生物工艺中细胞培养基的风险分析
生物工艺本质上是可变性的[1,2]，公司必须在严格的时间范围内，确保他们有能力提供稳定一致的工艺和可靠的活性成分，这无疑是具有很大的压力。而对工艺开发的这个相矛盾限制，使得科学家在扩大规模之前，很难彻底地验证工艺的可变性范围。风险分析的理论方法已成为加速资质核查和促进决策制定过程的标准方法[3]。
引 言
由于细胞培养基是任何生物工艺中的关键原材料，因此在此创建了一种标准的失败模式和影响因素分析（FMEA）表格，以专门评估细胞培养基。使用此开发方法进行案例研究，以确定失败高风险的因素和可能的解决方法。这些案例研究解决了从化学成分限定的培养基外包到供应商，从仅科研使用的目录培养基到创新应用的生产培养基，以及含动物源或不含动物源的水解产物（如酵母提取物）的非化学定义培养基的各种情况。
这项工作的目的是提供一个全面的路线图，基于风险评估的失败模式，在每个阶段（研究和生产）选择和使用培养基同时，判定其是否可以用于cGMP和在商业阶段进行大规模生产。该策略的开发是为了让早期开发人员能够将培养基与最终目标进行结合考虑，支持合理的决策制定过程和便于问题故障的排除。
材料和方法
为了制定细胞培养基的FMEA表格，其生命周期的所有阶段都被考虑在内：从培养基制造中使用的原材料，生产过程本身，QC测试，可能的装运事件，存储，培养基在使用前的准备和补充，其在细胞培养过程中的使用以及最终的QA文件。失败模式被解释为可能导致工艺失败的方式或模式。根据以下关键参数，列出并评估了主要的失败模式（潜在的或实际的）：
严重性
发生
可检测性
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RPN:风险优先数
结 果
表1.细胞培养基的失效模式和影响分析模型示例
表1的开发是基于假设使用内部开发的配方干粉培养基（DPM），其制造外包给供应商，以便稍后在cGMP生产过程中使用。确定的最高风险是：缺乏文件，缺乏验证（水，稳定性，接触式消耗品），缺乏历史数据。（注释：RM:原材料，QC：品质控制，AO/AOF：动物源/非动物源，USP：上游过程）
示例一：化学成分限定的培养基规格
从开发到商业制造的所有生产阶段的一致性具有挑战性，因为规格的变化可能从液体即用型变为干粉型。虽然后者可以在存储、保质期和批量方面提供更大的灵活性，但它会导致工艺性能的下降[4]。Gibco在2001年推出了AGT技术（美国专利6383810），以解决现场制备培养基时遇到的一些问题。AGT培养基使用流化床造粒（A）方法生产，该方法包括将微量组分喷雾到流化的干燥散装粉末上，以产生颗粒化的均质产物（B），此过程涉及一个单一的水合步骤。
A:液体成颗粒过程
B：高级颗粒技术干粉培养基形式
图：高级颗粒技术（Advanced Granulation Technology™,AGT™）干粉培养基形式
风险缓解：
— 通过简化培养基制备防止批次失败
— 使用时低尘产生形式
— 投资准时交货的大体积液体的建立
示例二：Cell Therapy Systems™细胞治疗系统
图 2.在有/无酚红的情况下，CTS OpTmizer T细胞扩增的情况
CTS OpTmizer T细胞扩增SFM是在没有酚红的情况下开发的，以支持在鼓励使用无酚红细胞培养基的地区进行细胞治疗生产。
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