CN112204127A - 用于有机生长和分阶段的中等规模模型 - Google Patents

Abstract

本公开内容涉及用于生物制剂的工业生长的系统的有机生长和分阶段设计。系统可以包括多个子系统，例如缓冲液分配子系统、培养基制备子系统、生物反应器子系统、收获子系统和/或纯化子系统。子系统可以高度互连以用于灵活的工艺流程设计。另外，子系统可以被构造为具有总数量的设备工作站的总输出容量，并且以比总设备工作站少的较低输出容量运行以保持用于阶段性生长的余量。

Description

用于有机生长和分阶段的中等规模模型

相关申请

本申请基于并要求于2018年6月1日提交的美国临时专利申请系列号62/679,076的优先权，其通过引用并入本文。

背景

制药工业传统上将注意力集中在所谓的重磅药物上，这可能需要对专用于单个工艺的永久性设施进行大量投资。一旦建立，单一工艺流程的效率可以为初始投资提供强劲的回报。

然而，市场因素需要以降低的成本具有增加的灵活性的工业工艺。特别地，对专门药物的不断增加的需求凸显了围绕单一主导产品线设计的设施的缺陷。对于质量控制以及广泛的开发和完善的压力可能需要对特定工艺流程进行多次修订或迭代。

例如，各种生物细胞培养工艺可用于提取有用的有机成分，例如蛋白质、酶、代谢产物或其他生物质。这样的工艺通常是耗时的，并且需要大量的资本投资来构造单个设施以执行培养和生长工艺。在许多情况下，以前被配置用于一种产品的现有设施可能无法轻松或快速地进行重新配置以支持以试验容量或以生产容量进行新产品的迭代。

此外，当达到生产阶段时，现有设备不容易被重新配置以扩大最初的小产品产率。但是，传统的高产率设施可能不适合用于开发的初期阶段，在经受快速变化的产品周期时变得效率低下。

鉴于上述情况，需要一种灵活的生产线，其可以根据需要快速地适应和生长，从而允许快速重新配置、更大的生产量和更大的产品多样性。进一步需要在工艺和设备设计以及为容纳工艺而设计的设施和建筑物方面的灵活性。总而言之，存在对于用于生物制剂的工业生长的有机生长和分阶段设计的需求。

概述

总体上，本公开内容针对一种用于生长生物制剂的系统。该系统包括生物反应器子系统，该生物反应器子系统包括至少两个生物反应器和至少两个收获子系统。每个收获子系统单独地或组合地与生物反应器子系统中的每个生物反应器流体连通。

在一些实施方案中，该系统包括位于至少两个生物反应器和至少两个收获子系统之间的流动控制组件。流动控制组件可以被配置为选择性地控制从第一生物反应器到第一收获子系统以及从第一生物反应器到第二收获子系统的流体流动。流动控制组件还可以被配置为控制从第二生物反应器到第一收获子系统以及从第二生物反应器到第二收获子系统的流体流动。

在一些实施方案中，该系统还包括至少一个纯化子系统。每个纯化子系统单独地或组合地与每个收获子系统流体连通。在一些实施方案中，纯化子系统中的至少一个被配置为产生与至少一个其他纯化子系统不同的生物制剂。

在一些实施方案中，本文公开的系统可以被配置为每年处理多于100个批次。

在一些实施方案中，生物反应器中的至少一个是6000L或更大的。在一些实施方案中，生物反应器子系统包括补料分批生物反应器的种子队列(seed train)和/或至少一个灌注种子队列。在一些实施方案中，灌注种子队列可以进料至少一个补料分批生物反应器。

本公开内容通常还涉及一种用于缓冲液分配的系统，该系统包括至少一个缓冲液稀释装置，该装置接受至少两个输入(i)和(ii)，其中(i)是缓冲液浓缩源流，并且(ii)是用于注射源流的水。该系统还包括至少一个缓冲液稀释装置，其将包含(i)和(ii)的缓冲液混合物递送至缓冲液混合物分配歧管。至少一个缓冲液混合物分配歧管可用于控制独立地递送至多个目的地中的每一个的缓冲液混合物的参数，所述参数包括以下至少之一：流速或浓度。在递送至多个目的地中的任何一个之前，不储存缓冲液混合物。

在一个实施方案中，用于缓冲液分配的系统还包括第一缓冲液稀释装置。将来自第一缓冲液稀释装置的缓冲液混合物输出递送至至少一个下游缓冲液稀释装置作为输入(i)。第一缓冲液稀释装置下游的任何缓冲液稀释装置的输入(i)可以部分地转移到另一缓冲液稀释装置或至少一个缓冲液混合物分配歧管。至少两个缓冲液混合物分配歧管分配不同浓度的缓冲液。

在一些实施方案中，至少两个缓冲液稀释装置将约相同浓度的缓冲液递送至至少一个缓冲液分配歧管。

在一些实施方案中，至少一个缓冲液目的地包括培养基制备子系统、细胞培养子系统、生物反应器子系统、收获子系统和/或纯化子系统。

本公开内容总体上还涉及用于生长生物制剂的系统，其包括灌注种子队列，包含全部或部分从灌注种子队列进料的至少一个生物反应器的生物反应器子系统，以及至少两个收获子系统。每个收获子系统可以被配置成单独地或组合地接收生物反应器子系统中的每个生物反应器的流出物。

本公开内容总体上还涉及一种包含任何先前描述的系统的建筑物。例如，在一个实施方案中，建筑物可以包含至少两个纯化子系统，其中每个纯化子系统包括在第一房间中的三个色谱柱工作站和三个色谱滑块工作站、在相邻的第二房间中的色谱柱工作站和色谱滑块工作站以及可从第一房间或第二房间进入的维护区。维护区可通过气闸从第一和第二房间进入，并且还可通过另一气闸从建筑物的其余部分进入。

在一些实施方案中，第二房间还包括填充装置。

在一些实施方案中，生物反应器子系统在一个房间中包括多个生物反应器工作站，其中工作站中的一些或全部填充有生物反应器。在一些实施方案中，至少一个生物反应器工作站未填充生物反应器。在一些实施方案中，未填充生物反应器的至少一个生物反应器工作站和填充有生物反应器的至少一个生物反应器工作站被配置为维持与流动控制组件的流体连通。流动控制组件可以被配置为选择性地控制流体从至少两个生物反应器工作站中的任何一个到至少两个收获子系统中的任何一个的流动。

在一些实施方案中，如本文中所制备的建筑物还包括物流通道、人员区域、包装区域、运输区域和/或接收区域，并且可以被配置成满足能源和环境设计先锋认证标准(Leadership in Energy and Environmental Design certification standards)。建筑物还可包括分布在建筑物中的设备上、内部和/或周围的多个运动、温度和/或湿度传感器，以及被配置为跟踪多个传感器的输出并响应于偏离预定范围的输出而产生记录和/或警报的监测系统。

本公开内容通常还涉及用于生长生物制剂的方法。该方法包括生长细胞团；收获包含(i)细胞或(ii)细胞成分的材料；将收获的材料的第一部分传递到第一纯化子系统；将收获的材料的第二部分传递到第二纯化子系统；通过第一纯化子系统产生第一产物；和通过第二纯化子系统产生第二产物。

附图的简要说明

在说明书的其余部分中，更具体地阐述了本公开内容的完整和可行(enabling)的公开内容，包括参考附图，其中：

图1包含如本文制备的设施的示例布局；

图2包含缓冲液分配子系统的示意图；

图3包含培养基制备子系统的示意图；

图4包含生物反应器子系统的示意图；

图5包含收获子系统的示意图；和

图6包含纯化子系统的示意图。

在本说明书和附图中参考字符的重复使用旨在表示本发明的相同或相似特征或元件。

详述

本领域的普通技术人员将理解，本讨论仅是示例性实施方案的描述，并且无意于限制本公开内容的更广泛的方面。

总体上，本公开内容涉及一种用于生长生物制剂的系统。如本文所用，生物制剂的生长通常是指为了达到特定目的而对生物材料进行培养、饲养和加工的工艺。在某些情况下，目的是捕获生长的材料本身。例如，特定的细胞培养物因其治疗用途而可能是所需的，并且生长工艺扩大给定数量的细胞培养物，并收获、洗涤和包装所需的细胞。在其他情况下，需要生物质的某种副产物。例如，在某些情况下，需要特定细胞培养物的蛋白质产物，并且生长工艺扩大给定量的细胞培养物，并提取、纯化和可能包装蛋白质产物。

该系统可以被描述为经组织的子系统的集合。这些子系统可以被组织在单个建筑物或设施中。需要时，设施可以被建造以满足如ISO 14644-1、FED STD 209E和/或EU良好生产规范(GMP)标准中定义的针对受控和/或分类的空间的标准。仅作为示例，可以参考一次性设备。应当理解，可重复使用的设备落入本公开内容的范围内。

根据本发明的灵活的工艺可以容纳在图1所示的设施000中。示例设施可以分为三个子设施：上游子设施001，下游子设施002和人员子设施003。可能存在多个子设施。子设施可以构造为相邻的或堆叠在一起，例如在建筑物的不同楼层上。例如，上游子设施001可以位于第二层，而下游子设施002可以位于第一层。可替代地，子设施可以容纳在不同但相邻的建筑物中。在一些实例中，上游子设施和下游子设施位于建筑物的不同子分区(例如，房间或地板)中，而人员子设施003可以位于上游和/或下游子设施的周围、之间、下方和/或旁边。

在一个实施方案中，如图1所示，上游子设施001包含缓冲液分配子系统100、培养基制备子系统200和生物反应器子系统300；下游子设施002包含两个收获子系统400和两个纯化子系统500；和人员子设施003可以包含例如物流通道、人员区域、包装区域、运输区域和/或接收区域。

在一些实施方案中，设施000位于与用于生产其他产品的其他设施相同的建筑物中。例如，可以将多个设施000共同放置在一起以用于生产多种生物制剂。

特别有利的是，单个设施000也可以在其封闭的子系统内产生任何数量的生物制剂。例如，设施内的子系统可以高度互连。在图1所示的一个实施方案中，生物反应器子系统300的流出物可以独立地与两个收获子系统400流体连通。另外，来自任一个收获子系统400的任一个收获流可以与纯化子系统500中的任一个或两个流体连通。在缓冲液分配子系统100中产生的缓冲液混合物可以被引导至其他子系统中的任何一个。以这种方式，单个设施000可以提供最大限度的灵活性用于配置一个或多个期望的工艺流程。

如本文中所使用的，流体连通表示经由某种或多种导管的直接和有意的连接，由此流体可以从一个点流到另一点。可以通过任意数量的阀、歧管或控制器来调节流体连通。

例如，在一个实施方案中，流动控制组件可以提供用于互连的流体连通的框架。在某些情况下，流动控制组件可以是管道系统。一些实施方案还可以采用任意数量的阀、分流器、节流阀、计量器或歧管，各自任选地可手动地和/或以自动方式控制。以这种方式，流动控制组件可以促进任意数量的子系统或位置与设施000的子系统之间的流体连通。

流动控制组件在其流动控制中可以是选择性的。例如，当流动控制组件用于在具有两个或更多个生物反应器的单个生物反应器子系统300和两个或更多个收获子系统400之间提供流体连通时，流动控制组件可以选择性地个别控制来自任何生物反应器子集的流出物，从而将每个子集个别地以类似地个别定制的流动参数引导至一个或多个目的地采集子系统。以这种方式，流动控制组件可以在生物反应器子系统300中的生物反应器的所有或任何子集与多个收获子系统400的全部或任何子集之间提供高度灵活的流体连通网络。在一些实施方案中，类似的流动控制组件可以实现缓冲液在整个设施000中的选择性和个别受控地分布到任意数量的子系统。

在一些实例中，设施000的灵活实施方案可以包含多个子系统之间的流体连接网络。子系统可以被布置和重新布置在设施内的不同位置，并且流体连接网络基础设施(例如，包含流动控制组件)可以允许设备的快速重新连接。

有利地，创建流体连接网络以服务比最初构造的更多的子系统。例如，图1中的设施000可以包括流体连接网络，该流体连接网络被完全配置为在一个生物反应器子系统300和两个收获子系统400之间提供流体连接，但是最初仅运行一个收获子系统400。

这样的互连设施000可以全部或部分并行运行；例如，总产品队列可能是或可能不是完全并行的。在一个实施方案中，多个并行生物反应器子系统300可以进料单个收获子系统400，其进料多个并行纯化子系统500。在另一个实例中，单个生物反应器子系统300进料多个收获子系统400，其进料多个纯化子系统500。以这种方式，单个设施000可以生产许多不同的产品或同一产品的许多品级；例如，单个收获子系统400可以向两个纯化子系统500(一个针对质量优化，和一个针对产率优化)提供相同的收获培养物。类似地，可以并行运行各种测试方案，以观察对完全相同的源批次的不同工艺影响。

尽管根据本公开内容制备的设施具有被优化以最大化输出的能力，但是子系统可以被独立地配置以实现任何期望的输出要求。例如，可以用不同的操作输出来调节不同的纯化队列以使剩余产品最小化。另外，一些实施方案可以有意地以小于总容量的方式运行，以便在不需要最大输出时暂时降低运行成本。

在一些实施方案中，设施000的总输出可以大于每年约50个批次，例如大于每年约75个批次，例如大于每年约100个批次，例如大于每年约150个批次，例如大于每年约300个批次。但是，一般而言，设施000可以按比例扩大到每年生产少于约1000个批次。

设施000可能需要操作人员，在某些情况下可能需要大量的操作人员。然而，在一些实例中，设施000可以是部分或完全自动化的。例如，预测分析技术(PAT)可以实现简化的维护和监测程序。例如，多个传感器诸如振动传感器、噪声传感器、湿度传感器、温度传感器或功率消耗传感器可以向监测系统提供设施000的运行状况的图片。例如，振动和温度传感器可以安装在设备外壳上。如果任何传感器的任何输出偏离预定范围，或者可替代地由监测系统解释为普通或稳定的范围，监测系统可能会生成警报，以指示需要注意设施000的特定区域，例如特定子系统。以这种方式，可以减少所需的总操作人员。

有利地，如本文中所制备的设施000的灵活性使得能够从计划外的设备停机时间中快速恢复。例如，如果两个收获子系统400之一脱机，则互连的流体通信网络将允许生物反应器子系统300的流出物被快速且容易地重定向到第二收获子系统400。

由于根据本公开内容制备的设施000的高度灵活的性质，因此这些设施可以被构造为节能的。例如，通过仅根据需要选择性地运行多个子系统以满足需求，可以使水电消耗(utilities consumption)优化为高效的。在一些实施方案中，包围设施的建筑物可以被构造成满足各种标准，例如能源和环境设计先锋认证标准。

在一个实施方案中，该系统包含图2所示的缓冲液分配子系统100。缓冲液可以是例如盐溶液，该盐溶液用于改变或维持目标环境(例如碳酸氢盐溶液)中的给定的pH水平。例如，可以将缓冲液添加到生物反应器进料培养基中以达到和/或维持特定的pH。制备缓冲液的区域可以是受控的空间，例如ISO 8/Grade C/Class 100,000。

缓冲液可以被混合并且随后在被递送至目标环境之前被储存在大罐中。然而，在一些实施方案中，可以例如在小型的一次性混合器(SUM)102或大型的SUM 104中混合缓冲液浓缩物。如果使用，则小型和/或大型SUM可以是各种尺寸。例如，小型SUM可以大于约100L，例如大于约500L，例如大于约1000L。但是，通常，小型SUM可以小于约3000L，例如小于约1000L。用于缓冲液浓缩物制备的大型SUM可以大于约500L，例如大于约1000L，例如大于约2000L，例如大于约3000L。但是，通常，大型SUM可以小于约4000L，例如小于约3000L。

缓冲液的成分可以针对给定的应用适当地选择。在一些实施方案中，处理溶液是缓冲液，例如Tris、Tricine、HEPES、MOPS、PIPES、TAPS、bicine、BES、TES、卡可酸盐、MES、乙酸盐、MKP、ADA、ACES、甘氨酰胺和乙酰氨基甘氨酸或乙酸。

在一些实施方案中，碳酸氢盐缓冲液可能是期望的。例如，碳酸钠和碳酸氢钠可以以干燥形式提供并与注射用水混合。干成分可以通过自动化设备或手动地沉积。

缓冲液可以以浓缩形式储存在容纳罐106中。容纳罐可以具有任何有用的构造。例如，容纳罐可以是不锈钢容器。在其他实施方案中，容纳罐可以容纳一个或多个一次性袋子。

然后，可以将储存的浓缩物泵送到缓冲液稀释装置112。缓冲液稀释装置112可以接受缓冲液浓缩物流108和注射用无菌水流110。在一些实施方案中，缓冲液混合物流114在单个稀释阶段之后直接行进至缓冲液混合物分配歧管116。

在一些实施方案中，将缓冲液混合物流引导至第二缓冲液稀释装置112，其将缓冲液混合物流稀释成第二缓冲液混合物流118。第二缓冲液混合物流118可以提供第二缓冲液混合物分配歧管120分配。以这种方式，缓冲液分配子系统100可以产生和分配具有任意数量的不同浓度的缓冲溶液。

在一些实施方案中，多于一个缓冲液稀释装置112产生相同浓度的缓冲液。这样的实施方案能够抵抗由于系统故障或维护而引起的停机，并且还可以实现增加的灵活性以用于变动的缓冲液需求。

在一个实施方案中，缓冲液混合物分配歧管116控制缓冲液混合物流向任意数量的目的地的流速。在一些实施方案中，缓冲液混合物分配歧管个别地控制缓冲液混合物向多个目的地的流动，任选地经自动化以响应于指示目标参数(例如目的地环境的pH)的传感器反馈。

缓冲液混合物分配歧管可以任选地位于中心，以使得能够将缓冲液分配管线紧凑且有效地路线选择到任意数量的目的地。在一些实施方案中，一些目的地也可以是旨在用于局部分配的歧管。例如，中央歧管可以将缓冲液泵送到处理设施的特定房间，并且房间内的较小歧管可以将缓冲液分配到房间中需要缓冲溶液的设备。

在一些实施方案中，根据本公开内容制备的系统包含培养基制备子系统200，如图3所示。通常，培养基制备子系统200制备基质，其中接种的生物材料在该基质上进料。例如，培养基可以包括糖、酵母、硫酸盐、氯化物或其他合适的进料材料。培养基可以在受控的空间中制备，例如在ISO 8/Grade C/Class 100,000条件下制备。

在一些实施方案中，培养基制备子系统200涉及组分的手动制备。在一些实施方案中，可以在培养基制备子系统200中冷藏组分。可以在混合后将制备的培养基冷藏以获得更长的保存期限。

可以根据任何给定应用的要求来制备培养基。培养基可以是定义的、合成的、未定义的或基础的。培养基可以是丰富的或高度丰富的。培养基可以包含各种氨基酸，例如非必需氨基酸和必需氨基酸，例如谷氨酰胺和支链氨基酸。可以改变培养基的浓度以操纵预期的细胞培养物的反应。

培养基成分包括例如缓冲液、氨基酸内容物、维生素内容物、盐内容物、矿物质内容物、血清内容物、碳源内容物、脂质内容物、核酸内容物、激素内容物、微量元素内容物、氨内容物、辅因子内容物、指示剂内容物、小分子内容物、水解产物内容物和酶调节剂内容物。

任选存在的矿物质包括铋、硼、钙、氯、铬、钴、铜、氟、碘、铁、镁、锰、钼、镍、磷、钾、铷、硒、硅、钠、锶、硫、碲、钛、钨、钒和锌。示例性的盐和矿物质包括CaCl2(无水)、CuSO45H2O、Fe(NO3)·9H2O、KCl、KNO3、KH2PO4、MgSO4(无水)、NaCl、NaH2PO4H2O、NaHCO3、Na2SE3(无水)、ZnSO4·7H2O；亚油酸、硫辛酸、D-葡萄糖、次黄嘌呤2Na、酚红、腐胺2HCl、丙酮酸钠、胸苷、丙酮酸、琥珀酸钠、琥珀酸、六水合琥珀酸钠、谷胱甘肽(还原的)、对氨基苯甲酸(PABA)、亚油酸甲酯、细菌蛋白胨G、腺苷、胞苷、鸟苷、2'-脱氧腺苷HCl、2'-脱氧胞苷HCl、2'-脱氧鸟苷和尿苷。

例如，用于哺乳动物细胞系的合适的培养基和培养方法是本领域众所周知的，例如如美国专利号5,633,162所述。用于实验室烧瓶或低密度细胞培养并被调整以适用于特定细胞类型的需要的标准细胞培养基的例子是例如：Roswell Park Memorial Institute(RPMI)1640培养基(Morre,G.,The Journal of the American Medical Association,199,p.519f.1967)、L-15培养基(Leibovitz,A.等人,Amer.J.of Hygiene,78,1p.173ff,1963)、Dulbecco改良的Eagle培养基(DMEM)、Eagle最小必需培养基(MEM)、Ham's F12培养基(Ham,R.等人,Proc.Natl.Acad.Sc.53,p288 ff.1965)或缺少白蛋白、转铁蛋白和卵磷脂的Iscoves改良DMEM(Iscoves等人,J.Exp.med.1,p.923 ff.,1978)。已知可以用胎牛血清(FBS，也称为FCS)补充这种培养基，胎牛血清提供大量激素和生长因子的天然来源。脊椎动物和哺乳动物细胞的细胞培养分别已成为常规程序，并在例如R.Ian Fresney,Culture ofAnimal cells,手册,第四版,Wiley-Liss/New York,2000中有详细介绍。

在一些实施方案中，可以使用高密度生长培养基。此类高密度生长培养基通常可以补充有营养物质例如所有氨基酸、能源例如葡萄糖、无机盐、维生素、微量元素(定义为通常以微摩尔范围的最终浓度存在的无机化合物)、缓冲液、四个核苷或其相应的核苷酸、抗氧化剂例如谷胱甘肽(还原的)、维生素C和其他组分例如重要的膜脂质，例如胆固醇或磷脂酰胆碱或脂质前体(例如胆碱或肌醇)。高密度培养基将富含这些化合物中的大部分或全部，并且将以比前述的标准培养基更高的量(强化的)(如可以从EP-435 911A或GB-2251249与RPMI 1640相比得到的)包含它们，除了基于其调节基本等渗培养基的重量摩尔渗透压浓度的无机盐以外。GB-2251249给出了合适的高密度生长培养基的示例。在一些实施方案中，高密度细胞培养基包含上文陈述的量的乙酸盐，可能不存在丁酸盐。另外，培养基可以是平衡的和强化的，因为除了色氨酸以外，大多数氨基酸在培养基中超过75mg/L。结合一般氨基酸需求，在一些实例中，谷氨酰胺和天冬酰胺的结合量可以总计超过1g/L，例如超过2g/L高密度培养基。不言而喻的是，后者的更优选的实施方案在用谷氨酰胺合成酶(GS)载体转染的重组细胞系的情况下不太合适，特别是在已经进行了数轮GS基因序列的扩增之后。在那些细胞中，例如共同来自外部来源和内部来源的过量谷氨酰胺将导致氨的产生，这是应避免的。

可以在生物安全柜中制备少量培养基。根据ISO 5/Grade A/Class 100控制的生物安全柜可为用于小量接种的培养基制备提供隔离。

然而，通常可以在SUM中连续或分批制备大量培养基。例如，可以在子系统中的多个SUM中(例如在小型SUM 204或大型SUM 206中，或在两者中)制备批次，如图3所示。用于制备培养基的SUM可以大于约100L，例如大于约500L，例如大于约1000L，例如大于约2000L。但是，通常，SUM将小于约4000L，例如小于约3000L，例如小于约2000L。

在培养基制备子系统200中使用的缓冲溶液可以从缓冲液混合物分配歧管直接泵入SUM。或者，可将缓冲溶液泵入临时容纳罐(例如，手提袋202)中，根据需要可将缓冲液混合物从临时容纳罐进料到SUM中。取决于SUM的体积和/或工艺的要求，可以将从第一和第二缓冲液混合物分配歧管接收的不同浓度的缓冲液进料到不同的SUM中。

制备的培养基可以储存在至少一个容纳罐208中。在一些实施方案中，制备的培养基可以直接储存在一次性袋子中。如果需要，可以将袋子储存在冷藏室中以增加培养基的保存期限。在一些实施方案中，容纳罐被直接冷藏。

在一些实施方案中，根据本公开内容制备的系统包含生物反应器子系统300，如图4所示。生物反应器子系统可以容纳在单个房间中，其任选地指定为受控非分类区域。

生物反应器子系统300通常在放置在至少一个生产生物反应器中之前通过至少一个种子队列培养生物制剂。例如，一些实施方案从小型来源(例如在手套箱302中用手制备的烧瓶或小瓶)开始种子队列。例如，可以在单独的培养箱中手动摇动包含一定体积的接种培养基的烧瓶以开始培养工艺。在其他实例中，通过将少量培养基泵入预先装有接种材料的烧瓶中来使该工艺自动化。

接种少量样品后，一些实施方案通过种子队列的多个孵育阶段转移生长的细胞团。例如，种子队列可以在到达生产生物反应器312之前从波浪培养箱304(例如，基于灌注的波浪培养箱)进展到第一个一次性生物反应器(SUB)306(例如20L至500L)，进展到第二个SUB 308(例如100L至1000L)，和进展到第三个SUB 310(例如500L至4000L)。

种子队列可以通过手动地将活跃细胞团从一个孵育阶段转移到下一个来进展。在一些实施方案中，转移可以是自动化的，由来自测量细胞质量、细胞浓度、葡萄糖水平或其他此类进展指标的传感器的反馈控制。

在一个实施方案中，种子队列包含基于灌注的反应器系统316，其直接进料至少一个生产生物反应器。例如，灌注反应器可以减少将细胞培养物生长到生产生物反应器所需的尺寸或质量所需的时间。灌注种子队列连续地向细胞培养物提供新鲜的培养基，同时除去任何用过的培养基，将细胞培养物保留在过滤区域或保存容器(例如生物反应器)中。通过这种方式，始终可以为培养物提供最佳的生长条件，使得能够实现很高的培养物浓度。基于灌注的反应器系统316可以代替种子队列中的一个或多个中间SUB阶段。例如，在某些情况下，基于灌注的反应器系统可以直接进料至少一个生产生物反应器，例如两个生物反应器，例如三个生物反应器，例如五个生物反应器。在一些情况下，生物反应器子系统300中的所有生物反应器可以由基于灌注的反应器系统316进料。培养基和/或缓冲液可以直接从培养基制备子系统200或缓冲液分配子系统100泵送到灌注反应系统316。

如果与灌注反应器结合使用，则生物反应器312可以或可以不被特别设计用于灌注进料。例如，关于用于灌注运行模式的生物反应器的收获端口和管道设计，汲取管的尺寸必须适当，以允许培养物不受阻碍地流出生物反应器和流入耦合的细胞保留装置，并允许从细胞保留装置返回生物反应器，而没有细胞或细胞聚集体的起泡和剪切。在灌注模式期间或在补料分批工艺的收获阶段期间细胞培养物的无阻碍流动是为了确保细胞在通过此类管道时不会受到机械损伤，因为机械损伤可导致细胞因子(例如酶，例如谷胱甘肽还原酶、硫氧还蛋白和硫氧还蛋白还原酶或代谢产物例如NADPH)的释放，其可能会对工艺性能和所制产品的质量产生不利影响。其次，细胞培养物的无阻碍流动可导致培养物在通过此类管道时不会变得低氧或缺氧和从而阻止释放的细胞因子的活化(其可能对进一步加工期间的工艺性能和产品质量产生不利影响)。

生产生物反应器312可包括搅拌、摇动、气举或其他类型的生物反应器。在一些实施方案中，生产生物反应器是连续的、补料分批的和/或灌注补料的SUB。另外地或替代地，一个或多个生产生物反应器312可以是灌注反应器。在一些方面，生物反应器可以是可变直径的，例如在美国专利公开号2017/0369828A1中描述的那些，其通过引用整体并入本文。

当生物反应器子系统300中存在多于一个生产生物反应器312时，生产生物反应器312可以具有相同或不同的尺寸，例如大于约500L，例如大于约1000L，例如大于约2000L，例如大于约5000L，例如大于约8000L，例如大于约12000L，例如大于约18000L。在一个实施方案中，生产生物反应器312小于约20000L，例如小于约15000L，例如小于约10000L。

生物反应器单元可执行以下的一个或多个或全部：营养物和/或碳源的进料，合适的气体(例如氧气)的注入，发酵或细胞培养基的流动，气体和液相的分离，生长温度的维持，pH水平的维持，搅拌(例如搅动)和/或清洗/灭菌。在一个实施方案中，生物反应器适合于培养悬浮细胞或锚定依赖性(贴壁)细胞。

在一个实施方案中，生物反应器子系统300适用于细胞疗法和/或病毒疗法操作。在一个实施方案中，生物反应器子系统300适合于培养原核细胞或真核细胞。细胞的例子包括但不限于细菌细胞(例如，大肠杆菌(E.coli)，巴斯德毕赤酵母(P.pastoris))，酵母细胞(例如，酿酒酵母(S.cerevisae)，里氏木霉(T.reesei))，植物细胞，昆虫细胞(例如，Sf9)，中国仓鼠卵巢细胞(CHO，以及任何遗传修饰或衍生的CHO细胞系)，小鼠细胞(例如，小鼠胚胎成纤维细胞、源自小鼠癌症模型的细胞)，人细胞(例如，来自任何组织或器官的细胞、来自癌细胞或其他患病细胞系的细胞、干细胞)，杂交瘤细胞或其他遗传修饰或杂交细胞。在一个实施方案中，细胞表达或产生产物，例如重组治疗或诊断产物。细胞产生的产物的实例包括但不限于抗体分子(例如单克隆抗体、双特异性抗体)，融合蛋白(例如Fc融合蛋白、嵌合细胞因子)，其他重组蛋白(例如糖基化蛋白、酶、激素)或脂质包封的颗粒(例如外体、病毒样颗粒)。

生产生物反应器312可以任选地位于生物反应器工作站314中。例如，生物反应器工作站314可以提供房间中用于放置生物反应器的物理地板、墙壁或悬挂架空间以及用于生物反应器所需的任何电气、机械、加热/冷却的水、培养基、缓冲液、无菌WFI和/或细胞培养导管的连接。例如，每个生物反应器工作站314可以与至少一个缓冲液分配歧管116或120连通，以向生物反应器提供所需浓度的缓冲液。

另外地或可替代地，生物反应器工作站314可以提供用于从生物反应器输出任何流出物的连接。例如，生物反应器工作站314可以与流动控制组件流体连通。例如，当工作站314未填充生物反应器时，流体连通可以由关闭的阀控制。然而，任何现有的流体连通导管通过使安装在工作站314中的新的生物反应器能够容易地连接到流动控制组件而无需在添加每个新的生物反应器时安装另外的导管或其他管道来帮助快速扩展生物反应器容量。

在一些实例中，生物反应器工作站314被独特地配置为生物反应器的特定尺寸、类型或构造。在其他实例中，每个生物反应器工作站314可以支持几乎没有或完全没有定制的广泛多样的生物反应器。以这种方式，生物反应器的重新配置被流线型化。例如，响应于不断增长的产品需求，可以快速按比例缩放生物反应器子系统300。

在一些实例中，将生产生物反应器312放置在每个生物反应器工作站314中。在其他实例中，如图4所示，一些生物反应器工作站314不包含生产生物反应器312。在这些实例中，空工作站随时准备在需要更多输出时接收生产生物反应器。

工作站314可以一次全部填充，或者可以根据需要分阶段填充。例如，可以在填充第一部分工作站的情况下一次运行生物反应器子系统。在第二时间，附加于或替代第一部分，可以填充工作站的第二部分。即，第一和第二部分不需要同时具有任何数量的工作站。为了使生物反应器批次之间的停机时间最小化，生物反应器子系统300可以在使用第一部分运行和使用第二部分运行之间交替。

在一些实例中，除第一部分以外，工作站的第二部分也可以被完全填充，其中第二部分等于或小于先前未使用的生物反应器工作站314的数量。例如，最初使用四个生物反应器312的第一部分运行的具有六个生物反应器工作站314的生物反应器子系统300在需要时可以添加两个生物反应器312的第二部分。在另一个实例中，当滴度低于设计阈值时，可以使另外的生物反应器快速上线以增加总生物反应器体积。以这种方式，随着需求从小规模增加到大规模，可以分阶段构造和实施高输出生物反应器子系统300。

生物反应器子系统300可以配备有多于1个生物反应器工作站，例如多于2个，例如多于5个，例如多于10个。在一个实施方案中，生物反应器子系统300配备有少于30个工作站，例如少于20个，例如少于10个。在一些实施方案中，生物反应器子系统300可以在少于80％(例如少于60％，例如少于40％，例如少于20％)的工作站被填充的情况下运行。在另外的实例中，生物反应器子系统可以在超过20％(例如超过40％，例如超过60％，例如超过80％，甚至高达100％)的工作站被填充的情况下运行。可以以任何数量(例如，一个、两个、三个、四个或更多个)的阶段或步骤来填充或停用工作站。

在一些实施方案中，生产生物反应器可以直接从培养基容纳罐208接收培养基。例如，可以经由生物反应器子系统300的主管线将培养基分配给包含生产生物反应器312的所有生物反应器工作站314，随后经由歧管分配到每个工作站，或经由直接管线分配到每个工作站。可以监控和/或控制每条管线中的流动以确保最佳运行。

在其他实例中，可以将培养基手动地分配到可移动容器中的每个生物反应器工作站314。例如，可以将手提袋或袋子直接在培养基制备子系统200中填充，并运送到生物反应器子系统300。在一些实施方案中，培养基制备子系统200和生物反应器子系统300是相邻的，并且通过气闸(pass-through airlock)可以实现容易的转移。生物反应器工作站可以包括用于含有培养基的手提袋或袋子的箱或容器。在这样的实例中，一旦该箱或容器已被填充，就可以监测和/或控制培养基向生物反应器的流入，以确保最佳运行。

例如，控制可以遵循开环(例如，计时器)或闭环(例如，响应于来自读取温度、细胞密度、葡萄糖水平等的传感器的反馈)。在一些实例中，控制系统还可以通知操作人员需要重新填充生物反应器工作站314的培养基容器。

在一些实施方案中，根据本公开内容制备的系统可以包含至少一个收获子系统400。例如，如图5所示，系统可以包含两个收获子系统400，各自具有离心机402，所述离心机402可以接收生物反应器子系统300的流出物。例如，离心机402可以从生物反应器流出物中去除细胞和大细胞固体。离心机402的输出物可被传递到一系列的一个或多个过滤步骤。例如，一排深度过滤器404可以进一步澄清收获流并将浊度降低至目标水平。另外，深度过滤器404可以带电荷以减少其他杂质，例如去除内毒素、病毒颗粒和/或蛋白质杂质。

在至少一个离心、澄清和/或过滤步骤之后，可将收获流引导至至少一个收获罐406。在一些实例中，每个收获子系统400包含至少一个收获罐406。在其他实例中，两个或更多个收获子系统可以共有至少一个收获罐406。例如，多个离心机402和多个深度过滤器404可以任选地将流出物传递到一个罐406。收获罐406可以连接至至少一个缓冲液混合物分配歧管116或120用于控制收获溶液的pH。在一些实例中，各自独立配置的多个收获子系统400可以并行运行，并且被布置为彼此相邻或远离。

在一些实施方案中，根据本公开内容制备的系统包含纯化子系统500，如图5中的示例性实施方案所示。在一些实施方案中，纯化子系统500可以分为病毒前队列500-1和病毒后队列500-2。

病毒前队列500-1可以包括至少一个色谱、过滤或混合装置。

适用于此处描述的方法的一维(1D)色谱方法是本领域技术人员已知的，并且包括例如亲和色谱、凝胶过滤色谱、离子交换色谱、反相色谱、疏水相互作用色谱。在一些实施方案中，一维色谱法是HPLC反相色谱。色谱可包括高效液相色谱(HPLC)、气相色谱(GC)、毛细管电泳、离子迁移率。参见，例如Process Scale Purification of Antibodies,UweGottschalk 2011John Wiley&Sons ISBN:1118210743；Antibodies Vol 1Production andPurification,G.Subramanian 2013Springer Science&Business Media；Basic Methodsin Antibody Production and Characterization,Gary C.Howard 2000CRC Press。

另外的示例性色谱方法包括但不限于强阴离子交换色谱(SAX)，液相色谱(LC)，高效液相色谱(HPLC)，超高效液相色谱(UPLC)，薄层色谱(TLC)，酰胺柱色谱及其组合。示例性质谱(MS)包括但不限于串联质谱，LC-MS，LC-MS/MS，基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)，傅立叶变换质谱(FTMS)，离子迁移率质谱分离(IMS-MS)，电子转移解离(ETD-MS)及其组合。示例性电泳方法包括但不限于毛细管电泳(CE)，CE-MS，凝胶电泳，琼脂糖凝胶电泳，丙烯酰胺凝胶电泳，SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)(然后使用识别特定聚糖结构的抗体进行蛋白质印迹)，及其组合。示例性核磁共振(NMR)包括但不限于一维NMR(1D-NMR)，二维NMR(2D-NMR)，相关光谱磁角旋转NMR(COSY-NMR)，总相关光谱NMR(TOCSY-NMR)，异核单量子相干NMR(HSQC-NMR)，异核多量子相干(HMQC-NMR)，旋转核奥佛豪塞效应光谱NMR(ROESY-NMR)，核奥佛豪塞效应光谱(NOESY-NMR)及其组合。

合适的光谱技术包括例如拉曼光谱。拉曼光谱是在法医学的不同学科中越来越流行的技术。如今，其使用的一些实例涉及药物鉴定(Hodges等人,“The Use of FourierTransform Raman Spectroscopy in the Forensic Identification of Illicit Drugsand Explosives,”Molecular Spectroscopy 46:303-307(1990))、口红(Rodger等人,“TheIn-Situ Analysis of Lipsticks by Surface Enhanced Resonance RamanScattering,”Analyst 1823-1826(1998))和纤维(Thomas等人,“Raman Spectroscopy andthe Forensic Analysis of Black/Grey and Blue Cotton Fibres Part 1:Investigation of the Effects of Varying Laser Wavelength,”ForensicSci.Int.152:189-197(2005))以及涂料(Suzuki等人,“In Situ Identification andAnalysis of Automotive Paint Pigments Using Line Segment Excitation RamanSpectroscopy:I.Inorganic Topcoat Pigments,”J.Forensic Sci.46:1053-1069(2001))和墨水(Mazzella等人,“Raman Spectroscopy of Blue Gel Pen Inks,”ForensicSci.Int.152:241-247(2005))分析。拉曼光谱的理论基于固体、液体或气体样品对低强度的非破坏性的激光的无弹性散射。几乎不需要或完全不需要样品制备，并且测试物质的所需量可低至几皮克或飞升(分别为10^-12克或10^-15升)。典型的拉曼光谱由几个窄带组成，并提供了材料的独特振动特征(Grasselli等人,“Chemical Applications of RamanSpectroscopy,”New York:John Wiley&Sons(1981))。与红外(IR)吸收光谱(另一种类型的振动光谱)不同，拉曼光谱显示出来自水的非常小的干扰(Grasselli等人,“ChemicalApplications of Raman Spectroscopy,”New York:John Wiley&Sons(1981))，并且使其成为分析体液及其痕迹的很好的技术。适当的拉曼光谱测量不会损坏样品。染色剂或拭子可以在现场进行测试，并且仍然可以用于在实验室中进一步使用用于DNA分析，这对于法医学应用非常重要。便携式拉曼光谱仪的设计现已成为现实(Yan等人,“Surface-EnhancedRaman Scattering Detection of Chemical and Biological Agents Using a PortableRaman Integrated Tunable Sensor,”Sensors and Actuators B.6(2007)；Eckenrode等人,“Portable Raman Spectroscopy Systems for Field Analysis,”Forensic ScienceCommunications 3:(2001))，这将使得有能力在犯罪现场进行鉴别。

适合与本公开内容结合使用的拉曼光谱的类型包括但不限于常规拉曼光谱，拉曼显微光谱，近场拉曼光谱，包括但不限于尖端增强拉曼光谱、表面增强拉曼光谱(SERS)和表面增强共振拉曼光谱(SERRS)，相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)等。斯托克斯和反斯托克斯拉曼光谱均可使用。

在一些实施方案中，使用本文所述的色谱法或光谱法对一种或多种生物加工中间体进行快速非侵入性测试。在一些实施方案中，使用拉曼光谱进行快速测试。

在图6所示的一个实施方案中，将来自收获罐406的收获流递送至色谱滑块504及其随附的色谱柱502。在第一色谱步骤之后，可将产物流传递至SUM 506(例如用于病毒灭活)，然后行进到过滤装置508。

过滤装置508可以包括各种过滤机构。在一些实例中，使用切向流过滤(TFF)装置。例如，TFF装置可以实现产物流的渗滤。在这样的实例中，TFF装置可以任选地连接至至少一个缓冲液混合物分配歧管116或120，以用于缓冲液交换或浓缩操作。TFF可以任选地与SUM506一起工作以用于渗余物的再循环和/或保持。

在一些实施方案中，TFF工艺由两个阶段组成：体积减小和渗滤。在体积减小步骤期间，通过过滤器的渗透侧将大块体积(例如，细胞培养基)滤出，直到在处理袋或容纳罐中达到所需的产物浓度为止。在体积减小阶段之后的渗滤阶段中，浓缩产物用流体(例如缓冲液)洗涤，以去除不想要的或不可接受的细胞培养物或收获培养基成分。渗滤后也可以进行进一步的体积减小以达到所需的产物密度。

病毒前队列500-1可以包括任何数量的色谱、过滤、混合和/或其他期望的装置。例如，图6显示了具有三个色谱阶段的病毒前队列。但是，色谱、过滤和/或混合装置各自可以以任何数量(例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个，例如20或30个)存在，每个装置以独立选择的量存在。

病毒后队列500-2可以包括任意数量的期望的精加工装置。例如，附加于或替代病毒前队列500-1中的色谱阶段，病毒后队列可以包括一个或多个终抛光色谱和/或过滤阶段。关键的病毒减少步骤被认为是用于空间分离的适当点，其中病毒后分离子单元被认为基本无病毒的。病毒后分离子单元容纳适用于以下任何一种的设备和工具：超滤(切向过滤)、常规过滤、色谱、配制、滴定、混合、浓缩、缓冲液交换、原料药物容器填充和冷冻。

在一些实例中，病毒后队列可以包括空的设备工作站，诸如色谱柱工作站512、色谱滑块工作站514、SUM工作站516和/或TFF装置工作站518，如图6所示。类似于生物反应器工作站314，各个工作站512、514和516可以为各个装置提供运行所需的电气和机械连接，以及任何必要的加热/冷却水、无菌WFI、产品流、缓冲液、培养基、过滤培养基、吸附剂、洗脱剂或各个装置所需的任何其他输入。例如，色谱柱工作站512可以提供必要的电气、吸附剂、洗脱剂和/或产物流连接，同时还提供用于安装的物理地板、墙壁或悬挂架空间。

与关于生物反应器工作站314所讨论的类似，色谱柱和滑块工作站可以以填充的、空的或停用的容量以上文所述的任何示例性量或所需的其他量存在。

任选地，病毒前和病毒后队列都可以包括安装在相关联的工作站中的设备。例如，在病毒前队列500-1中的每个色谱柱和滑块可以分别安装在柱工作站512和滑块工作站514中。如果病毒后队列还具有至少一个柱工作站512和滑块工作站514，则病毒前队列500-1中的任何色谱柱或滑块可以从病毒前队列500-1容易地卸载并快速安装在病毒后队列500-2中。任选地，病毒前和病毒后队列都可以包含至少一个空工作站，以使得能够在需要时容易且快速地插入另外的设备。例如，支持并行的病毒前队列所需的所有工作站可以容纳在病毒前队列500-1中以为将来的吞吐量要求做准备。以这种方式，纯化子系统可以快速且灵活地适应分阶段的生长。

病毒后队列500-2也可以包括某种类型的填充装置520。例如，填充装置520可以是瓶填充装置，或者可替代地是袋填充装置，或者通常是填充容器的装置。在一些实例中，装置可以是自给单元，任选地具有其自己的受控空间，例如受控于ISO 5/Grade A/Class 100的空间。

在一些实施方案中，维护区500-3可以与病毒前和病毒后队列之一或两者相邻。当与两者相邻时，气闸510允许从每个队列以及从纯化子系统500的外部进入。例如，维护区500-3可用于设备清洁、维修储存或分段运输(staging)。例如，色谱柱可以被包装并制备用于快速插入病毒前或病毒后队列中。在一些实施方案中，维护区500-3具有色谱柱工作站512和色谱滑块工作站514。

本公开内容的各种实施方案的描述可用于药物和生物制药产品的生产。本文所述的装置、设施和方法适用于培养任何所需的细胞系，包括原核和/或真核细胞系。此外，在实施方案中，所述装置、设施和方法适合于培养悬浮细胞或锚定依赖性(贴壁)细胞，并且适合于配置用于生产药物和生物制药产品(例如多肽产品，核酸产品(例如DNA或RNA)，或细胞和/或病毒，例如用于细胞和/或病毒疗法的那些)的生产操作。

在实施方案中，细胞表达或产生产物，例如重组治疗或诊断产物。如下文更详细描述的，细胞产生的产物的实例包括但不限于抗体分子(例如，单克隆抗体、双特异性抗体)，抗体模拟物(与抗原特异性结合但在结构上与抗体不相关的多肽分子，例如DARPin、affibody、adnectin或IgNAR)，融合蛋白(例如Fc融合蛋白、嵌合细胞因子)，其他重组蛋白(例如糖基化蛋白、酶、激素)，病毒治疗剂(例如抗癌溶瘤病毒)，用于基因疗法和病毒免疫疗法的病毒载体)，细胞治疗剂(例如多能干细胞、间充质干细胞和成体干细胞)，疫苗或脂质包封的颗粒(例如外体、病毒样颗粒)，RNA(例如siRNA)或DNA(例如质粒DNA)，抗生素或氨基酸。在实施方案中，所述装置、设施和方法可用于生产生物仿制药。

如所提及的，在实施方案中，所述装置、设施和方法允许产生真核细胞，例如哺乳动物细胞或低等真核细胞，例如酵母细胞或丝状真菌细胞，或原核细胞，例如革兰氏阳性或革兰氏阴性细胞，和/或真核或原核细胞的产物，例如通过真核细胞大规模合成的蛋白质、肽、抗生素、氨基酸、核酸(例如DNA或RNA)。除非本文另有说明，否则所述装置、设施和方法可以包括任何期望的体积或生产能力，包括但不限于实验室规模、半工业规模和完全生产规模的能力。

在实施方案中，细胞是真核细胞(例如，哺乳动物细胞)。哺乳动物细胞可以是例如人或啮齿动物或牛细胞系或细胞株。这样的细胞、细胞系或细胞株的实例是例如小鼠骨髓瘤(NSO)细胞系、中国仓鼠卵巢(CHO)细胞系、HT1080、H9、HepG2、MCF7、MDBK Jurkat、NIH3T3、PC12、BHK(幼仓鼠肾细胞)、VERO、SP2/0、YB2/0、Y0、C127、L细胞、COS，例如COS1和COS7、QC1-3、HEK-293、VERO、PER.C6、HeLA、EB1、EB2、EB3、溶瘤或杂交瘤细胞系。优选地，哺乳动物细胞是CHO细胞系。在一个实施方案中，细胞是CHO细胞。在一个实施方案中，该细胞是CHO-K1细胞、CHO-K1 SV细胞、DG44 CHO细胞、DUXB11 CHO细胞、CHOS、CHO GS敲除细胞、CHO FUT8 GS敲除细胞、CHOZN或CHO衍生的细胞。CHO GS敲除细胞(例如，GSKO细胞)是例如CHO-K1 SV GS敲除细胞。CHO FUT8敲除细胞是例如

CHOK1SV(LonzaBiologics，Inc.)。真核细胞也可以是禽细胞、细胞系或细胞株，例如

细胞、EB14、EB24、EB26、EB66或EBv13。

在一个实施方案中，真核细胞是干细胞。干细胞可以是例如多能干细胞，包括胚胎干细胞(ESC)、成体干细胞、诱导多能干细胞(iPSC)、组织特异性干细胞(例如造血干细胞)和间充质干细胞(MSC)。

在一个实施方案中，细胞是本文描述的任何细胞的分化形式。在一个实施方案中，细胞是源自培养物中任何原代细胞的细胞。

在实施方案中，细胞是肝细胞，例如人肝细胞、动物肝细胞或非实质细胞。例如，细胞可以是可铺板的代谢合格的人肝细胞、可铺板的诱导合格的人肝细胞、可铺板的QualystTransporter Certified^TM人肝细胞、悬浮液合格的人肝细胞(包括10个供体和20个供体合并的肝细胞)、人肝枯否细胞、人肝星状细胞、狗肝细胞(包括单个和合并的比格犬肝细胞)、小鼠肝细胞(包括CD-1和C57BI/6肝细胞)、大鼠肝细胞(包括Sprague-Dawley、Wistar Han和Wistar肝细胞)、猴肝细胞(包括食蟹猴或恒河猴的猴子肝细胞)、猫肝细胞(包括家养短毛猫肝细胞)和兔肝细胞(包括新西兰白兔肝细胞)。示例性肝细胞可购自TriangleResearch Labs，LLC，6Davis Drive Research Triangle Park，N.C.，USA 27709。

在一个实施方案中，真核细胞是低等真核细胞，例如酵母细胞(例如毕赤酵母属(例如巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)、甲醇毕赤酵母(Pichia methanolica)、克鲁维毕赤酵母(Pichia kluyveri)和安格斯毕赤酵母(Pichia angusta))、Komagataella属(例如Komagataella pastoris、Komagataella pseudopastoris或Komagataella phaffii)、酵母属(例如酿酒酵母(Saccharomyces cerevisae)、酿酒酵母(cerevisiae)、克鲁维酵母(Saccharomyces kluyveri)、葡萄汁酵母(Saccharomyces uvarum))、克鲁维酵母属(例如乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis))、马克斯克鲁维酵母(Kluyveromycesmarxianus))、假丝酵母属(例如产朊假丝酵母(Candida utilis)、可可油假丝酵母(Candida cacaoi)、博伊丁假丝酵母(Candida boidinii))、地霉属(例如发酵地霉(Geotrichum fermentans))、多形汉逊酵母(Hansenula polymorpha)、解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)或粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)。优选的是巴斯德毕赤酵母物种。巴斯德毕赤酵母菌株的实例是X33、GS115、KM71、KM71H和CBS7435。

在一个实施方案中，真核细胞是真菌细胞(例如，曲霉属(例如黑曲霉(A.niger)、烟曲霉(A.fumigatus)、米曲霉(A.orzyae)、构巢曲霉(A.nidula))，枝顶孢属(例如嗜热枝顶孢(A.thermophilum))，毛壳菌属(例如嗜热毛壳菌(C.thermophilum)，金孢子菌属(例如嗜热金孢子菌(C.thermophile))，冬虫夏草(例如蛹虫草(C.militaris))，棒囊壳属，栉霉属，镰刀菌属(例如尖孢镰刀菌(F.oxysporum))，小丛壳属(如禾生小丛壳(G.graminicola))，肉座菌属(例如红褐肉座菌(H.jecorina))，稻瘟菌属(例如M.orzyae)，毁丝霉属(例如嗜热毁丝霉(M.thermophile))，丛壳菌属(例如N.heamatococca)，脉孢菌属(例如粗糙脉孢菌(N.crassa))，青霉属，孢子丝菌属(例如嗜热孢子丝菌(S.thermophile))，梭孢壳属(例如T.terrestris、T.heterothallica)，木霉属(例如里氏木霉(T.reesei))或轮枝饱属(例如大丽轮枝饱(V.dahlia))。

在一个实施方案中，真核细胞是昆虫细胞(例如，Sf9、Mimic^TM Sf9、Sf21、HighFive^TM(BT1-TN-5B1-4)或BT1-Ea88细胞)，藻类细胞(例如，双眉藻属、硅藻纲、杜氏藻属、小球藻属、衣藻属、蓝藻门(蓝细菌)、微拟球藻属、螺旋藻属或棕鞭藻属)或植物细胞(例如来自单子叶植物(例如玉米、水稻、小麦或狗尾草)或来自双子叶植物(例如木薯、马铃薯、大豆、番茄、烟草、苜蓿、小立碗藓或拟南芥)的细胞)。

在一个实施方案中，细胞是细菌或原核细胞。

在实施方案中，原核细胞是革兰氏阳性细胞，例如芽孢杆菌、链霉菌、链球菌、葡萄球菌或乳杆菌。可以使用的芽孢杆菌是例如枯草芽孢杆菌(B.subtilis)、解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)、地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)、纳豆芽孢杆菌(B.natto)或巨大芽孢杆菌(B.megaterium)。在实施方案中，细胞是枯草芽孢杆菌，例如枯草芽孢杆菌3NA和枯草芽孢杆菌168。芽孢杆菌可得自例如Bacillus Genetic Stock Center,BiologicalSciences 556,484West 12th Avenue,Columbus Ohio 43210-1214。

在一个实施方案中，原核细胞是革兰氏阴性细胞，例如沙门氏菌属的几个种(Salmonella spp.)或大肠杆菌，例如TG1、TG2、W3110、DH1、DHB4、DH5a、HMS 174、HMS174(DE3)、NM533、C600、HB101、JM109、MC4100、XL1-Blue和Origami，以及衍生自大肠杆菌B-菌株的那些菌株，例如BL-21或BL21(DE3)，所有这些都是可商购获得的。

合适的宿主细胞是可商购获得的，例如购自培养物保藏中心诸如DSMZ(DeutscheSammlung von Mikroorganismen and Zellkulturen GmbH,Braunschweig,Germany)或美国典型培养物保藏中心(ATCC)。

在实施方案中，培养的细胞用于产生蛋白质，例如用于治疗用途的抗体，例如单克隆抗体，和/或重组蛋白质。在实施方案中，培养的细胞产生肽、氨基酸、脂肪酸或其他有用的生化中间体或代谢产物。例如，在实施方案中，可以产生具有约4000道尔顿至大于约140,000道尔顿的分子量的分子。在实施方案中，这些分子可以具有一定范围的复杂性，并且可以包括包含糖基化的翻译后修饰。

在实施方案中，该蛋白质是例如BOTOX，Myobloc，Neurobloc，Dysport(或肉毒杆菌神经毒素的其他血清型)，阿糖苷酶α，达托霉素，YH-16，绒毛膜促性腺激素α，非格司亭，西曲瑞克，白介素2，阿地白介素，teceleulin，地尼白介素(denileukin diftitox)，α-n3干扰素(注射用)，α-n1干扰素，DL-8234，干扰素，三得利(γ-1a)，γ干扰素，胸腺素α1，他索纳明，DigiFab，ViperaTAb，EchiTAb，CroFab，奈西立肽，阿巴西普，阿法赛特，Rebif，eptoterminalfa，特立帕肽(骨质疏松症)，可注射的降钙素(骨病)，降钙素(鼻，骨质疏松症)，依那西普，血红蛋白glutamer 250(牛)，drotrecogin alpha，胶原酶，卡培立肽，重组人表皮生长因子(局部凝胶，伤口愈合)，DWP401，阿法达贝汀(darbepoetin alpha)，红细胞生成素ω，红细胞生成素β，红细胞生成素α，地西卢定，来匹卢定，比伐卢定，诺那凝血素α，Mononine，依他凝血素α(活化的)，重组因子VIII+VWF，Recombinate，重组因子VIII，因子VIII(重组)，Alphnmate，辛凝血素α，因子VIII，帕利夫明，Indikinase，替奈普酶，阿替普酶，帕米普酶，瑞替普酶，那替普酶，蒙替普酶，促卵泡素α，rFSH，hpFSH，米卡芬净，培非格司亭，来格司亭，那托司亭，舍莫瑞林，胰高血糖素，艾塞那肽，普兰林肽，伊米苷酶(iniglucerase)，加硫酶，Leucotropin，莫拉司亭，醋酸曲普瑞林，组氨瑞林(皮下植入物，Hydron)，地洛瑞林，组氨瑞林，那法瑞林，亮丙瑞林缓释储库(ATRIGEL)，亮丙瑞林植入物(DUROS)，戈舍瑞林，Eutropin，KP-102程序，生长激素，美卡舍明(生长衰竭)，依法韦肽，Org-33408，甘精胰岛素，赖谷胰岛素，胰岛素(吸入)，赖脯胰岛素，地特胰岛素，胰岛素(颊，RapidMist)，美卡舍明-林菲培，阿那白滞素，西莫白介素，99mTc-阿西肽注射液，myelopid，倍他司隆，醋酸格拉替雷，Gepon，沙格司亭，奥普瑞白介素，人白细胞衍生的α干扰素，倍尔来福，胰岛素(重组)，重组人胰岛素，门冬胰岛素，甲卡西林，罗费隆-A，干扰素-α2，阿尔法费隆，干扰素alfacon-1，干扰素-α，Avonex重组人黄体生成素，链道酶α，曲弗明，齐考诺肽，他替瑞林，地博特明α，阿托西班，贝卡普勒明，依替巴肽，Zemaira，CTC-111，Shanvac-B，HPV疫苗(四价)，奥曲肽，兰瑞肽，ancestirn，无半乳糖甘酶β，无半乳糖甘酶α，拉罗尼酶，醋肽铜(局部用凝胶)，拉布立酶，雷珠单抗，Actimmune，PEG-Intron，Tricomin，重组屋尘螨过敏脱敏注射剂，重组人甲状旁腺激素(PTH)1-84(sc，骨质疏松症)，依泊汀δ，转基因抗凝血酶III，Granditropin，透明质酸酶，重组胰岛素，干扰素-α(口服锭剂)，GEM-21S，伐普肽(vapreotide)，艾杜硫酶，omnapatrilat，重组血清白蛋白，赛妥珠单抗，谷卡匹酶，人重组C1酯酶抑制剂(血管性水肿)，拉诺替普酶，重组人生长激素，恩夫韦肽(无针注射剂，Biojector 2000)，VGV-1，干扰素(α)，芦西纳坦，阿肽地尔(吸入型，肺部疾病)，艾替班特，艾卡拉肽，omiganan，Aurograb，乙酸培西加南，ADI-PEG-20，LDI-200，地加瑞克，cintredelinbesudotox，Favld，MDX-1379，ISAtx-247，利拉鲁肽，特立帕肽(骨质疏松症)，替法可近，AA4500，T4N5脂质体洗液，卡妥索单抗，DWP413，ART-123，Chrysalin，去氨普酶，安地普酶，绒促卵泡素α，TH-9507，替度鲁肽，Diamyd，DWP-412，生长激素(缓释注射剂)，重组G-CSF，胰岛素(吸入型，AIR)，胰岛素(吸入型，Technosphere)，胰岛素(吸入型，AERx)，RGN-303，DiaPep277，干扰素β(丙型肝炎病毒感染(HCV))，干扰素α-n3(口服)，贝拉西普，经皮胰岛素贴片，AMG-531，MBP-8298，Xerecept，奥培巴康，AIDSVAX，GV-1001，LymphoScan，豹蛙酶，Lipoxysan，卢舒普肽，MP52(β-磷酸三钙载体，骨再生)，黑素瘤疫苗，sipuleucel-T，CTP-37，Insegia，vitespen，人凝血酶(冷冻，手术出血)，凝血酶，TransMID，蛇毒纤溶酶，Puricase，特利加压素(静脉内，肝肾综合征)，EUR-1008M，重组FGF-I(可注射，血管疾病)，BDM-E，罗替加肽，ETC-216，P-113，MBI-594AN，耐久霉素(吸入型，囊性纤维化)，SCV-07，OPI-45，内皮抑制素，血管抑制素，ABT-510，Bowman Birk抑制剂浓缩物，XMP-629，99mTc-Hynic-膜联蛋白V，kahalalide F，CTCE-9908，替维瑞克(延长释放)，ozarelix，rornidepsin，BAY-504798，白细胞介素4，PRX-321，Pepscan，iboctadekin，rhlactoferrin，TRU-015，IL-21，ATN-161，西仑吉肽，Albuferon，Biphasix，IRX-2，ω干扰素，PCK-3145，CAP-232，帕瑞肽，huN901-DMI，卵巢癌免疫治疗疫苗，SB-249553，Oncovax-CL，OncoVax-P，BLP-25，CerVax-16，多表位肽黑素瘤疫苗(MART-1，gp100,酪氨酸酶)，奈米非肽，rAAT(吸入型)，rAAT(皮肤病)，CGRP(吸入型，哮喘)，pegsunercept，胸腺素β4，plitidepsin，GTP-200，雷莫拉宁，GRASPA，OBI-1，AC-100，鲑鱼降钙素(口服，eligen)，降钙素(口服，骨质疏松症)，艾沙瑞林，卡普瑞林，Cardeva，velafermin，131I-TM-601，KK-220，T-10，乌拉立肽，地来司他，hematide，Chrysalin(局部用)，rNAPc2，重组因子V111(聚乙二醇化脂质体)，bFGF，聚乙二醇化重组葡激酶变体，V-10153，SonoLysis Prolyse，NeuroVax，CZEN-002，胰岛细胞新生治疗，rGLP-1，BIM-51077，LY-548806，艾塞那肽(控制释放，Medisorb)，AVE-0010，GA-GCB，阿伏瑞林，ACM-9604，醋酸利那洛肽，CETi-1，Hemospan，VAL(注射用)，速效胰岛素(注射用，Viadel)，鼻内胰岛素，胰岛素(吸入型)，胰岛素(口服，eligen)，重组甲硫氨酰基人瘦蛋白，pitrakinra(皮下注射，湿疹)，pitrakinra(吸入型干粉，哮喘)，Multikine，RG-1068，MM-093，NBI-6024，AT-001，PI-0824，Org-39141，Cpn10(自身免疫疾病/炎症)，talactoferrin(局部用)，rEV-131(眼用)，rEV-131(呼吸系统疾病)，口服重组人胰岛素(糖尿病)，RPI-78M，奥普瑞白介素(口服)，CYT-99007CTLA4-Ig，DTY-001，伐拉司特(valategrast)，干扰素α-n3(局部用)，IRX-3，RDP-58，Tauferon，胆盐刺激脂肪酶，Merispase，碱性磷酸酶，EP-2104R，美拉诺坦-II，布雷默浪丹，ATL-104，重组人微纤溶酶，AX-200，SEMAX，ACV-1，Xen-2174，CJC-1008，强啡肽A，SI-6603，LAB GHRH，AER-002，BGC-728，疟疾疫苗(病毒体，PeviPRO)，ALTU-135，细小病毒B19疫苗，流感疫苗(重组神经氨酸酶)，疟疾/HBV疫苗，炭疽疫苗，Vacc-5q，Vacc-4x，HIV疫苗(口服)，HPV疫苗，Tat类毒素，YSPSL，CHS-13340，PTH(1-34)脂质体霜(Novasome)，Ostabolin-C，PTH类似物(局部用，银屑病)，MBRI-93.02，MTB72F疫苗(结核病)，MVA-Ag85A疫苗(结核病)，FARA04，BA-210，重组鼠疫FIV疫苗，AG-702，OxSODrol，rBetV1，Der-p1/Der-p2/Der-p7过敏原靶向疫苗(尘螨过敏)，PR1肽抗原(白血病)，突变ras疫苗，HPV-16E7脂肽疫苗，labyrinthin疫苗(腺癌)，CML疫苗，WT1-肽疫苗(癌症)，IDD-5，CDX-110，Pentrys，Norelin，CytoFab，P-9808，VT-111，艾罗卡肽，替柏明(皮肤病，糖尿病足溃疡)，芦平曲韦，reticulose，rGRF，HA，α-半乳糖苷酶A，ACE-011，ALTU-140，CGX-1160，血管紧张素治疗性疫苗，D-4F，ETC-642，APP-018，rhMBL，SCV-07(口服，结核病)，DRF-7295，ABT-828，ErbB2-特异性免疫毒素(抗癌)，DT3SSIL-3，TST-10088，PRO-1762，Combotox，胆囊收缩素-B/胃泌素受体结合肽，111In-hEGF，AE-37，曲妥珠单抗-DM1，拮抗剂G，IL-12(重组)，PM-02734，IMP-321，rhIGF-BP3，BLX-883，CUV-1647(局部用)，基于L-19的放射免疫治疗剂(癌症)，Re-188-P-2045，AMG-386，DC/1540/KLH疫苗(癌症)，VX-001，AVE-9633，AC-9301，NY-ESO-1疫苗(肽)，NA17.A2肽，黑素瘤疫苗(脉冲抗原治疗)，前列腺癌疫苗，CBP-501，重组人乳铁蛋白(干眼)，FX-06，AP-214，WAP-8294A(可注射)，ACP-HIP，SUN-11031，肽YY[3-36](肥胖，鼻内)，FGLL，阿塞西普(atacicept)，BR3-Fc，BN-003，BA-058，人甲状旁腺激素1-34(鼻部，骨质疏松症)，F-18-CCR1，AT-1100(乳糜泻/糖尿病)，JPD-003，PTH(7-34)脂质体霜(Novasome)，耐久霉素(duramycin)(眼用，干眼)，CAB-2，CTCE-0214，糖基聚乙二醇化促红细胞生成素，EPO-Fc，CNTO-528，AMG-114，JR-013，因子XIII，aminocandin，PN-951，716155，SUN-E7001，TH-0318，BAY-73-7977，替维瑞克(立即释放)，EP-51216，hGH(控制释放，Biosphere)，OGP-I，西夫韦肽，TV4710，ALG-889，Org-41259，rhCC10，F-991，胸腺五肽(thymopentin)(肺部疾病)，r(m)CRP，肝选择性胰岛素，subalin，L19-IL-2融合蛋白，弹性蛋白酶抑制剂(elafin)，NMK-150，ALTU-139，EN-122004，rhTPO，血小板生成素受体激动剂(血小板减少性疾病)，AL-108，AL-208，神经生长因子拮抗剂(疼痛)，SLV-317，CGX-1007，INNO-105，口服特立帕肽(eligen)，GEM-OS1，AC-162352，PRX-302，LFn-p24融合疫苗(Therapore)，EP-1043，小儿肺炎球菌疫苗，疟疾疫苗，脑膜炎奈瑟菌B组疫苗，新生儿B组链球菌疫苗，炭疽疫苗，HCV疫苗(gpE1+gpE2+MF-59)，中耳炎治疗，HCV疫苗(核心抗原+ISCOMATRIX)，hPTH(1-34)(经皮,ViaDerm)，768974，SYN-101，PGN-0052，aviscumnine，BIM-23190，结核疫苗，多表位酪氨酸酶肽，癌症疫苗，enkastim，APC-8024，GI-5005，ACC-001，TTS-CD3，血管靶向TNF(实体瘤)，去氨加压素(desmopressin)(口腔控制释放)，奥那西普(onercept)和TP-9201。

在一些实施方案中，多肽为阿达木单抗(HUMIRA)，英夫利昔单抗(REMICADE^TM)，利妥昔单抗(RITUXAN^TM/MAB THERA^TM)依那西普(ENBREL^TM)，贝伐单抗(AVASTIN^TM)，曲妥珠单抗(HERCEPTIN^TM)，pegrilgrastim(NEULASTA^TM)或任何其他合适的多肽，包括生物仿制药和生物改良药。

其他合适的多肽是在US2016/0097074的表1和US2017/0260763的表1-3中列出的那些。

在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以实践对本发明的这些和其他修改和变型，本发明的精神和范围在所附权利要求书中更具体地阐述。另外，应当理解，各个实施方案的各方面可以全部或部分互换。此外，本领域普通技术人员将理解，前述描述仅是示例性的，并且无意于限制在所附权利要求书中进一步描述的本发明。

Claims (24)

1.一种用于生长生物制剂的系统，包括：

生物反应器子系统，其包括至少两个生物反应器；和

至少两个收获子系统，其中每个收获子系统单独地或组合地与生物反应器子系统中的每个生物反应器流体连通。

2.权利要求1的系统，其还包括位于所述至少两个生物反应器和所述至少两个收获子系统之间的流动控制组件，所述流动控制组件被配置为选择性地控制流体从第一生物反应器到第一收获子系统和从第一生物反应器到第二收获子系统的流动，所述流动控制组件还被配置为控制流体从第二生物反应器到第一收获子系统和从第二生物反应器到第二收获子系统的流动。

3.权利要求1的系统，还包括至少一个纯化子系统，其中每个纯化子系统单独地或组合地与每个收获子系统流体连通。

4.权利要求1的系统，其中所述纯化子系统中的至少一个被配置为产生与至少一个其他纯化子系统不同的生物制剂。

5.权利要求1的系统，其被配置为每年处理超过100个批次。

6.权利要求1的系统，其中所述生物反应器中的至少一个是6000L或更大的。

7.权利要求1的系统，其中所述生物反应器子系统包括补料分批培养箱的种子队列。

8.权利要求1的系统，其中所述生物反应器子系统包括至少一个灌注种子队列。

9.权利要求8的系统，其中所述生物反应器子系统包括至少一个补料分批生物反应器。

10.一种用于缓冲液分配的系统，包括：

至少一个缓冲液稀释装置，其接受至少两个输入(i)和(ii)，其中(i)是缓冲液浓缩源流，并且(ii)是用于注射源流的无菌水；

至少一个缓冲液稀释装置，其将包含(i)和(ii)的缓冲液混合物递送至缓冲液混合物分配歧管；

其中至少一个缓冲液混合物分配歧管可用于控制独立地递送至多个目的地中的每一个的缓冲液混合物的参数，所述参数包括以下至少之一：流速或浓度；和

其中缓冲液混合物在递送至多个目的地中的任何一个之前不被储存。

11.权利要求10的系统，包括：

第一缓冲液稀释装置，其中将来自第一缓冲液稀释装置的缓冲液混合物输出递送至至少一个下游缓冲液稀释装置作为输入(i)，其中第一缓冲液稀释装置下游的任何缓冲液稀释装置的输入(i)可以部分地转移到另一缓冲液稀释装置或至少一个缓冲液混合物分配歧管；和

其中至少两个缓冲液混合物分配歧管分配不同浓度的缓冲液。

12.权利要求10的系统，其中至少两个缓冲液稀释装置将约相同浓度的缓冲液递送至至少一个缓冲液分配歧管。

13.权利要求10的系统，其中至少一个缓冲液目的地包括培养基制备子系统、细胞培养子系统、生物反应器子系统、收获子系统和/或纯化子系统。

14.一种用于生长生物制剂的系统，包括：

灌注种子队列；

生物反应器子系统，其包括全部或部分从所述灌注种子队列进料的至少一个生物反应器；和

至少两个收获子系统，其中每个收获子系统单独地或组合地与生物反应器子系统中的每个生物反应器流体连通。

15.一种建筑物，其包括权利要求14的系统。

16.权利要求15的建筑物，其中至少两个纯化子系统中的每一个包括：

在第一房间中的三个色谱柱工作站和三个色谱滑块工作站；

在相邻的第二房间中的色谱柱工作站和色谱滑块工作站；和

可从第一房间或第二房间进入的维护区；

其中维护区可通过气闸从第一和第二房间进入，并且还可通过另一气闸从建筑物的其余部分进入。

17.权利要求16的建筑物，其中所述第二房间还包括填充装置。

18.权利要求15的建筑物，其中所述生物反应器子系统在一个房间中包括多个生物反应器工作站，其中工作站中的一些或全部填充有生物反应器。

19.权利要求18的系统，其中至少一个生物反应器工作站未填充生物反应器。

20.权利要求19的系统，其中至少一个未填充生物反应器的生物反应器工作站和至少一个填充有生物反应器的生物反应器工作站被配置为维持与流动控制组件的流体连通，所述流动控制组件被配置为选择性地控制流体从至少两个生物反应器工作站中的任何一个到至少两个收获子系统中的任何一个的流动。

21.权利要求15的建筑物，还包括物流通道、人员区域、包装区域、运输区域和/或接收区域。

22.权利要求15的建筑物，其被配置成满足能源和环境设计先锋认证标准。

23.权利要求15的建筑物，包括：

分布在建筑物中的设备上、内部和/或周围的多个运动、温度和/或湿度传感器；和

监测系统，其被配置为跟踪多个传感器的输出并响应于偏离预定范围的输出而产生记录和/或警报。

24.一种用于生长生物制剂的方法，包括以下步骤：

生长细胞团；

收获包含(i)细胞或(ii)细胞成分的材料；

将收获的材料的第一部分传递到第一纯化子系统；

将收获的材料的第二部分传递到第二纯化子系统；

通过第一纯化子系统产生第一产物；和

通过第二纯化子系统产生第二产物。

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