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CHO细胞:一只中国仓鼠造就的“生物工厂”

已有 71 次阅读 2025-12-31 11:06 |系统分类:科研笔记

1957年,科学家 Theodore T. Puck 从一只中国仓鼠的卵巢组织中分离出一株特殊的细胞——CHO细胞。谁也没想到,这个偶然的发现,竟在半个多世纪后成为全球生物制药产业的基石。如今,超过70%的重磅生物药(如单克隆抗体、疫苗、激素)都诞生于CHO细胞中。

一、何为CHO细胞?

CHO细胞源自中国仓鼠的卵巢组织,是成纤维细胞样贴壁细胞系。这种细胞的染色体数为22(二倍体),但常用的CHO-K1亚系存在染色体变异和缺失现象。

在细胞培养中,CHO细胞呈现椭圆形单层生长形态,细胞核体积较大且胞浆丰富。它们具有一种特殊的遗传缺陷——无法自行合成脯氨酸,培养时必须在培养基中添加L-脯氨酸才能生长。

这一特点反而成了其作为表达系统的优势,因为通过基因工程手段可以利用这一缺陷进行筛选。

CHO细胞家族还包括多种亚型:接近野生型的CHO-K1DHFR缺陷型的CHO-DXB11CHO-DG44;以及适用于悬浮培养的CHO-S。这些不同的亚系为各类生物药生产提供了多样化选择

二、为什么CHO细胞成为明星工厂

CHO细胞之所以备受青睐,源于其多重独特优势:

高安全性CHO细胞不易被多数人类病毒高效感染特性,大大降低了生产过程中的生物安全风险。

翻译后修饰能力接近人类CHO细胞生产的蛋白质在糖基化、磷酸化等修饰方面与人类蛋白质高度相似,使产生的药物更具生物活性和低免疫原性。

低内源蛋白干扰CHO细胞本身很少分泌内源性蛋白,极大降低了后续蛋白分离纯化的难度。

适应性强CHO细胞既可贴壁生长,也能适应无血清悬浮培养,适合大规模生物反应器生产,培养密度高。

三、CHO细胞的“安全隐患”与科学应对​

尽管CHO细胞是高效的“工厂”,但生产过程中可能有极少量细胞DNA残留于药物中。这些残留DNA若超标,可能存在理论风险:

致瘤风险:理论上看,残留的外源DNA片段若整合到人体基因组,存在影响癌基因或抑癌基因的潜在可能,但目前无证据表明合规生物药中的CHO残留DNA会引发癌症,该风险在严格质控下可忽略不计。

传染风险:如果生产细胞中潜伏着病毒,其DNA也可能随之残留,理论上存在重新激活的风险。

免疫风险:外来的DNA可能被我们身体的免疫系统识别为入侵者,引发不必要的免疫反应。

因此,全球的药品监管机构,都对生物药中残留DNA的含量做出了极为严苛的限量要求,综合相关法规要求,最好不要超过10pg/剂量。这就对检测技术的灵敏度提出了极高的挑战。

面对这一高技术门槛的检测需求,检测技术也在不断迭代升级。比如上海翼和依托深厚的分子遗传学技术积累,推出了CHO残留DNA检测试剂盒,采用双色荧光TaqMan探针定量PCR法,快速便捷,准确性高(DNA参考品溯源至国家标准品),灵敏度高(检测限可达1fg/μL)。

从一只仓鼠的卵巢细胞,到支撑全球生物制药产业的生物工厂CHO细胞的价值毋庸置疑。而确保从这座工厂出产的每一份药物都安全可靠,正是高灵敏度检测技术存在的意义。精准质控,为创新药的安全上市保驾护航。



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