單克隆抗體藥物在醫(yī)藥潔凈廠房的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

樊恒達(dá)，郭學(xué)濤

（上海漢智工程設(shè)計(jì)與顧問(wèn)有限公司山東分公司，濟(jì)南 250101）

癌癥是危害人類(lèi)健康的主要疾病之一，而抗體藥物則是預(yù)防和治療癌癥的主要目標(biāo)之一[1]。目前，已進(jìn)行臨床使用的腫瘤藥物很容易出現(xiàn)敵我不分的現(xiàn)象，無(wú)法區(qū)分患者體內(nèi)的健康細(xì)胞，有時(shí)甚至?xí)瑫r(shí)殺死腫瘤細(xì)胞和癌癥細(xì)胞[2]?！吧飳?dǎo)彈”概念的出現(xiàn)，成為解決該難題的一個(gè)理想思路[1]。這種藥物經(jīng)過(guò)靜脈注射到人體內(nèi)，藥效分子通過(guò)靶向作用，精確集中作用于腫瘤細(xì)胞，既可以增強(qiáng)療效，也可以減少對(duì)機(jī)體產(chǎn)生毒副作用[3]。單克隆抗體由于具有良好的均一性和高度的特異性，因而在癌癥治療領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。

1972年雜交瘤技術(shù)理念被科勒和米爾斯坦證明后，單克隆抗體的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，立即成為醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)免疫技術(shù)的程序是將體外合成和純化抗原轉(zhuǎn)入動(dòng)物體內(nèi)，產(chǎn)生免疫應(yīng)答反應(yīng)，而DNA免疫技術(shù)將帶有目的基因序列的質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)入動(dòng)物體內(nèi)，外源基因序列在宿主細(xì)胞內(nèi)得以表達(dá)并誘導(dǎo)機(jī)體免疫應(yīng)答[4]。

DNA免疫可以誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生免疫反應(yīng)，尤其是抗原特異性抗體反應(yīng)的分子機(jī)制，即單克隆抗體的誘導(dǎo)開(kāi)發(fā)，包括DNA疫苗構(gòu)建，遞送方式，分子佐劑和DNA初免-蛋白質(zhì)加強(qiáng)免疫等技術(shù)。

我國(guó)的抗體藥物產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，近10年，國(guó)內(nèi)先后涌現(xiàn)出中信國(guó)健，百泰生物等多家專(zhuān)門(mén)從事單抗藥物的生產(chǎn)企業(yè)，同時(shí)還有許多傳統(tǒng)制藥企業(yè)也加入到抗體藥物研發(fā)領(lǐng)域，但是總體而言，在我國(guó)抗體行業(yè)，普遍存在的問(wèn)題是細(xì)胞系表達(dá)水平低，培養(yǎng)規(guī)模小，純化等技術(shù)問(wèn)題，限制了我國(guó)抗體藥物產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能規(guī)模，制約了行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程[5]。

1 單克隆抗體原液制備流程

1.1 單克隆抗體原液制備流程框圖

單克隆抗體原液的生產(chǎn)工序包括：種細(xì)胞的復(fù)蘇、細(xì)胞接種培養(yǎng)，細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)，收獲細(xì)胞培養(yǎng)液，粗純液制備，精純液制備，原液灌裝，同時(shí)涉及培養(yǎng)基配置、緩沖液配置、質(zhì)檢等，如圖1所示。

圖1 單克隆抗體原液制備流程框圖Fig.1 Flow chart of preparation of monoclonal antibody stock solution

2 單克隆抗體原液制備流程工藝解析

2.1 細(xì)胞培養(yǎng)基及緩沖液配置

細(xì)胞培養(yǎng)基主要分為基礎(chǔ)培養(yǎng)基及補(bǔ)料培養(yǎng)基，前者用于為細(xì)胞提供生長(zhǎng)所需的基本原料和環(huán)境的培養(yǎng)基，后者為細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)階段，為細(xì)胞生長(zhǎng)補(bǔ)加必要的原料而配置的培養(yǎng)基。

緩沖液主要用于細(xì)胞收獲及純化階段，包括碳酸氫鈉溶液、葡萄糖溶液、磷酸緩沖液等。

配置前，確認(rèn)配置操作區(qū)處于清潔有效期，設(shè)備已經(jīng)經(jīng)過(guò)CIP/SIP驗(yàn)證，按照批生產(chǎn)記錄進(jìn)行培養(yǎng)基及緩沖液的配置，將物料投入配制罐，經(jīng)過(guò)定容、取樣檢測(cè)、檢測(cè)滲透壓、pH、細(xì)菌內(nèi)毒素等參數(shù)，然后經(jīng)過(guò)除菌過(guò)濾，將配置溶液轉(zhuǎn)入暫存罐，供細(xì)胞培養(yǎng)及后續(xù)工序使用。在生產(chǎn)結(jié)束后，進(jìn)行清場(chǎng)。

2.2 單克隆抗體培養(yǎng)與收獲

2.2.1 種細(xì)胞復(fù)蘇

將凍存在液氮或-70 ℃冰箱中的種細(xì)胞，浸入到37 ℃溫水中，水浴解凍，使細(xì)胞恢復(fù)生長(zhǎng)。

2.2.2 細(xì)胞接種培養(yǎng)

在生物安全柜的保護(hù)下，將復(fù)蘇后的細(xì)胞接種至盛有細(xì)胞培養(yǎng)液的搖瓶中，然后放入恒溫培養(yǎng)箱中，進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，通過(guò)檢測(cè)活細(xì)胞密度和細(xì)胞活率，達(dá)到轉(zhuǎn)種要求才可以進(jìn)行轉(zhuǎn)種操作。

2.2.3 細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)

在生物發(fā)酵罐中裝入pH值電極、DO電極、溫度電極，開(kāi)啟潔凈壓縮空氣閥門(mén)，轉(zhuǎn)入基礎(chǔ)培養(yǎng)基，設(shè)計(jì)培養(yǎng)參數(shù)。啟動(dòng)轉(zhuǎn)種程序，培養(yǎng)過(guò)程中，控制溫度，空氣、氧氣、二氧化碳、pH、攪拌轉(zhuǎn)速、溶氧等參數(shù)。培養(yǎng)過(guò)程中，每天取樣檢測(cè)活細(xì)胞密度、細(xì)胞活率、pH、溶氧、葡萄糖濃度、乳酸濃度、金屬離子濃度、氨基酸濃度等參數(shù)。

細(xì)胞經(jīng)過(guò)10～25 L wave、50 L、500 L種子生物反應(yīng)器的擴(kuò)增培養(yǎng)后，通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞懸液是否符合轉(zhuǎn)種要求，轉(zhuǎn)入2 000 L細(xì)胞生產(chǎn)罐中培養(yǎng)。

2 000 L細(xì)胞生產(chǎn)罐為產(chǎn)物表達(dá)和積累階段，經(jīng)過(guò)分批補(bǔ)料培養(yǎng)的方式進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，同時(shí)每天取樣檢測(cè)活細(xì)胞密度、細(xì)胞活率、pH值、葡萄糖濃度等參數(shù)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，決定是否需要補(bǔ)料、補(bǔ)糖及消泡劑。

2.2.4 收獲細(xì)胞培養(yǎng)液

當(dāng)培養(yǎng)過(guò)程穩(wěn)定，且檢測(cè)結(jié)果達(dá)標(biāo)后，可以結(jié)束細(xì)胞培養(yǎng)，收獲細(xì)胞培養(yǎng)液。由于收獲液中含有大量的培養(yǎng)基、細(xì)胞、細(xì)胞碎片等固體物質(zhì)，需要采用連續(xù)流離心機(jī)、深層過(guò)濾方式進(jìn)行固液分離。

在收獲前，先降低反應(yīng)器溫度，關(guān)閉堿液管道，通過(guò)連續(xù)流離心機(jī)、深層過(guò)濾器處理后的上清液進(jìn)入收獲罐，當(dāng)液面低于攪拌槳位置后，關(guān)閉溫度、攪拌、pH值、溶氧控制，以及特氣管道。

2.3 單克隆抗體分離純化

單克隆抗體的純化工藝一般采用三步純化的策略，即捕獲-中度純化-精純。

經(jīng)典的工藝流程為：Protein A親和層析、低pH值病毒滅活、陽(yáng)離子交換層析、陰離子交換層析，或者復(fù)合模式色譜、除病毒過(guò)濾、超濾濃縮、除菌過(guò)濾后，即可獲得抗體原液。

通常把親和層析稱(chēng)為捕獲工序、陽(yáng)離子交換層析和陰離子交換層析稱(chēng)為中度純化，超濾濃縮、除菌過(guò)濾為精純，再加入相關(guān)輔料，即可制備成相對(duì)穩(wěn)定的抗體原液。

2.3.1 親和層析

親和層析具有專(zhuān)一、高效的特性，一般使用親和層析純化后，抗體的純度一般大于95%以上，收率在95%以上，所以在抗體純化工藝中，一般使用親和層析作為單抗的捕獲工序。目前常用的純化工藝包含使用Protein A設(shè)計(jì)的純化工藝和使用非Protein A設(shè)計(jì)的純化工藝。

Protein A親和層析是利用抗體結(jié)構(gòu)中的Fc區(qū)域可以特異性偶聯(lián)結(jié)合Protein A蛋白，大部分雜蛋白無(wú)法結(jié)合層析介質(zhì)，然后用低pH值洗脫液進(jìn)行洗脫層析柱，收集粗純抗體，達(dá)到純化目的。

2.3.2 低pH值病毒滅活

因?yàn)樵诳贵w生產(chǎn)中常用的CHO細(xì)胞系會(huì)分泌內(nèi)源逆轉(zhuǎn)錄病毒樣顆粒，這些顆粒不具備感染能力，為了安全，需要將這些病毒顆粒清除。在低pH值條件下，抗體質(zhì)量穩(wěn)定，但是脂包膜病毒會(huì)發(fā)生變性失活，在恒定pH值孵育一定時(shí)間后，達(dá)到滅活病毒的目的，而且HCP、DNA等雜質(zhì)也會(huì)沉淀，去除部分雜質(zhì)。

2.3.3 陰/陽(yáng)離子交換色譜

利用等電點(diǎn)的差異分離蛋白。陰離子交換層析是因?yàn)椴《?、HCP、DNA等雜質(zhì)的等電點(diǎn)相對(duì)較低，酸性，在高pH值條件下，雜質(zhì)會(huì)與層析介質(zhì)結(jié)合，單抗的等電點(diǎn)較高，堿性，可以直接流穿，達(dá)到分離目的。

陽(yáng)離子交換層析是采用單抗和層析介質(zhì)結(jié)合，雜質(zhì)、病毒與層析介質(zhì)部分結(jié)合，利用不同離子強(qiáng)度或不同pH值的洗脫液進(jìn)行洗脫、分離目的蛋白。

2.3.4 除病毒過(guò)濾

采用0.22 μm的濾膜進(jìn)行納濾，截留病毒顆粒、單抗流穿，達(dá)到去除病毒的目的。

2.4 原液制備

將經(jīng)過(guò)除病毒過(guò)濾后的蛋白液收集，在隔離器內(nèi)，加入蛋白穩(wěn)定劑和賦形劑，制備成蛋白原液，然后分裝到儲(chǔ)存袋或儲(chǔ)存桶內(nèi)，2～8 ℃冷藏保存，待檢。

3 生物安全性分析

單抗生產(chǎn)所用的細(xì)胞株為CHO細(xì)胞（中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞），該細(xì)胞可以傳上百代，在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，內(nèi)源蛋白分泌量極少，利于目標(biāo)蛋白的分離純化，因此CHO細(xì)胞是生物工程廣泛使用的細(xì)胞，也是表達(dá)復(fù)雜生物大分子的理想宿主[6]。CHO細(xì)胞屬于生物安全防護(hù)等級(jí)一級(jí)范圍，對(duì)人體沒(méi)有生物學(xué)危害[7]。

在生產(chǎn)過(guò)程中國(guó)，有活細(xì)胞存在的工序包含細(xì)胞接種，細(xì)胞擴(kuò)增，細(xì)胞培養(yǎng)以及收獲，沒(méi)有活細(xì)胞的工序包含粗純，精純以及過(guò)濾分裝，所以在工藝分區(qū)時(shí)，應(yīng)將細(xì)胞活性區(qū)和非細(xì)胞活性區(qū)分開(kāi)，同時(shí)，CIP系統(tǒng)也要單獨(dú)設(shè)計(jì)。

4 污染源分析

治療用生物制品的病毒污染源一般分為內(nèi)源性病毒污染源和外源性病毒污染源。

4.1 內(nèi)源性病毒污染源

工程細(xì)胞的來(lái)源，運(yùn)輸及保存過(guò)程可能導(dǎo)致病毒污染；工程細(xì)胞構(gòu)建過(guò)程中，培養(yǎng)基、工器具、操作人員等均存在導(dǎo)致病毒污染的可能性；細(xì)胞在原始細(xì)胞庫(kù)、主細(xì)胞庫(kù)、工作細(xì)胞庫(kù)的制備過(guò)程中也存在病毒污染的可能性。

4.2 外源性病毒污染源

主要包含物料、人員、房間環(huán)境、過(guò)程檢測(cè)等。

物料控制包括使用受病毒污染的物料，例如試劑、培養(yǎng)基、色譜介質(zhì)等；物料存儲(chǔ)的隔離措施，即動(dòng)物源性物料與常規(guī)非動(dòng)物源性物料的隔離，否則會(huì)產(chǎn)生交叉污染；物料在倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中被動(dòng)物污染而引入病毒。

人員控制包括操作人員自身攜帶的病毒，以及未按照SOP操作導(dǎo)致的病毒污染。

環(huán)境控制包括房間潔凈度無(wú)法保證；設(shè)備控制、清潔等無(wú)法保證；人流、物料、廢物流的交叉污染以及共線生產(chǎn)的交叉污染。

過(guò)程檢測(cè)包括中控檢測(cè)和過(guò)程控制檢測(cè)。

5 車(chē)間設(shè)計(jì)分析

5.1 人物流分析

目前對(duì)于生物類(lèi)藥品，人物流均采用單向流設(shè)計(jì)，其中人流全單向流和部分單向流，其中，部分單向流是指緩沖液配制間、培養(yǎng)基配制間等區(qū)域的人流，物流（含廢物流）采用全單向流。單向流設(shè)計(jì)主要是采用雙走廊設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)理念，即從潔凈走廊進(jìn)，從污物走廊出。

人流，物流全單向流：人流（工作人員）和物流（原輔料，中間品，工器具，潔凈衣服，廢物等）從潔凈走廊進(jìn)入各個(gè)功能間，操作完成后，人流和物品退出到污物走廊，人流從退更房間退出，廢物從功能間進(jìn)入污物走廊，再通過(guò)廢物處理間進(jìn)行滅菌處理，傳出生產(chǎn)區(qū)。需要循環(huán)使用的物品在污物走廊的清洗間進(jìn)行清洗后，通過(guò)滅菌進(jìn)入生產(chǎn)車(chē)間，進(jìn)行循環(huán)使用。

人流部分單向流，物流全部單向流：人流（工作人員）和物流（原輔料，中間品，工器具，潔凈衣服，廢物等）從潔凈走廊進(jìn)入各個(gè)功能間，操作完成后，重要功能間（有生物活性的房間）的工作人員退出到污物走廊，其他輔助房間（即非活性房間，如培養(yǎng)基制備間，緩沖液制備間）的工作人員從原路返回。物流同人流，物流全單向流。

5.2 工藝區(qū)域分析

主要功能間有：細(xì)胞接種間，細(xì)胞培養(yǎng)/擴(kuò)增間，收獲間，目的蛋白收獲/病毒滅活/精純/病毒過(guò)濾間，超濾濃縮/除菌過(guò)濾間，無(wú)菌灌裝間。

細(xì)胞接種間：潔凈級(jí)別設(shè)計(jì)為C+A級(jí)別，房間設(shè)計(jì)為C級(jí)，使用生物安全柜；

細(xì)胞培養(yǎng)/擴(kuò)增間：細(xì)胞擴(kuò)增，培養(yǎng)，收獲均為密閉操作，最低要求潔凈級(jí)別設(shè)計(jì)為D級(jí)，建議設(shè)計(jì)為C級(jí)背景，房間設(shè)計(jì)10～25 L wave、50 L、500 L、2 000 L種子生物反應(yīng)器、離心機(jī)、深層過(guò)濾裝置，可以在一個(gè)房間完成，也可以分開(kāi)設(shè)計(jì)，因?yàn)樾枰紤]培養(yǎng)結(jié)束后，需要馬上進(jìn)行清場(chǎng)，進(jìn)行下一批產(chǎn)品的培養(yǎng)，同時(shí)生產(chǎn)線又在收獲上一批產(chǎn)品，因?yàn)閷⑴囵B(yǎng)和收獲分開(kāi)設(shè)計(jì)，可以提高車(chē)間的利用效率，在收獲過(guò)程中，已經(jīng)將細(xì)胞和細(xì)胞碎片除去，所以收獲后的物流已經(jīng)沒(méi)有生物活性，而在收獲前的區(qū)域均為生物活性區(qū)，所以宜分開(kāi)設(shè)計(jì)。

圖2 單克隆抗體原液車(chē)間平面布置圖Fig.2 Monoclonal antibody stock solution workshop floor plan

目的蛋白收獲/病毒滅活/精純/病毒過(guò)濾間：收獲后的工藝間潔凈級(jí)別應(yīng)設(shè)計(jì)為C級(jí)，房間設(shè)計(jì)收獲罐、低pH值孵育器、陽(yáng)離子層析和陰離子層析以及相應(yīng)的接收罐。收獲后的蛋白液首先進(jìn)行目標(biāo)蛋白的捕獲，再進(jìn)行目標(biāo)蛋白的洗脫，為了防止原輔料（培養(yǎng)基，緩沖液等）對(duì)收獲液產(chǎn)生的微生物污染，所以洗脫液在精純前進(jìn)行病毒滅活。

超濾濃縮/除菌過(guò)濾間：工藝間潔凈級(jí)別設(shè)計(jì)為C級(jí)，壓強(qiáng)與無(wú)菌灌裝間相同，房間設(shè)計(jì)超濾系統(tǒng)、超濾循環(huán)罐、超濾上樣罐。滅活后的洗脫液再經(jīng)過(guò)納濾過(guò)濾病毒后，得到超濾濃縮液，

無(wú)菌灌裝間：工藝間潔凈級(jí)別設(shè)計(jì)為C級(jí)，對(duì)于超濾濃縮除菌間，該工藝間宜設(shè)計(jì)相對(duì)正壓，房間設(shè)計(jì)A級(jí)單向?qū)恿鞅Ｗo(hù)裝置或隔離器。在層流保護(hù)下，將輔料添加到單抗原液中，并進(jìn)行分裝。因?yàn)槌瑸V濃縮/除菌過(guò)濾工序與無(wú)菌灌裝工序?yàn)闊o(wú)縫銜接的生產(chǎn)工序，建議將超濾濃縮/除菌過(guò)濾間與無(wú)菌灌裝間設(shè)計(jì)為一個(gè)房間，或者將無(wú)菌灌裝間設(shè)計(jì)為超濾濃縮/除菌過(guò)濾間的套間。

輔助房間：主要包括培養(yǎng)基配制間、稱(chēng)量間、緩沖液配制間、暫存間、CIP站、冷庫(kù)等。其中培養(yǎng)基配制間、稱(chēng)量間、緩沖液配制間、暫存間的潔凈級(jí)別均可設(shè)計(jì)為D級(jí)，房間為非活性區(qū)域，人物流不用設(shè)計(jì)為單向流。CIP站、冷庫(kù)為一般區(qū)設(shè)計(jì)，冷庫(kù)設(shè)計(jì)為2～8 ℃，用于存放待檢原液。

5.3 空調(diào)系統(tǒng)分析：

根據(jù)GB 50457—2019《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《藥品GMP指南-廠房設(shè)施與設(shè)備》等規(guī)范，以及生產(chǎn)車(chē)間空調(diào)分區(qū)與防止交叉污染的原則，對(duì)生產(chǎn)車(chē)間進(jìn)行分區(qū)。

在本案例中，將空調(diào)間放在車(chē)間的北側(cè)，因?yàn)榭照{(diào)將從北側(cè)取風(fēng)，相對(duì)車(chē)間其他三個(gè)方向，北側(cè)風(fēng)的溫度，濕度較為溫和。在本案例中，空調(diào)系統(tǒng)共分九套，其中一套舒適性空調(diào)系統(tǒng)，八套凈化空調(diào)系統(tǒng)，舒適性空調(diào)系統(tǒng)主要為車(chē)間的公用輔助系統(tǒng)，包含門(mén)廳、男更、女更、辦公、制水、CIP站、工具間等；主細(xì)胞/工作細(xì)胞區(qū)域?yàn)橐惶變艋照{(diào)系統(tǒng)；潔凈走廊、人物流進(jìn)入通道、培養(yǎng)基配制間、緩沖液配制間、暫存間、稱(chēng)量間、原液緩沖間為一套空調(diào)系統(tǒng)；細(xì)胞培養(yǎng)室一、細(xì)胞培養(yǎng)室二區(qū)域?yàn)橐惶卓照{(diào)系統(tǒng)；細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)間、收獲間、純化間（蛋白捕獲、病毒滅活、粗純、病毒過(guò)濾）分別為一套空調(diào)系統(tǒng)；超濾濃縮除菌間和灌裝間為一套空調(diào)系統(tǒng)、污物走廊、各個(gè)功能間的退出、滅菌間、人流退出通道為一套空調(diào)系統(tǒng)，另外，車(chē)間的冷庫(kù)需要單獨(dú)設(shè)計(jì)。

一般單克隆抗體項(xiàng)目沒(méi)有活毒或有活性的病原微生物等有生物安全性的物質(zhì)，在生產(chǎn)過(guò)程中，細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)、細(xì)胞擴(kuò)增培養(yǎng)區(qū)為細(xì)胞活性區(qū)，這些區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)建議按照全排風(fēng)設(shè)計(jì)，將細(xì)胞活性物質(zhì)全部排出該區(qū)域，避免危害到工作人員，排風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)高效過(guò)濾器處理后，排放到大氣中?？紤]到全排風(fēng)系統(tǒng)需要較大的空氣量，對(duì)能源的浪費(fèi)較大，宜將經(jīng)過(guò)高效過(guò)濾后的空氣轉(zhuǎn)入潔凈空調(diào)的新風(fēng)系統(tǒng)，重復(fù)利用，達(dá)到控制能耗的目的。其他非細(xì)胞活性區(qū)域的潔凈空調(diào)系統(tǒng)可以按照回風(fēng)設(shè)計(jì)。

5.4 公用工程系統(tǒng)分析：

車(chē)間需要純化水、注射水、工業(yè)蒸汽、純蒸汽、儀表氣、無(wú)菌壓縮空氣、無(wú)菌氧氣、無(wú)菌氮?dú)?、無(wú)菌二氧化碳、工藝?yán)鋬鏊裙霉こ滔到y(tǒng)。其中，CIP系統(tǒng)和工器具清洗主要用到純化水和注射水，培養(yǎng)基和緩沖液的配置使用注射水，脈動(dòng)真空滅菌柜、純化水制備系統(tǒng)、注射水制備系統(tǒng)使用工業(yè)蒸汽，自動(dòng)化儀表主要使用儀表氣，SIP系統(tǒng)主要使用純蒸汽，細(xì)胞培養(yǎng)，SIP后保壓，物料轉(zhuǎn)移等主要使用無(wú)菌壓縮空氣，細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中溶氧的控制主要使用無(wú)菌氧氣，無(wú)菌氮?dú)?，無(wú)菌二氧化碳，TCU控溫主要使用工藝?yán)鋬鏊?/p>

由于CHO細(xì)胞培養(yǎng)一般需要培養(yǎng)連續(xù)一個(gè)月左右，不能出現(xiàn)故障，所以在單抗生產(chǎn)車(chē)間，公用工程的保障系統(tǒng)（生物反應(yīng)器的供電、供氣、制冷）設(shè)計(jì)尤為重要。所以在工程設(shè)計(jì)中，一般采用“一用一備”的原則，保證細(xì)胞培養(yǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

供氣系統(tǒng)：空壓系統(tǒng)使用兩臺(tái)空壓機(jī)，其中一臺(tái)空壓機(jī)作為備用；氮?dú)庀到y(tǒng)也是使用兩臺(tái)制氮機(jī)，如果使用氮?dú)馄浚枰獙怏w分布器設(shè)計(jì)為自控模式；氧氣系統(tǒng)和二氧化碳系統(tǒng)一般使用氣瓶，同時(shí)氣體分布器設(shè)計(jì)為自控模式。

供電系統(tǒng)：關(guān)鍵設(shè)備采用雙電源供電的方式，即市政供電和自備柴油發(fā)電機(jī)供電，兩路電源經(jīng)過(guò)雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)后接入U(xiǎn)PS電源，UPS為車(chē)間內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備供電，由于柴油發(fā)電機(jī)過(guò)大，會(huì)造成業(yè)主成本過(guò)高，宜將主要工藝設(shè)備設(shè)計(jì)為UPS供電，當(dāng)發(fā)生斷電時(shí)，UPS電源可以保證柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)的供電（30～60 min），同時(shí)需要在該時(shí)間段內(nèi)，自動(dòng)或手動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，保證關(guān)鍵設(shè)備的正常運(yùn)行。

制冷系統(tǒng)：主要是使用7 ℃水，設(shè)計(jì)兩套制冷系統(tǒng)，分別為工藝系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)使用，且這兩套制冷系統(tǒng)可以互為備用，宜選用水冷機(jī)組，因?yàn)樗錂C(jī)組優(yōu)于風(fēng)冷機(jī)組，且水冷機(jī)組出水溫度穩(wěn)定。

5.5 廢水滅活分析

設(shè)計(jì)中需關(guān)注的問(wèn)題是活性病毒區(qū)的給排水設(shè)計(jì)，依據(jù)GB 50015—2019《建筑給排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，活性物質(zhì)儲(chǔ)罐及上下游工藝所需的自來(lái)水管線宜獨(dú)立設(shè)置，并于支管處設(shè)置倒流防止器，軟管連接的支管頂端設(shè)置真空破壞器，以防止活性廢液回流污染。

依據(jù)GB 21907—2008《生物工程類(lèi)制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，涉及生物安全性的廢水、廢液等須進(jìn)行滅活滅菌后才能進(jìn)入相應(yīng)的收集處理系統(tǒng)[8]。

單克隆抗體生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的活性廢水主要由純化區(qū)產(chǎn)生的高濃生產(chǎn)廢液及細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)排放的培養(yǎng)液，器具清洗水等。含有活性物質(zhì)廢水需經(jīng)獨(dú)立管道收集后接入高溫蒸汽滅活罐進(jìn)行滅活處理后方可排放，排水管道采用304不銹鋼管，氬弧焊接。設(shè)備排水點(diǎn)與排水主管對(duì)接處采用密閉空氣隔斷裝置，裝置通氣管應(yīng)引至室外并設(shè)置0.22 μm濾膜，以保證潔凈區(qū)內(nèi)排水采用間接排水，同時(shí)防止活性廢水排放時(shí)濺射及活性物質(zhì)在空氣中擴(kuò)散，排水系統(tǒng)中不應(yīng)設(shè)置地漏。

活性物質(zhì)排水系統(tǒng)采用重力流排放，系統(tǒng)通氣立管頂端于室外設(shè)置0.22 μm濾膜。通氣管及連接各設(shè)備排水點(diǎn)支管末端應(yīng)設(shè)置可獨(dú)立關(guān)斷的不銹鋼閥門(mén)，以便于系統(tǒng)進(jìn)行CIP沖洗。

高溫滅活設(shè)備包含廢液滅活罐，廢液收集罐及CIP反沖洗裝置，儲(chǔ)罐容積按生產(chǎn)批次及滅活要求時(shí)間（20 min～2 h）進(jìn)行計(jì)算，生產(chǎn)廢水經(jīng)收集罐收集后轉(zhuǎn)入滅活罐，經(jīng)高溫滅活后冷卻至40 ℃以下排入廠區(qū)污水處理系統(tǒng)；同時(shí)新排放的生產(chǎn)廢水進(jìn)入收集罐，進(jìn)行下一批次滅活。

6 結(jié)束語(yǔ)

潔凈廠房的設(shè)計(jì)需要綜合考慮多方面的因素，需要在GMP，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《潔凈廠房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等國(guó)家法規(guī)的基礎(chǔ)上，滿足生產(chǎn)工藝流程，人員操作方便，車(chē)間建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性、勞動(dòng)成本、以及車(chē)間運(yùn)行能耗等因素。

一個(gè)較完善的潔凈廠房設(shè)計(jì)需要將人物流、機(jī)電安裝等優(yōu)化組合，同時(shí)污染源控制在最低限度內(nèi)，同時(shí)需要提高生產(chǎn)效率。

隨著我國(guó)生物制品類(lèi)產(chǎn)品的迅速發(fā)展，對(duì)潔凈廠房的要求越來(lái)越高，本文僅僅是個(gè)人理念的寫(xiě)照，還需要在實(shí)踐中不斷修正。