观点

导 语

“用一次性生产技术实现15吨单抗生产，成本效益可以媲美甚至优于传统不锈钢系统，”当药明生物CEO陈智胜博士在14年前提出这一前瞻性构想时，曾被业内视为Mission Impossible。如今，这一颠覆性的构想已在药明生物中国基地开花结果，并将在新加坡基地扬帆起航。“在中国，我们两座工厂已实现合计5至7吨级单抗的商业化生产；而在新加坡基地，不久的将来，我们将迎来单一工厂生产15吨级单抗的全新突破。”

在2025BPD新加坡生物药工艺发展大会上，陈智胜博士分享了一次性生物反应器如何实现15吨级单抗商业化生产，并且兼具成本效益的策略，吸引了超过600名全球与会人士的关注。以下为陈智胜博士演讲内容的精彩回顾：
     

一次性生产技术已成主流趋势

20年前，业界普遍采用不锈钢生物反应器生产生物药，一次性生产技术在当时还很新鲜，难以被保守的生物制药行业广泛接受。14年前，我加入药明生物时就一直在思考，什么技术真正能够改变整个行业。我的判断是一次性生产技术就像手机一样，手机迟早会取代固定电话（不锈钢反应器）。

如今，一次性生产技术已在生物制药行业得到广泛应用，超过70%新安装生物反应器都是一次性生物反应器。同时，一次性生物反应器也成为礼来、默沙东、辉瑞等跨国药企建设下一代工厂的重要选择。

一次性生物反应器最大的优势在于生产的灵活性，同一生产线可快速切换不同产品，无需长时间清洗、消毒和验证。这使得企业能够根据需要利用同一个产线生产多种产品，比如在完成治疗艾滋病药物的生产任务后，快速切换到癌症药物的生产，大大提升了产能利用率和响应市场需求的能力。

     
过去，一次性生物反应器的容积是限制其广泛应用的最大瓶颈，因为最大规模只有2000升。现在，这一上限已经提升到5000升甚至6000升。我们在杭州基地通过组合3个5000升一次性生物反应器，成功完成了商业化项目的PPQ生产，还计划在美国马萨诸塞州基地安装6000升的一次性生物反应器。单台一次性生物反应器的产能已经达到过去的三倍，未来可能会有更大容积的一次性生物反应器问世。

那么，如何通过一次性生物反应器实现数以吨计的产量？在药明生物，我们有四种策略：

策略1：应用更大体积一次性生物反应器（scale-up）

过去，一次性生物反应器的容积是限制其广泛应用的最大瓶颈，因为最大规模只有2000升。现在，这一上限已经提升到5000升甚至6000升。我们在杭州基地通过组合3个5000升一次性生物反应器，成功完成了商业化项目的PPQ生产，还计划在美国马萨诸塞州基地安装6000升的一次性生物反应器。单台一次性生物反应器的产能已经达到过去的三倍，未来可能会有更大容积的一次性生物反应器问世。

药明生物杭州基地

策略2：横向拓展（scale-out）助力大规模生产

在药明生物十余年的发展过程中，我们已经成功验证了通过组合多个一次性生物反应器进行大规模生产的scale-out策略。公司在中国和爱尔兰的5个基地共生产了超过300批产品（生产规模从4000升至16000升），自2022年以来成功率达98%，其中十余款产品已获得了美国FDA批准上市。

通过组合6个2000升一次性生物反应器或3个4000升一次性生物反应器，我们能够实现单批次12000升的生产规模，成本效益媲美甚至低于传统不锈钢生物反应器。新冠疫情期间，凭借这一策略，我们为葛兰素史克和阿斯利康成功生产了数吨新冠中和抗体，充分证明了一次性生产技术在大规模商业化生产中的可靠性。  

未来，12000升的生产规模还可以通过组合2个6000升一次性生物反应器实现。即使客户已有工艺的表达量低至1克/升，我们仍可以通过组合5个6000升一次性生物反应器实现单批次30000升的生产规模。理论上，组合6个6000升一次性生物反应器，单批次生产规模可以达到36000升，还将突破不锈钢生物反应器单罐最大25000升容积的限制。

策略3：创新生物工艺大幅提高产量

此外，药明生物采用强化生产工艺，包括自主开发超高效连续生物工艺平台WuXiUP™和超强化分批补料生物工艺平台WuXiUI™来大幅提升产量。

生物药的生产依赖于细胞。随着时间推移，细胞密度不断增加，细胞数量越多，产量也越高。对于基于强化灌流细胞培养工艺开发的WuXiUP™来说，细胞数量可达1亿甚至超过1.5亿，连续生产时间可延长至40天。回顾八九十年代，灌流工艺因易受污染限制，未获得业界广泛应用。但在今天，随着一次性生产技术的不断成熟，污染问题已不再制约其推广应用了。

陈智胜博士2025BPD新加坡生物药工艺发展大会演示文稿

我们的研究显示，传统14天分批补料工艺的日均产量为0.2克/升，WuXiUP™日均产量高达2.5克/升至3克/升，如果结合细胞株筛选和培养基优化最高可达到7克/升。20-25天的连续生产批次产量可达100-120克/升，在1000升规模下全年产量就可以突破吨级。我们也正在攻克下游连续纯化的技术挑战，并且已经在50升中试规模下实现了贯穿上下游的全连续生产。

策略4：打造新一代细胞株平台高效提升滴度

事实上，提高产量除了依靠创新生产工艺外，还可以通过提高滴度实现。

得益于过去十余年在创新细胞株领域的深耕，我们自主开发的细胞株平台WuXia™不断升级迭代，已在超 1000 个分子中得到验证。近期，我们推出了第四代CHO细胞株平台WuXia™ TrueSite ，通过定点整合技术，大幅简化细胞克隆筛选流程，同时确保表达的高稳定性。过去，我们需要筛选上万个克隆才能筛选出2克/升表达量的细胞株；如今，仅需筛选约50个克隆就能找到8克/升表达量且兼具卓越稳定性的细胞株。借助WuXia™ TrueSite这一先进技术平台，我们能够将业内平均6个月的细胞株开发周期缩短至仅2.5个月，使得任何新药临床实验申请（IND）项目都得以在6个月内高效完成。

陈智胜博士2025BPD新加坡生物药工艺发展大会演示文稿

为了进一步强化工艺开发，我们引入创新方法及代谢组学技术，定制精准匹配细胞培养需求的培养基配方，并配合过程分析技术（PAT）和自动化技术，实现过程的精准控制，保障了强化工艺的稳定执行。

我们在50升规模实现了一款单抗产品的全连续端到端原液生产，从灌流细胞培养开始，收获液经历了完全连续的下游工艺，直至最终UF/DF环节，20天细胞培养总产量达105克/升。这也意味着50升一次性生物反应器就足以供应临床Ⅲ期试验样品。下游纯化工艺则使用了连续捕获，Protein A消耗量降低了92%，极大地节省了物料成本。

目前WuXiUP™已应用于超过50个不同类型的分子，包括单抗、双抗、融合蛋白等，产量平均提升7倍以上，其中2个分子已在中国获批上市，11个分子已经获批IND。

试想，如果细胞株表达量提升超过2倍，再通过强化工艺实现超过7倍的产量提升，那么总产量将提升约15倍。传统不锈钢罐厂房生产1吨单抗，我们可以通过一次性生产技术联合强化工艺，生产高达15吨的单抗。实现具有成本效益的吨级产量对于一次性生物反应器不再是遥不可及的梦想，而是触手可及的现实。

实现优化成本控制

陈智胜博士2025BPD新加坡生物药工艺发展大会演示文稿

   
此外，我们通过强化工艺、控制传递成本（pass-through）以及高效利用产能，综合打造最优成本策略。无论客户产品类型和开发阶段如何，我们都可以为客户提供最具性价比、最高效的生产解决方案，包括从培养基优化、层析填料等耗材成本控制，到重新开发细胞株，设计高产量工艺。

例如，对于药明生物服务的IND项目，我们基于已有工艺能够预测商业化生产成本，帮助客户提早规划和有效控制成本。对于无法应用新工艺的已上市重磅炸弹药物及生物类似药，我们可以通过分批补料工艺的WuXiUI™，对客户已有工艺进行适当改进，实现产能提升3到6倍，显著降低生产成本。

通过以上策略，我们能够实现更高产量、更优规模化生产流程以及更具竞争力的成本控制，赋能全球合作伙伴，造福广大病患。