近年来，生物制药行业取得了长足发展，以前所未有的速度生产新型生物治疗药物和生物仿制药。该行业面临的最大挑战之一是生产高质量、规模灵活的生物制药，同时降低成本，以提高获得可能改变生活的生物治疗的机会。因此，生产商不断寻求新方法来优化其开发和生产工艺流程，以满足日益增长和多样化的需求。

批次和补料分批系统长期以来一直是生物治疗生产的有效方法，其进步将产量推高至 10 g/L。然而，传统的补料分批生产系统难以跟上日益增长的生产需求。

此外，生物反应器内的动态条件可能导致营养供应不平衡和废物堆积，从而导致糖基化不完全、细胞健康受损和产品降解率升高，最终影响产品质量。补料分批生物制药生产模式的单位体积生产率低，也需要大型设施，从而增加生产成本。

向连续生产的转变

从传统的批次和补料分批方法转向更节省资源的自动化连续生产工艺，为生物制药公司提供了一种便捷的解决方案，可以显著提高其生产力和产品质量。

与批次方法相比，连续工艺可保持生物反应器内的稳定条件，持续供应新鲜营养物质并不断清除废物，以支持高细胞密度和延长生长期。这可提高生产率（通常大大超过补料分批系统的极限），并提高工艺效率。

由于培养基的不断更新，可以使用更简单、更具成本效益的培养基配方，从而确保整体工艺经济性得到改善。此外，连续生产还带来了生物制药生产灵活性的额外好处，因为它可以在较小的设施中进行生产，这些设施适合模块化设计，并且更容易响应市场需求的波动。

许多公司已经利用这些优势，在临床开发过程中将其补料分批工艺转变为连续生物生产，从而优化生物制药开发和商业生产后期阶段的生产成本。

连续生物生产可以是混合型（半连续型）或完全端到端型。混合型生产将批次和连续工艺结合在一个生产流程中。例如，上游工艺、产品捕获和病毒灭活可以连续运行，而后续的精纯步骤则是批次的，即使经过了高度强化。

混合生产通常应用于早期临床生产，此时开发商的首要任务是在尽可能短的时间内生产用于毒理学研究和首次人体临床试验的材料。混合工艺随后可在 III 期临床试验之前轻松转换为完全端到端的工艺流程。

混合生产可能比端到端方法更受欢迎，因为它们需要的自动化程度较低，并且可以更快地建立。然而，半连续生产工作流程的效率低于端到端设置，并且无法提供完全连续工艺的全部生产力优势。

另一方面，端到端生产采用完全集成的连续工作流程，涵盖从细胞培养到最终产品纯化的所有步骤。这意味着整个生产链中材料流动稳定，以最大限度地提高效率。完全端到端的连续生产平台有助于确保最高产量、最小生产占地和最高质量，同时避免工艺规模放大的风险并降低商品成本 (COG)。

这些众多优势意味着端到端连续生产正在迅速受到寻求低成本生产方法和竞争优势的领先生物制药公司的青睐。

通过强化工艺提高生产力

强化细胞灌流培养是一种先进的生物工艺技术，旨在提高生物生产中的细胞生长和产品产量。它允许连续供给新鲜培养基，同时去除废培养基，从而在连续生产工作流程中实现高细胞密度、一致的活力和增强的产品质量。强化细胞灌流培养中使用的先进过程控制和分析技术有助于维持生物反应器内的一致条件。

灌流工艺专家能够直接将这些培养物从3 L生物反应器放大到 500 L或 1,000 L生物反应器，适用于临床和商业应用。这使得从工艺开发到后期生产和商业供应的无缝过渡成为可能。

将这种强化连续工艺与高产细胞表达系统相结合，可以实现生物治疗材料的极高滴度，通常超过 4 g/L/day，并为生产商提供更多机会来改进其候选药物的不同质量属性。

提高宿主生产率和吞吐量也有助于减少生产相同数量最终产品所需的设施占地面积，使生产能够在模块化洁净室中进行，这些洁净室可以快速安装到现有设施中，也可以使用并行施工技术单独建造。

更小的设施占地面积进一步降低了治疗性蛋白质生产的总体成本，报道最多可比当前行业标准低 75％。

总结

生物制药生产商可以通过从批次、补料分批或混合生产工艺转换为完全端到端连续工作流程来显著提高产品产量和质量。通过采用强化灌流细胞培养工艺和高产细胞表达系统，这些效率增益可以成倍增加。

总体而言，端到端连续生产有可能降低生产成本，从而提供降低生物制药和生物仿制药价格的机会，以确保更广泛地获得这些基本疗法。