞培养运行结束时，为微型规模的容器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于相对于起始培养基调整对生产规模的容器中的细胞培养的控制的计算机实现的方法，其包括：提供多个生产规模的过程轨迹，每个生产规模的过程轨迹来自成功控制的细胞培养；接收用于细胞培养的培养基集合；从所述培养基集合中取样可能在所述生产规模的容器中使用的第一培养基；利用所述第一培养基起始种子训练以实现对所述生产规模的容器的接种；在过程控制装置中提供多个微型规模的容器，所述生产规模大于所述微型规模；从所述培养基集合中取样用于所述微型规模的容器的第二培养基，其中所述微型规模的容器中的每一个接收所述培养基集合的代表性部分；将来自种子训练的细胞引入到微型规模的容器中，以起始在每个所述微型规模的容器中的细胞培养；经由所述过程控制装置并且至少部分并行地控制和监测在所述微型规模的容器的每一个中的细胞培养；在所述细胞培养运行期间或在所述细胞培养运行结束时，对于所述微型规模的容器确定来自所述微型规模的容器中的每一个的过程轨迹；从所述微型规模的容器的所述过程轨迹确定统计学上有代表性的轨迹，其中所述统计学上有代表性的轨迹表示所述第二培养基对所述细胞培养的影响；基于所述第二培养基对细胞培养的影响，确定所述第一培养基是否适于控制所述生产规模的容器中的细胞培养；和当所述第一培养基被确定为合适时，将所述统计学上有代表性的轨迹与所提供的生产规模的过程轨迹进行比较；和基于所述比较，使用所述第一培养基控制所述生产规模的容器中的细胞培养。2.如权利要求1所述的方法，其中所述培养基集合由粉状培养基或液体培养基组成；其中当培养基集合由粉状培养基组成时，可以考虑粉状培养基的特征进行取样，所述特征包括：粉状培养基的颗粒的尺寸范围，颗粒的形状，颗粒的组成变化，所述培养基集合的量，被取样的培养基的量；当所述培养基集合由粉状培养基组成时，可以根据Pierre Gy的取样理论进行取样。3.如权利要求1或2所述的方法，其还包括：接收待控制的过程参数；其中根据待控制的过程参数及相应的设定点，对所述微型规模的容器中的细胞培养进行控制和监测；为所述微型规模的容器的至少一部分不同地设置设定点的至少一个子集，其中可以根据实验的设计来设置设定点的子集。4.如权利要求3所述的方法，其还包括：将所述微型规模的容器分成培养站，其中每个培养站包括所述微型规模的容器的一部
分，其中所述培养站中的每一个可以包括所述微型规模的容器的约三分之一、约四分之一或约六分之一；其中针对所述部分的微型规模的容器不同地设置所述设定点的子集包括根据所述实验的设计为所述培养站中的每一个设置所述设定点。5.如权利要求3或4所述的方法，其还包括：接收待控制的每个过程参数的接受范围，其中所述接受范围各自反映待控制的相应过程参数的可接受的变化；其中所述实验的设计可反映待控制的过程参数在所述接受范围内的变化；接收表示所述接受范围的参考多变量过程图；其中确定所述第一培养基是否适于控制所述细胞培养包括确定所述统计学上有代表性的轨迹是否在所述参考多变量过程图的上限和下限内。6.如权利要求5所述的方法，其还包括：当所述统计学上有代表性的轨迹超过所述参考多变量过程图的上限或下限时，确定所述第一培养基不适合所述生产规模的容器；当所述统计学上有代表性的轨迹没有超过所述参考多变量过程图的上限或下限时，确定所述第一培养基适于所述生产规模的容器。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述比较包括计算所述轨迹的相似性，其中所述轨迹的相似性是根据多变量距离度量来计算的，其中所述多变量距离度量可以包括以下中的一个或多个：欧几里得距离、Hotellings T2范围、到模型的距离(DModX)、马氏距离。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括：基于所述比较，确定与所述统计学上有代表性的轨迹最相似的生产规模的过程轨迹；其中基于所述比较控制所述生产规模的容器中的细胞培养包括使用所述生产规模的过程轨迹控制所述细胞培养。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中控制和监测每个微型规模的容...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安，
申请(专利权)人：赛多利斯司特蒂姆数据分析公司，
类型：发明
国别省市：