一种按需生产小批量生物制药的新方法, 系统可快速重新配置，以生产各种蛋白质药物.

生物制药, 一类药物，包括蛋白质，如抗体和激素, 代表医药行业的快速增长行业. 他们的“精确药”越来越重要 - 对患者的特定群体进行的遗传或分子谱定制药物.

此类药物在专用于单个产品的大型设施正常生产, 使用难以重新配置过程. 这种刚性意味着制造商往往侧重于通过很多患者需要药物, 虽然药物可以帮助患者小种群可能无法进行.

为了让更多的这些药物可用, 麻省理工学院的研究人员已经开发到生产迅速按需生物制药的新途径. 他们的系统可以很容易地重新配置，以产生不同的药物, 使产品之间的灵活切换在需要时.

“传统的生物制造依赖于所产生的每个新分子的独特流程,”Ĵ说. 克里斯托弗·爱, 麻省理工学院的化学工程教授和麻省理工学院的科赫研究所的综合癌症研究成员. “我们已经表明，可以以完全自动化的产生不同的重组蛋白质的单个硬件配置, 免提方式“。

研究人员已经用这种制造系统, 它可以适合在实验室台式, 产生三种不同的生物制药, 并表明他们是同等质量的市售版本.

爱是这项研究的资深作者, 出现在杂志上的XX问题 自然生物技术. 该论文的主要作者是研究生劳拉·韦尔和阿莫斯·鲁, 研究科学家克里Routenberg爱.

简化程序

生物制药, 通常具有被注入, 经常被用来治疗癌症, 以及其它疾病，包括心血管疾病和自身免疫疾病. 大多数这些药物都是在“生物反应器”，其中细菌产生, 酵母, 或哺乳动物细胞生产出大量的单一药物的. 这些药物在使用前必须纯化, 所以整个生产过程可以包括几十个步骤, 其中许多需要人工干预. 结果是, 它可能需要几个星期到几个月生产一个批次的药物.

MIT的研究小组想拿出一个更灵活的系统，它可以很容易地重新编程，以快速生产上的各种需求不同的药物. 他们还希望创造条件，需要非常少的人的监督，同时保持用于患者所需的蛋白质的高品质的系统.

“我们的目标是使自动化的全过程, 所以一旦你建立了我们的系统, 你按“去”，然后你回来几天后，这里面的纯化, 配制药物等着你,”韦尔说：.

新系统的一个关键因素是，研究人员在生物反应器中使用不同类型的细胞 - 酵母菌株被称为 毕赤酵母. 酵母可以开始生产蛋白与哺乳动物细胞快得多, 它们可以长到人口密度较高. 另外, 毕赤酵母分泌只有约 150 至 200 其自身的蛋白质, 相比约 2,000 对中国仓鼠卵巢 (TO) 细胞, 其通常用于生物制药生产. 这使得所产生的药物的纯化方法 毕赤酵母 简单得多.

研究人员还大大降低了制造系统的大小, 以使其便携的终极目标. 他们的系统由三个连接的模块: 生物反应器, 其中酵母生产所需的蛋白质; 净化模块, 其中药物分子从使用色谱法的其它蛋白质分离; 且其中所述蛋白药物是悬浮在保留它的缓冲器的模块，直到其到达患者.

在这个研究中, 研究人员利用他们的新技术，生产出三种不同的药物: 人类生长激素; 干扰素α2b, 它是用来治疗癌症; 和粒细胞集落刺激因子 (GCSF), 这是用来提高的接受化疗的患者的免疫系统.

他们发现，所有三种分子, 用新工艺生产的药品有相同的生物化学和生物物理性状的商业化生产版本. 在动物身上进行测试时，G-CSF产品同等的表现，从安进公司许可产品.

重新配置系统，以产生不同的药物需要简单地赋予酵母的遗传序列为新的蛋白质和更换某些模块用于纯化. 随着伦斯勒理工学院的同事, 研究人员还设计软件，帮助拿出他们想要生产每种药物一个新的净化过程. 使用这种方法, 他们能拿出一个新的程序，并开始在大约三个月内制造新药物. 相反, 开发一个新的工业制造过程可能需要 18 至 24 个月.

分散式制造

与该系统生产不同药物之间切换的难易程度可以使许多不同的应用. 对于一个, 它可能是用于生产药物来治疗罕见疾病. 目前, 这种疾病有几个可用的治疗, 因为它是不值得的制药公司将整个工厂投入生产未广泛需要的药物. 随着新技术的麻省理工学院, 小规模生产这种药物的可容易实现, 和在同一台机器可以用来产生多种此类药物的.

另一个潜在用途是生产小批量的需要“精确药药,”这涉及到给予癌症患者或其他疾病的药物是针对其特定疾病的基因突变或其它特征. 许多这些药物还需要在只有少量.

“这篇论文是在可能性的一个重要突破，以生产和在护理点开发生物治疗, 并使得个性化医学成为现实,说：” Huub Schellekens, 在荷兰乌得勒支大学医学生物技术教授, 谁没有参与这项研究.

这些机器也被部署到没有大型药品生产设施中地区.

“而不是集中制造, 你可以移动到分散生产, 所以你可以在非洲几个系统, 然后它更容易获得这些药物的患者，而不是在北美制造的一切, 航运它有, 并试图保持它冷,”韦尔说：.

这种类型的系统也可以用来快速产生对爆发如埃博拉响应需要药物.

研究人员目前正在努力使他们的设备更加模块化和便携, 以及与生产其他疗法试验, 包括疫苗. 该系统也可以部署，以加快开发和测试新药物的过程, 研究人员说，.

“你可以原型许多不同的分子，因为你可以真正构建一个简单，快速的部署过程. 我们可能会在诊所中查看许多不同的资产，并决定哪些资产在早期临床表现最佳, 因为我们有可能达到这些研究所需的质量和数量,” Routenberg Love 说.

该研究由国防高级研究计划局资助, SPAWAR 系统中心太平洋, 和科赫研究所支持 (核) 国家癌症研究所的资助.

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