纯化圣经第一章：平台工艺之后，下一个突破口在哪里？

作为做了十几年抗体纯化的人，翻开《Process Scale Purification of Antibodies》第三版的第一章，感觉像在翻自己的职业相册。

这一章的作者是Brian Kelley，行业里的老兵了。他写这一章不是在堆知识点，而是在讲一个行业怎么从无到有、从复杂到简单、从小试到吨级，一步步走到今天的。

今天这篇，我以一个纯化从业者的视角，把这一章里最值得琢磨的几个点，跟大家聊聊。

一、平台工艺，是怎么统一整个行业的

很多刚入行的年轻人可能不知道，早期做单抗纯化是什么样。

1986年第一个单抗Orthoclone OKT3上市的时候，下游工艺是什么样的？Protein A抓下来，再走IEX、HIC、SEC，四五步层析起步，每一步都要精细优化。那时候做纯化，像在做科研，不像在做生产。

真正的转折点是平台工艺（Platform Process）这个概念提出来之后。

现在行业里默认的mAb平台流程是什么样的？

细胞培养收获 → 离心 → Protein A捕获 → 阳离子交换层析（CEX）→ 阴离子交换层析（AEX）→ 病毒过滤 → UF/DF

就这六步，万变不离其宗。不管你是鼠源、嵌合还是全人源抗体，不管你针对的是哪个靶点，底层的纯化逻辑基本通用。

这东西为什么是革命性的？我自己的体会是三点：

第一，开发速度快了。以前每个新分子都要从头摸索工艺，现在照着平台框架调几个参数就能推进临床。一个新项目从实验室到GMP生产，时间压缩了至少一半。

第二，成本降下来了。平台化意味着设备、耗材、缓冲液都可以标准化，规模效应直接体现在成本里。以前单抗是最贵的药，现在越来越多的适应症开始做自我医保谈判，靠的就是成本下来了。

第三，生产可以外包了。正因为流程标准化，CRO/CMO才能接活。你交给任何一家有平台工艺的CDMO，出来的产品质量基本在一个水平线上。这在二十年前是不可想象的。

但Kelley在书里也提了一个很实在的点：平台工艺不是万能的。双抗、ADC、IgM这些复杂分子出来之后，原来的那套流程就不够用了。这也是为什么后面的章节要专门讲非Protein A策略、连续层析这些内容。

二、从5步到2步，工艺简化的方向在哪里

现在行业里的标准平台是捕获+两步抛光，也就是Protein A + CEX + AEX。

但Kelley在这一章里花了不少篇幅讲一个趋势：两柱平台正在成为新的主流。

什么意思？就是把CEX和AEX合并成一步。具体怎么做？

• 路线一：Protein A之后接一个弱 partitioning 的AEX（WPC模式），靠流-through模式同时去HCP、聚集体和DNA

• 路线二：Protein A之后接混合模式层析树脂，一步顶两步用

为什么要折腾这个？核心原因就一个：钱。

做大规模生产的人都知道，下游成本里，层析步骤是大头。每多一步，意味着更大的厂房、更多的缓冲液储罐、更长的工艺周期、更多的QA验证。两柱工艺比三柱工艺，厂房面积能省30%以上，COGs直接下一个台阶。

特别是现在生物反应器都做到20000L了，一步层析柱就要好几米直径，占地惊人。步骤少一步，整个车间的布局都不一样。

Kelley在书里有个判断我很认同：未来十年，两柱工艺会成为大产能的标配，三柱工艺会退回到小规模和特殊分子场景。

混合模式树脂是这个趋势里的关键变量。现在不少公司在推耐盐、高选择性的混合介质，目标就是一步同时完成聚集体去除、HCP去除和病毒截留。如果这个成熟了，整个下游流程的成本结构会再变一次。

三、吨级时代，下游真正的瓶颈在哪里

这一章里我印象最深的一组数据：

• 1975-1998年：滴度2g/L以下，年产量不到1吨

• 1999-2019年：滴度2-5g/L，年产量1-2吨

• 2020年至今：滴度5-8g/L，20000L生物反应器单批产150kg以上，年产能10吨级

上游进步太快了，下游明显有点跟不上。

Kelley在书里点了几个真正的瓶颈，都是做过生产的人才会懂的痛：

第一个是层析柱的产能。Protein A树脂的动态载量现在主流是50-60g/L，好一点的能到80g/L。但上游滴度年年涨，柱子体积就得年年加大。20000L生物反应器出来的料液，抓一次Protein A要用多大的柱子？算过的人都知道那个数字有多吓人。

第二个是缓冲液和储罐。下游用的缓冲液体积是上游料液体积的5-10倍。一个20000L的批次，缓冲液储罐就要几百立方。厂区里光放罐子就占了一大半地方。

第三个是UF/DF的膜面积。浓缩到高浓度制剂的时候，膜面积不够就是过不去。而且高浓度抗体溶液粘度大，膜堵得快，收率掉得心疼。

所以Kelley说，大规模生产的时候，不是哪一个单元操作不够好，是整个下游的物料平衡都在被上游推着走。

这也是为什么连续层析（Countercurrent Chromatography）这几年这么火——本质上就是用更小的柱体积，通过多柱串联和连续上样，把单位体积树脂的产能拉上去。后面第十三、十四章专门讲这个，我后面会单独聊。

四、未来5年，哪些技术会真正落地

这一章最后一部分讲未来机遇，我把里面可能真的落地和还在画饼的分开说。

大概率会落地的：

1.更高载量的Protein A树脂。现在50-60g/L，未来5年做到100g/L是大概率事件。树脂厂商已经在往这个方向走了，选择性和配基稳定性都在改进。

2.可重复使用的病毒过滤器。现在纳米病毒过滤器是一次性的，用一次就扔。如果能做到sanitize之后重复用个三五次，成本能砍一大块。这个技术已经在早期验证了。

3.两柱工艺的普及。刚才说过了，这个趋势已经很明确，不需要再论证。

4.PAT过程分析技术。实时监测柱效、载量、流穿，不用等离线检测结果再决定下一步。这个跟QbD是配套的，监管那边也在推。

还在争议、短期难落地的：

1.多产品共用ProteinA柱。理论上很美好——一根柱子做不同的抗体，树脂利用率拉满。但实际上交叉污染的风险怎么控？不同分子的清洗验证怎么做？这个话题在行业里争论好多年了，目前还没有共识。

2.全连续制造。从上游灌注到下游连续层析，理想状态下是一个完全连续的生物制造工厂。但Kelley自己也说了，现在只有少数几个产品做到了部分连续，全连续离真正的商业化还有距离。

做纯化这行有个好处：技术迭代虽然慢，但每一步都很实在。

平台工艺用了二十年，把单抗从奢侈品做成了大众药。现在平台工艺本身已经接近天花板了，下一个十年的突破口在哪里？

我的判断是三个方向：工艺简化（两柱化）、效率提升（连续层析+高载量介质）、复杂分子适配（双抗、ADC的新流程）。

Kelley在这一章的结尾写了一段话，我觉得很有感触：单抗现在已经从最贵的生物药变成了最经济的生物药，甚至未来可能出现产能过剩。这对做纯化的人来说，意味着我们的工作重点要从怎么做出一个产品，转向怎么用更低的成本、更高的效率，做出一样好的产品。

这个转变，已经开始了。

本文基于《Process Scale Purification of Antibodies》第三版第一章（Brian Kelley 著）提炼解读，结合行业实践整理。

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