CHO細胞作為細胞界的高富帥，早在8年前它就已經(jīng)身價超過了500億美金。大部分成功人士的背后都藏有一部血淚史，它們也不例外。

Long long ago，它們也只是一種名叫中國倉鼠的物種身上默默無聞的卵巢細胞。

So,diao絲是如何開啟逆襲之路的呢？

讓我們將時間撥回到1919年，北京協(xié)和醫(yī)院的E.T. Hsieh博士在肺炎球菌感染研究時，一時找不到實驗室專用小鼠，于是派人去京郊把遍地都是的中國倉鼠逮了不少回來用于實驗。那時誰也不曾想到就是這么一個現(xiàn)在看來很神奇的操作，將把中國倉鼠們帶上了一條被馴化成為實驗動物的“不歸路”。我們也不知道當年那群在京郊晃悠的倉鼠們回憶至此會不會后悔沒有好好規(guī)劃行動路線，嚶嚶嚶......

1924年，又是兩名在協(xié)和工作的研究人員，Jocelyn Smyly和Charles Young發(fā)現(xiàn)中國倉鼠很容易感染寄生蟲利什曼原蟲從而引發(fā)Black fever黑熱病，至此中國倉鼠寶寶們“淪”為科研人員研究各種傳染性疾病的有力工具。

隨著時間的推移中國倉鼠在醫(yī)學界的作用有目共睹。1928年，還是協(xié)和醫(yī)學院，有個叫Marshall Hertig的研究人員將150只中國倉鼠帶到了哈佛醫(yī)學院，希望將其建成一個品系，結果。。。結果他沒成功。

一直到了1943年，現(xiàn)代遺傳學先驅Guido Pontecorvo（對，就是那個發(fā)現(xiàn)真菌準確周期的Ponte）在低倍顯微鏡下觀察中國倉鼠的染色體，發(fā)現(xiàn)只有14條（實際為2n=22），比起其它常用的實驗鼠（小鼠的40條、大鼠的42條）要少，這使得中國倉鼠又多了一項送命奉獻業(yè)務--用于染色體的研究。

轉眼到了1948年12月，某個冬日黑暗的深夜，正在中國參加洛克菲勒基金會研究亞洲瘧疾醫(yī)學計劃的Dr.Robert Briggs Watson受美國北部最大實驗動物供應商Victor Schwentker囑托，帶著20只由胡正祥教授贈予的中國倉鼠，穿過紛飛的戰(zhàn)火歷經(jīng)千辛萬苦運至美國舊金山，最后又轉輾轉到紐約成功交到Victor Schwentker手中。

大難不死，必有后福，經(jīng)過Victor Schwentker兩年的專門馴養(yǎng)，中國倉鼠終于被馴化成一種實驗室動物品系。這其中還有一個小插曲，哈佛大學的George Yerganian用更好的顯微鏡發(fā)現(xiàn)中國倉鼠有22條染色體，不是此前Pontecorvo報道的14條，即便如此小倉鼠們也擁有用于染色體研究的絕對優(yōu)勢。

Yerganian在長時間飼養(yǎng)中國倉鼠過程中，針對其特性摸索出一套專門的飼養(yǎng)方法，并將此套方法公開。不過也許是因為這些小倉鼠們水土不服吃不慣“西餐”，也許是因為上述飼養(yǎng)方法不一定適用于所有中國倉鼠族群。很長一段時間內(nèi)，Yerganian成為了此品系在美唯一供應商，單一供應限制中國倉鼠大面積應用。

命運的齒輪轉到1957年，University of Colorado Medical Center的Dr.Theodore T. Puck和其同事Fa-Ten Kao在波士頓癌癥研究中心得到一只雌性中國倉鼠（你們絕對想不到這只倉鼠是被一名中年婦女放在提籃里，乘坐2天火車抵達實驗室的，是不是很妙的操作），并成功分離我們熟知的CHO-K1細胞系，由于該細胞快速懸浮生長和高蛋白表達的特性，CHO細胞開始在科研和企業(yè)獲得普遍的應用。

1983年，Dr.Theodore T. Puck成立Cytogen Research and Development, Inc.公司，無償為研究機構提供中國倉鼠。

1984年，Genentech公司首次實現(xiàn)重組中國倉鼠卵巢細胞表達組織型纖溶酶原激活劑(t-PA)并于1987年成功獲批上市，這是哺乳動物細胞表達系統(tǒng)生產(chǎn)蛋白藥物的一個標志性事件。

隨后，許多外源蛋白基因相繼被轉染到哺乳動物細胞，一些有價值的蛋白不斷實現(xiàn)表達，包括凝血因子（coagulation factors）、促紅細胞生成素(EPO)、免疫球蛋白（immune globulin）、尿激酶(urokinase)、乙肝表面抗原（HBsAg）和單克隆抗體等，極大地促進了生物藥工業(yè)的發(fā)展。

同時，隨著CHO細胞在實驗室的普及，科學家成功分離出不同亞型的CHO細胞株，比如CHO-S, , CHO DXB11, CHO DG44， CHO-M以及近年來受到持續(xù)關注的GS基因敲除CHO細胞（如Merck/Sigma Aldrich公司的CHOZN, Lonza的CHO GS Xceed, Horizon公司用rAAV技術敲除的CHO細胞）。

在與科研人員多年相愛相殺中，CHO也終于走向“鼠”生巔峰。

目前，中國倉鼠卵巢（CHO）細胞是生產(chǎn)蛋白類藥物的首選宿主細胞，因為與其他系統(tǒng)相比，CHO細胞具有以下優(yōu)點：①CHO 細胞對蛋白有準確的加工、修飾功能，因此其表達的蛋白質(zhì)的生物學活性更接近于天然蛋白；②CHO 細胞耐受剪切力和滲透壓的能力相對較強，可根據(jù)培養(yǎng)要求選擇可貼壁培養(yǎng)或懸浮培養(yǎng)的方式；③整合外源基因后的細胞穩(wěn)定，重組基因能高效擴增和表達；④表達的目的蛋白可由細胞內(nèi)運輸?shù)郊毎?，并且CHO 細胞只表達少量的內(nèi)源蛋白，有利于目的蛋白的提取。

至今為止，F(xiàn)DA（美國食品藥品管理局）和EMA（歐洲藥品管理局）已經(jīng)批準超過70種治療性mAbs，其中39種是由CHO細胞生產(chǎn)（見表1），除此之外，還有幾百種mAbs處于臨床階段。

普健生物的XtenCHO^TM 高密度瞬轉表達系統(tǒng)

簡介：XtenCHO^TM 高密度瞬轉表達系統(tǒng)是Atagenix 基于CHO-K1自主開發(fā)的一套高效表達蛋白和抗體的瞬時表達系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅表達量高（一般為200-400mg/L，部分抗體的表達量高達1g/L），而且工藝簡單，既適用人源化抗體小體積高通量篩選，又適用于大體積的放大生產(chǎn)。

重組蛋白在抗原制備、蛋白相互作用、酶學分析、藥物靶標研究等方面應用廣泛，選擇合適的重組蛋白表達方法對于能否及時獲得所需數(shù)量和質(zhì)量的重組蛋白至關重要。常規(guī)的重組蛋白表達系統(tǒng)我們并不陌生，主要有原核表達系統(tǒng)、哺乳動物細胞表達系統(tǒng)、酵母表達系統(tǒng)、枯草芽孢桿菌表達系統(tǒng)、昆蟲桿狀病毒表達系統(tǒng)，各有優(yōu)缺點，其中哺乳動物細胞表達系統(tǒng)因其表達的蛋白更接近天然狀態(tài)，且最容易保留生物活性，而備受關注，但表達量通常是一大難題。

臨床及實驗室研究中，經(jīng)常要求在短時間內(nèi)生產(chǎn)一定量的重組蛋白。穩(wěn)定表達細胞株生產(chǎn)重組蛋白過程繁瑣且周期長；瞬時基因表達技術則能在短期內(nèi)高表達重組蛋白，因而得到廣泛應用。隨著生物醫(yī)藥研究技術的發(fā)展，快速生產(chǎn)毫克到克級別的重組蛋白瞬時表達體系被廣泛用于新藥篩選和臨床前研究。

1  XtenCHO^TM 高密度瞬轉表達系統(tǒng)簡介

XtenCHO^TM 高密度瞬轉表達系統(tǒng)是Atagenix 自主開發(fā)的一套高效表達蛋白和抗體的瞬時表達系統(tǒng)，主要包括以下組分：

① XtenCHO^TM cell line；② ATGfect solution；③ Basic expression medium/ATGfeed medium。該系統(tǒng)不僅表達量高（一般為200-400mg/L，部分抗體的表達量高達1g/L），而且工藝簡單，既適用人源化抗體小體積高通量篩選，又適用于大體積的放大生產(chǎn)。

2  XtenCHO^TM 高密度瞬轉表達系統(tǒng)優(yōu)勢

① XtenCHO^TM 細胞是Atagenix 開發(fā)的一種經(jīng)基因改造的重組CHO細胞株，使用含配套元件的載體，可以使轉染進入細胞的表達載體拷貝數(shù)增加，延長游離質(zhì)粒在細胞內(nèi)的停留時間，從而使載體攜帶的目的基因獲得高水平，持續(xù)表達。

②  XtenCHO^TM 高密度瞬轉表達系統(tǒng)改進了CHO常規(guī)轉染方法，采用新穎的高密度轉染方法和特殊的細胞培養(yǎng)模式，提高了轉染后的細胞活率，使轉染細胞存活時間從常規(guī)6-7天延長至10-14天，進一步提高了目的蛋白的產(chǎn)量。

③ XtenCHO^TM 高密度瞬轉表達系統(tǒng)的轉染試劑、表達培養(yǎng)基和補料培養(yǎng)基相較于常用的陽離子脂質(zhì)體轉染試劑、商業(yè)化CHO 瞬轉培養(yǎng)基以及補料培養(yǎng)基，成本大大降低，更適用于工業(yè)生產(chǎn)，在規(guī)模較大的重組蛋白瞬時表達生產(chǎn)中更能體現(xiàn)其性價比高的特點。

3  XtenCHO^TM 高密度瞬轉表達系統(tǒng)測試結果 

3.1 與其它商業(yè)化表達系統(tǒng)的比較

使用XtenCHO^TM 高密度瞬轉表達系統(tǒng)和其它公司的兩個商業(yè)化CHO 瞬轉表達系統(tǒng)CHO Expression system 1 和 CHO Expression system 2 同時對一個抗體進行表達，轉染后的細胞密度和活率監(jiān)測及抗體產(chǎn)量見圖1和圖2：

圖1 不同表達系統(tǒng)轉染后細胞密度活率監(jiān)測

圖2 不同表達系統(tǒng)表達相同抗體產(chǎn)量比較

3.2  不同治療性重組抗體表達測試

選取4種典型的治療性重組抗體序列，用XtenCHO^TM 高密度瞬轉表達系統(tǒng)進行表達測試。抗體產(chǎn)量見圖3：

圖3 XtenCHO^TM 系統(tǒng)表達不同抗體的產(chǎn)量測定

Ab1: Pembrolizumad, Ab2: Utomilumab, Ab3: PF, Ab4: Claudiximab

普健生物正是應用自有的高密度重組抗體表達系統(tǒng)XtenCHOTM實現(xiàn)全長及多種形式的重組抗體表達，利用自主開發(fā)細胞系及轉染細胞系可實現(xiàn)重組抗體的克級生產(chǎn)。同時擁有內(nèi)毒素控制和去除的專一主線，能夠達到制藥級別的內(nèi)毒控制（<0.1EU/mg），可提供一系列高質(zhì)量藥物對照抗體，供科研工作者選購使用。

Specificity Target	Name	Catalog	Species	identification	Source
IL-6R	Tocilizumab ( 托珠單抗 )	ATAD00661	Humanized	IgG1	CHO cells
ANGPTL3	Evinacumab ( 依維蘇單抗 )	ATAD00368	Homo sapiens	IgG4-kappa	CHO cells
C5	Eculizumab ( 依庫珠單抗 )	ATAD00006	Humanized	IgG2-G4-kappa	CHO cells
C5	Ravulizumab ( 雷夫利珠單抗 )	ATAD00472	Humanized	IgG2-G4-kappa	CHO cells
CALCA /CALCB	Eptinezumab ( 依普奈珠單抗 )	ATAD00452	Humanized	IgG1-kappa	CHO cells
CD19	Tafasitamab	ATAD00363	Humanized	IgG1-G2-kappa	CHO cells
CD19	Inebilizumab ( 英比利珠單抗 )	ATAD00387	Humanized	IgG1-kappa	CHO cells
CD22	Inotuzumab ( 奧英妥珠單抗 )	ATAD00166	Humanized	IgG4-kappa	CHO cells
CD3	Teplizumab ( 替利組單抗 )	ATAD00665	Humanized		CHO cells
CD3E	Otelixizumab ( 奧昔組單抗 )	ATAD00147	Chimeric,Humanized	IgG1-lambda	CHO cells
CD52	Alemtuzumab ( 阿侖珠單抗 )	ATAD00001	Humanized	IgG1-kappa	CHO cells
CTLA4/CD152	Tremelimumab ( 曲美木單抗 )	ATAD00156	Homo sapiens	IgG2-kappa	CHO cells
EGFR/ERBB1	Necitumumab ( 奈妥木單抗 )	ATAD00193	Homo sapiens	IgG1-kappa	CHO cells
ERBB2	Trastuzumab ( 曲妥珠單抗 )	ATAD00686	Humanized	Human IgG1	CHO cells
ERBB2/EGFR2/CD340	Pertuzumab ( 珀妥珠單抗 )	ATAD00025	Humanized	IgG1-kappa	CHO cells
IGF1R/CD221	Ganitumab ( 加尼妥單抗 )	ATAD00096	Homo sapiens	IgG1-kappa	CHO cells
IGHE	Tanezumab ( 他尼組單抗 )	ATAD00142	Humanized	IgG1-nd	CHO cells
IL12B	Ustekinumab ( 烏司奴單抗 )	ATAD00100	Homo sapiens	IgG1-kappa	CHO cells
IL17A	Secukinumab ( 司庫奴單抗 )	ATAD00222	Homo sapiens	IgG1-kappa	CHO cells
IL1B	Canakinumab ( 卡那奴單抗 )	ATAD00155	Homo sapiens	IgG1-kappa	CHO cells

參考資料：
Rawley JD.Theodore T. Puck (September 24, 1916–November 6, 2005). American Journal HumanGenetics 2006;78(3): 365–366.
Kim JY et al. CHO cells inbiotechnology for production of recombinant proteins: current state and furtherpotential. Applied Microbiology and Biotechnology 2012;93(3): 917–930.
Urlaub G; Chasin LA. Isolation of Chinesehamster cell mutants deficient in dihydrofolate reductase activity[J].Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 1980-07, 77 (7):4216-4220.
Landauer K, Woischnigg H, Hepp N et al (2011)Development of a chemically defined CHO medium by engineering based on a feed solution.BMC Proc 5(Suppl 8):P41
CHO MEDIA PLATFORM FACILITATES INTEGRATED CELLLINE DEVELOPMENT AND MEDIA OPTIMIZATION, IrvineScientic Poster in ESACT 2017