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标题: 如何结合过滤器避免上游支原体污染 [打印本页]

作者: guolvfenlitech6 时间: 2022-10-12 06:46
标题: 如何结合过滤器避免上游支原体污染

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2022-10-12 环球过滤分离技术网 guolvfenlitech6

近年来，国内生物技术行业发展迅猛，已成为人类健康和制药领域新的风向标，尤其是基于细胞培养和表达的工艺流程，是各种创新治疗产品的关键环节，例如基于CHO细胞体系的抗体或重组蛋白、基于HEK293或昆虫表达体系的病毒载体等。

在细胞培养工艺中，培养基的污染是大家谈论较多的话题。通常情况下，培养基污染可划分为化学污染和生物污染，化学污染包括培养基杂质、内毒素、去垢剂等。生物污染则包含真菌和细菌污染、支原体污染、病毒污染等。

其中，支原体污染是上游科学家最为看重也最为担心的事件。细胞培养过程中支原体的污染可能来源于培养基或添加剂本身、设备和环境、以及操作者等。据文献数据报道，培养基受到单一种群支原体污染的比重约为5-35%，而受到两种或两种以上种群支原体污染的比重则高达7-60%。因此，在细胞培养工艺中，如何有效降低支原体污染的风险，已成为生物工艺中的重要一环。

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支原体是一类体积细小（约0.1-0.3μm）、圆形或者丝状的，缺乏肽聚糖类细胞壁的细菌的统称，基于这样的特点，一定数目的支原体可以穿透通常意义上0.2μm的除菌过滤膜，并导致下游料液的污染。因此，在培养基制备的过程中，越来越多的研究员考虑采用0.1μm的过滤膜来降低支原体污染的风险。

与除菌级过滤器类似，部分技术文件提出了过滤器的供应商需对0.1μm除支原体过滤器进行一系列的性能确认（Filter Qualification）的建议，这些确认项目包含但不限于下列内容：

✓ 与细菌截留实验相关联的完整性测试数据

✓ 支原体去除研究（支原体截留测试）

✓ 水流速与压力曲线

✓ 灭菌稳定性测试

✓ 生物兼容性测试

✓ 化学兼容性数据

✓ 可提取物测试

✓ USP相关测试

其中，支原体去除研究是评估过滤器降低支原体污染风险的关键性能指标，也是过滤器供应商评估其产品性能的关键要素。完善的支原体截留测试通常包含以下几个重要的考量点：

1）模式支原体选择和培养制备方式

模式支原体：建议采用Acholeplasma laidlawii (ATCC23206)或等效来源菌种，该模式支原体是常见的培养基污染物，能够穿透0.2μm除菌过滤膜，并且在实验室条件下易于高密度培养，是人体非致病性支原体。通常情况下，建议菌种传代次数不超过15次。
培养基：建议采用MTFB (Mycoplasma Task Force Broth)培养基，配制和灭菌方式参见PDA技术报告。
缓冲液：用于菌体稀释和挑战，建议采用磷酸盐缓冲液 (PB), 配制和灭菌方式参见PDA技术报告。
支原体挑战浓度：建议≥107CFU/cm2。

2）挑战用过滤器

0.1μm过滤器，用于支原体截留测试，可以是膜片形式，比如47mm直径膜片，配合夹具构成测试用过滤装置，也可以采用商品化过滤器，比如10英寸过滤器。
0.2μm过滤器，用于阳性对照，过滤器形式和测试过程应尽量与挑战用过滤器相同。

3）测试装置

恒压过滤，可采用压缩空气和压力罐的装置进行测试，应尽量采用较高的测试压力，比如30psi或者更高。
恒流过滤，也可采用恒流泵和压力表的装置进行测试，应尽量采用较高的流速，比如500LMH或者更高。
完整性测试仪，用于检测过滤器的完整性指标。

4）评估标准

0.1μm过滤器的支原体去除性能可以用TR（Titer Reduction）或者LRV（Log Reduction Value）来衡量。
具有优质性能的除支原体过滤器，单位平方厘米（cm2）的有效过滤面积应至少可以截留107CFU模式支原体。
用于阳性对照的0.2μm过滤器，滤过液中应能检测到模式支原体。
测试前后，测试用过滤器和阳性对照过滤器，均通过了完整性测试。
除支原体囊式过滤器，其主要特点包括：

双层0.2+0.1μm，具有优秀的支原体截留性能
高度非对称结构聚醚砜（PES）材质过滤器，流速快，载量高
过滤器规格齐全，可提供从180cm2到1.32m2的各种规格囊式过滤器
可耐受高压蒸汽灭菌和辐照灭菌，适于搭配一次性管路套件使用
出厂前100%完整性测试通过
完善的文件体系
本地化生产，供应链稳定

参考资料

1. L. Nikfarjam et. al., Prevention and Detection of Mycoplasma Contamination in Cell Culture, 2011

2. Z. Soheily et. al., Detection of Mycoplasma Contamination of Cell Culture by A Loop-Mediated Isothermal Amplification Method, 2018

3.BSR/PDA Standard 05-201x, Consensus Method for Rating 0.1 Mycoplasma Reduction Filters, drafted stage, 2020

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