盡管現(xiàn)在預(yù)測CHO的未來還為時尚早，但生物制藥行業(yè)顯然已經(jīng)在尋找新一代的表達(dá)平臺，來應(yīng)對高昂的生產(chǎn)成本。美國FDA局長Scott Gottlieb今年7月批評了生物制藥中的幾個問題：“只有不到2%的美國人在使用生物藥，但這些藥物的支出占處方藥總支出的40%。”
監(jiān)管機(jī)構(gòu)并不是唯yi不滿意的人。去年，Biogen公司副總裁Eliana Clark表示，她的公司也在尋找CHO的替代品。“我們?nèi)绾握嬲档蜕a(chǎn)成本，為人們提供實惠藥物？ 我們在麻省理工學(xué)院做了很多建模，我們意識到CHO細(xì)胞系無法做到。”
與此同時，生物制藥報告（Biopharma Reporter）在2017年開展了一次調(diào)查，顯示近一半的生物制藥專家認(rèn)為該行業(yè)“過于依賴中國倉鼠卵巢（CHO）表達(dá)系統(tǒng)”。
放棄？尋找新的表達(dá)宿主
近年來，新型的蛋白表達(dá)系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，許多系統(tǒng)都有著出色的效率，節(jié)省了成本和時間，提高了患者的安全性。讓人印象深刻的當(dāng)屬Dyadic公司的C1系統(tǒng)，它是基于一種真菌 – 嗜熱毀絲菌（Myceliophthora thermophila）。
C1是一種多功能且容易操控的蛋白質(zhì)表達(dá)系統(tǒng)。并且，鮮為人知的是，真菌與動物的親緣關(guān)系比與植物或細(xì)菌更近。對于大規(guī)模的蛋白生產(chǎn)，C1不需要概念證明。Dyadic已利用C1來生產(chǎn)高達(dá)500,000升的高純度酶，不過工業(yè)試劑的商業(yè)化遠(yuǎn)沒有生物制藥那么復(fù)雜。
這家公司也參與了一些合作，希望將C1引入主流的生物藥品生產(chǎn)。與歐盟合作的一個項目已證明，它能夠高水平地生產(chǎn)抗原蛋白。另一項與田邊三菱制藥（Mitsubishi Tanabe Pharma）的合作旨在克服兩種重要的治療化合物的表達(dá)挑戰(zhàn)。
除了這些合作，Dyadic也在解決蛋白酶的問題。表達(dá)系統(tǒng)會產(chǎn)生蛋白酶，以去除自己生產(chǎn)但屬于外源的蛋白質(zhì)。這些蛋白酶有時會延誤哺乳動物表達(dá)系統(tǒng)的開發(fā)。Dyadic已經(jīng)鑒定出嗜熱毀絲菌中的蛋白酶編碼基因，并將它們降低了九倍。9月，Dyadic與賽諾菲-安萬特合作，證明了C1能夠生產(chǎn)多種生物疫苗和藥品。
關(guān)于治療性糖蛋白，人們一直關(guān)注表達(dá)的翻譯后修飾。與酵母或細(xì)菌相比，C1以類似人類糖基化的模式添加聚糖，不過到現(xiàn)在為止似乎沒有O-糖基化。Dyadic已采用手段將C1的糖基化改造成哺乳動物中更常見的形式，如G0、G0F、G2和G2F。
不放棄？理由也有很多
CHO細(xì)胞一直是單克隆抗體的“主力”表達(dá)系統(tǒng)。眾多成熟的商業(yè)化流程都是基于CHO的大規(guī)模表達(dá)，這是經(jīng)過設(shè)計，還是出于偶然呢？
Horizon Discovery公司的產(chǎn)品經(jīng)理Jamie Freeman博士認(rèn)為，生物技術(shù)行業(yè)對CHO細(xì)胞的依賴源于反復(fù)試驗。“CHO是當(dāng)時的眾多選擇之一。盡管CHO并不wan美，即使其他系統(tǒng)如今也表現(xiàn)出潛力，但考慮到30年前的情況，當(dāng)時的開發(fā)人員在表達(dá)和安全之間找到了一個平衡點。”
在改善CHO方面，zui大的工藝改進(jìn)是培養(yǎng)基和補(bǔ)料開發(fā)。瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的Florian Wurm博士等專家公開表示，培養(yǎng)基開發(fā)是目前唯yi能做的提高CHO生產(chǎn)力的方式。Wurm也對CHO的基因組不穩(wěn)定性表示失望，這只能通過細(xì)胞系的遺傳改造來改善。
Freeman博士認(rèn)為，化學(xué)成分限定的培養(yǎng)基有望減少批次之間的差異，同時通過避免潛在的動物源性病原體而提高安全性。無血清培養(yǎng)基則使得人們能夠采用工藝開發(fā)的實驗設(shè)計。此外，篩選系統(tǒng)的引入，特別是Horizon Discovery的GS敲除系統(tǒng)，顯著縮短了細(xì)胞系的開發(fā)時間。
不出所料，F(xiàn)reeman博士對CHO替代品的大規(guī)模采用并不那么樂觀。“任何市場新手都需要證明它們能夠生產(chǎn)出安全的療法，且監(jiān)管機(jī)構(gòu)可以接受。它們還必須證明轉(zhuǎn)換到這種新的生產(chǎn)平臺有足夠多的好處。”
他認(rèn)為，人們可以從那些不適合CHO的產(chǎn)品開始，讓監(jiān)管機(jī)構(gòu)有時間來調(diào)整。“不過這需要時間。這么多年來，人們已經(jīng)提出了許多系統(tǒng)，從昆蟲細(xì)胞到改良酵母，但都無法取代CHO。CHO仍然是生產(chǎn)復(fù)雜的生物治療藥物的首xuan。”
與此同時，F(xiàn)reeman相信CHO未來能夠進(jìn)一步改進(jìn)。“現(xiàn)代生物技術(shù)工具，如轉(zhuǎn)座酶介導(dǎo)的整合，或小規(guī)模的基因組編輯（例如GS系統(tǒng)），已經(jīng)改善了CHO表達(dá)系統(tǒng)的表現(xiàn)，但潛在影響遠(yuǎn)大于此。將基于GS knockout CHO K1細(xì)胞系的改良序列與CRISPR篩選相結(jié)合，可以鑒定遺傳目標(biāo)，改善各種性質(zhì)。”
這些目標(biāo)可經(jīng)過進(jìn)一步的修飾，以改進(jìn)CHO。“廣泛的基因組改造可以實現(xiàn)甚至超越新型表達(dá)系統(tǒng)所承諾的改進(jìn)，同時對CHO細(xì)胞的豐富經(jīng)驗又讓我們安心，”Freeman談道。
