(57)【要約】【構成】本発明は、細胞および/または細胞生成物の生成システムおよび生成方法を提供するものである。本発明システムは細胞を培養する少なくとも一つのバイオリアクターを有する少なくとも一つの細胞培養ユニット、この細胞培養ユニットに少なくとも流体接続し、細胞成長パラメーターを制御する少なくとも一つの操作制御ユニット、および培養ユニットに流体接続し、周囲空気を処理する少なくとも一つの空気処理ユニットを有する。本発明システムは、自律的であることを特徴とし、さらにバイオリアクターの総容量が１０００Ｌ以下であることを特徴とする。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
総容量が１０００Ｌ以下の、細胞を培養する少なくとも一つのバイオリアクターを有する少なくとも一つの細胞培養ユニット、
この細胞培養ユニットに少なくとも流体接続し、細胞成長パラメーターを制御する少なくとも一つの操作制御ユニット、および
前記細胞培養ユニットに流体接続し、周囲空気を処理する少なくとも一つの空気処理ユニットを有し、
前記空気処理ユニットが殺菌された空気を層流として前記細胞培養ユニットに供給する少なくとも一つの殺菌手段を有することを特徴とする細胞および/または細胞生成物の製造システム。
【請求項２】
前記バイオリアクターの総容量が９００Ｌ以下、好ましくは８００Ｌ以下、より好ましくは７００Ｌ以下、さらにより好ましくは４５０Ｌ以下、さらにより好ましくは３００Ｌ以下、さらにより好ましくは２５０Ｌ以下、最適には２００Ｌ以下である請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記バイオリアクターの総容量が少なくとも１．５Ｌ、好ましくは少なくとも３Ｌ、より好ましくは少なくとも１０Ｌ、さらにより好ましくは少なくとも３０Ｌ、最適には少なくとも５０Ｌ、より最適には少なくとも６０Ｌである請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記操作制御ユニットが前記バイオリアクターに動作を与える少なくとも一つの動作手段を有し、この動作手段が前記バイオリアクターに機械的および／または磁気的に接続され、左右動作、上下動作、前記バイオリアクターの水平軸にそった回動、前記バイオリアクターの垂直軸にそった回動、前記バイオリアクターの傾斜水平軸にそった搖動やこれら動作を組み合わせた動作から選択される動作を行う請求項１〜３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記操作制御ユニットが前記バイオリアクターに、かつ培地レザーバーに接続され、前記バイオリアクターに培地を供給する少なくとも一つの供給手段を有し、この培地レザーバーを前記システムの外部に設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記操作制御ユニットが、複数の細胞培養パラメーターを測定する少なくとも一つの測定手段を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記操作制御ユニットが、前記バイオリアクターに流体接続した少なくとも一つの気体生成手段を有し、この気体生成手段が少なくとも２種類の異なる気体を混合する少なくとも一つの気体混合装置を有する請求項１〜６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記細胞培養ユニット内部に所定の温度を一定に維持する請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記細胞培養ユニット内部に所定の圧力を一定に維持する請求項１〜８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記バイオリアクターがマイクロ線維、中空フィルター、タンジェンシャルフローフィルター、セトラーやこれらの組み合わせからなる系列から選択される少なくとも一つの細胞取り込みシステムを有する請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記細胞取り込みシステムが、前記バイオリアクター１Ｌにつき少なくとも１０００ｍ２、好ましく少なくとも１００ｍ２、より好ましくは少なくとも１０ｍ２の細胞成長表面を与える請求項１〜１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
適宜、前記細胞培養ユニットに流体接続した少なくとも一つの下流側ユニットを有し、この下流側ユニットが少なくとも一つのろ過手段、少なくとも一つの収穫手段、少なくとも一つの透析手段、少なくとも一つのバイオ分子精製手段および少なくとも一つのタンパク質濃縮ユニット、あるいはこれらの手段を組み合わせたものからなる群から選択するプラグ接続可能な手段を有する請求項１〜１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
さらに、電気機械的に前記システムに接続され、機能を制御および/またはモニターする少なくとも一つのプログラム可能な制御装置を有する請求項１〜１２のいずれか１項のシステム。
【請求項１４】
携帯可能で清潔なルームに好適な単独の携帯可能なチャンバー内で実施する請求項１〜１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
細胞および／または細胞生成物の統合的かつ自動的な製造方法において
（ａ）培地レザーバーに流体接続し、細胞培養ユニットに設けられた少なくとも一つのバイオリアクターで細胞を培養する工程、
（ｂ）少なくとも２種類の気体の混合物をバイオリアクターに供給する工程、および
（ｃ）前記細胞培養ユニットに殺菌された周囲空気を供給し、殺菌された空気は細胞培養ユニットへ流体接続する殺菌ユニットによって層流として送られる工程、を有し、
前記バイオリアクターの総容量が１０００Ｌ以下であることを特徴とする前記製造方法。
【請求項１６】
前記バイオリアクターの総容量が９００Ｌ以下、好ましくは８００Ｌ以下、より好ましく７００Ｌ以下、さらにより好ましくは４５０Ｌ以下、最適には３００Ｌ以下、より最適には２５０Ｌ以下、さらにより最適には２００Ｌ以下である請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記バイオリアクターの総容量が少なくとも１．５Ｌ、好ましくは少なくとも３Ｌ、より好ましくは少なくとも１０Ｌ、さらにより好ましくは少なくとも３０Ｌ、最適には少なくとも５０Ｌ、より最適には少なくとも６０Ｌである請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
細胞培養時、前記バイオリアクターに動作を与え、この動作を左右動作、上下動作、前記バイオリアクターの水平軸にそった回動、前記バイオリアクターの垂直軸にそった回動、前記バイオリアクターの傾斜水平軸にそった搖動やこれら動作を組み合わせた動作から選択する請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記細胞培養ユニット内部に所定の温度を一定に維持する請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記細胞培養ユニット内部に所定の圧力を一定に維持する請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
さらに、細胞数密度が少なくとも５千万/ｍｌにおいて前記バイオリアクターを下流側ユニットおよび/または成長細胞に流体接続する工程を有する請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記下流側ユニットが、前記バイオリアクターから連続モードで補給された培地を受け取り、前記補給された培地が培地および/または培養された細胞および/またはタンパク質、ペプチド類および/または細胞膜などの細胞溶解から誘導された任意の他の細胞バイオ分子を有する培養生成物を有する請求項１５〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記下流側ユニットが、前記バイオリアクターから補給された培地を１０００ｍｌ/分以下の量で受け取る請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記下流側ユニットが受け取った補給された培地が、ろ過、収穫、透析、バイオ分子精製およびタンパク質濃縮またはこれらを任意に組み合わせたものからなる群れから選択した少なくとも一つの処理を受ける請求項１５〜２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
プログラム可能な制御装置によって完全制御する請求項１５〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウイルス、タンパク質またはペプチド類などの細胞および／または細胞生成物の製造方法および製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
臨床診断や治療におけるウイルス、タンパク質およびペプチド類などの細胞および細胞生成物の使用量が増加するのに従って、効率が高く、迅速かつ無菌状態での製造方法および精製方法が求められている。
【０００３】
細胞や細胞系生成物を製造する従来のアプローチやツールの場合、手作業が多く、いずれも技量のある専門家が行う場合でも様々な作業を行う。少量の細胞分泌生成物は異なる方法で製造されている。Ｔフラスコ、ローラーボトル、攪拌機付きボトルや細胞バッグは、細胞成長や細胞生成に適合する環境を作り出すインキュベーター（ｉｎｃｕｂａｔｏｒｓ）や温室を使用する手作業的な方法である。これら方法の場合、作業量がきわめて多く、間違いが起こりやすく、また大規模な生産が難しい。
【０００４】
細胞および／または細胞分泌生成物の場合、古典的な攪拌機付きタンク式バイオリアクター、あるいは“専用”のバイオリアクター（ファイバー、マイクロファイバー、中空ファイバー、セラミックマトリックス、流動床、固定床など）を使用して製造できる。現在利用できるシステムは本質的に一般的な用途を対象としているため、組立、充てん、フラッシュ、イノキュレート、操作稼動（ｒｕｎ）、収穫（ｈａｒｖｅｓｔ）、排出（ｕｎｌｏａｄ）は熟練作業員がかなり時間をかけて行う必要がある。
【０００５】
従来のシステムおよび技術では、大規模構成を使用し、細胞培養を容量が例えば１００００リットル（Ｌ）のバッチ式バイオリアクターで行う。従来の、このような大規模構成のシステムは普通の実験室に設置するには適当でない。さらに、従来の大規模構成のシステムの場合、例えばバイオリアクターに気体および／または培地を供給する専用のラインなどの専用の操作装置および専用の設備が必要である。実際、培養期間後に、バッチの細胞および／または細胞生成物は約８時間以内に回収される。これによって、１００００リットル（L）の懸濁液を精製し、透析ろ過によって培地を交換し（細胞培地を緩衝培地によって交換）、クロマトグラフィーによって化合物を分離するか、生成する。次に、ろ過を行うこともある。
【０００６】
従来技術の問題点は、大型のフィルターを使用することであり、大容量の緩衝培地を使用することであり、またかなりの容量の精製水を使用することである。これは、精製水の製造および精製水の貯蔵にかなりのコストがかかることを意味する。別な大きな問題は、８時間の制限時間内における細胞培地の交換に十分効率の高い透析ろ過を得るために大規模構成システムにとっては本質的に重要なステップである精製ステップで収量ロスが発生することである。
【０００７】
従来技術の別な問題点は、必要な装備やスペースだけでなく、目的の細胞および／または細胞生成物を得るために必要な材料の点においても大きな投資が必要なことである。加えて、必要なエネルギー入力が必要な予算に大きな影響を与える。必要な巨額投資額が米国や欧州だけでなく、開発途上国においても開発に制限を加えている。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、上記問題点および不利な点の少なくとも一部を解消できる、細胞および／または細胞生成物の製造方法および製造システムを提供することである。また、本発明の一つの具体的な目的は、細胞および／または細胞生成物の自動的かつ統合的な製造方法および製造システムを提供することであり、本発明の別な具体的な目的は、細胞および／または細胞生成物の構成規模が小さく、かつ自律的な製造システムを提供することである。
【０００９】
本発明の第１態様は、細胞および／または細胞生成物の製造システムである。このシステムは、細胞を培養する少なくとも一つのバイオリアクターを備えた少なくとも一つの細胞培養ユニット、この細胞培養ユニットに少なくとも流体接続した、細胞成長パラメーターを制御する少なくとも一つの操作制御ユニット（ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）、および細胞培養ユニットに流体接続した、周囲の空気を処理する少なくとも一つの空気処理ユニットを有する。本システムは自律的であり、バイオリアクターの総容量は最大で１０００Ｌないし１０００Ｌ以下である。
【００１０】
好適な実施態様の場合、本システムは細胞培養ユニットに流体接続した、少なくとも一つの下流側ユニット（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ  ｕｎｉｔ）を有し、この下流側ユニットは少なくとも一つのろ過手段、少なくとも一つの収穫手段、少なくとも一つの透析手段、少なくとも一つのバイオ分子精製手段、および少なくとも一つのタンパク質濃縮ユニットまたはそれらの組み合わせからなる群から選択するプラグ接続可能な（ｐｌｕｇｇａｂｌｅ）手段を有する。
【００１１】
本発明の第２態様は、細胞および／または細胞生成物の統合的かつ自動的な製造方法を提供するものである。この方法の場合、培地レザーバーに流体接続し、細胞培養ユニットに設けられた少なくとも一つのバイオリアクターで細胞を培養する工程、少なくとも２種類の気体の混合物をバイオリアクターに供給する工程、および細胞培養ユニットに殺菌された周囲空気を供給する工程を有し、バイオリアクターの総容量が最大で１０００Ｌないし１０００Ｌ以下である。
【００１２】
本発明のシステムおよび／または方法の場合、大型のバイオリアクターなどの大型の装置類を多数使用する必要はない。システムに規模の小さい構成を使用し、小型のバイオリアクターを使用するからである。別な利点は、システムの自律性にある。本システムは、外部培地の細胞培養レザーバーに接続するだけでよい。気体ラインなどの他の専用の配管類や接続部は必要ない。このため、システムの据え付けが簡単になり、システムに対してプラグのみが必要な普通の実験室に据え付け、使用できる。据え付けコストをかなり低く抑えることができる。
【００１３】
その上本発明方法およびシステムの場合、手作業が不要であるため、汚染リスクをかなり低減できる。さらに、本発明の自律的なシステムは、空気処理ユニットがあるため、生物安定性が高い状態で全プロセスを実施できる。
【００１４】
また、本発明システムおよび方法の場合、従来システムおよび方法と比較してかなり小型の装置を使用して細胞および／または細胞生成物を迅速に製造できる。さらに、従来方法およびシステムと比較して細胞および／または細胞生成物の収率が高く、最終生成物のコストを下げることができる作用効果もある。本発明はコストの低い、完全自動化かつ統合化システムを提供でき、従来の大規模構成システムよりもコストが少なくとも５〜６倍低くなる。このため、最終的に投資コストおよび製造コストが低くなり、これも相当な作用効果である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明システムの一実施態様を示す図である。
【図２】ろ過手段および生成手段を備えた下流側ユニットに細胞培養ユニットを接続した本発明システムの一実施態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、細胞および／または細胞生成物やウイルス、タンパク質やペプチド類などのバイオ分子の製造方法、製造装置および製造システムに関する。具体的には、本発明は実験室で実施可能な小型のシステムを提供することを目的とする。このシステムおよび方法は、原料入力および生成物出力に関して最適な効率を実現できる。本発明は、細胞および／またはバイオ分子を製造するための完全統合化、かつ完全自動化方法およびシステムを提供することを目的とする。“タンパク質またはペプチド類”および“細胞および／またはバイオ分子”とは、抗体および抗原を指すものとする。
【００１７】
特に断らない限り、技術用語および科学用語を始めとする、本明細書で使用するすべての用語は、本発明が属する分野に当業者が慣例に従って理解している意味を有する。ねんのために、本発明の理解を促す用語の定義を記載する。
以下に、用語の意味を記載する。
【００１８】
特に断らない限り、本明細書で使用する単数表現（“Ａ”、“ａｎ”および“ｔｈｅ”）は単数表現および複数表現の両者を含意する。例えば、“一つの区画部分（ａ  ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）”は２つ以上の区画部分を意味する。
【００１９】
本明細書では、パラメーター、量、時間などの測定可能な値の前の“約（ａｂｏｕｔ）”は具体的に示した数値から±２０％以下、好ましくは±１０％以下、より好ましくは±５％以下、より好ましくは±１％以下、さらにより好ましくは±０．１％以下の変動を含むことを意味する。このような変動は本発明の実施制限がないのである。なお、修飾語“約（ａｂｏｕｔ）”のついた数値はそれ自体が具体的な数値である。
【００２０】
また、本明細書で使用する“からなる（“ｃｏｍｐｒｉｓｅ”“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”“ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ”、“ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ  ｏｆ”）”は、“有する（“ｉｎｃｌｕｄｅ”、“ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ”、“ｉｎｃｌｕｄｅｓ“）” “もつ（“ｃｏｎｔａｉｎ”、“ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ”、“ｃｏｎｔａｉｎｓ”）”と同義語であり、それに続くもの、例えば構成部分の存在を表す包括的な、またはいろいろな解釈が可能な用語であり、公知であり、かつ本明細書で使用する付加的な記載のない構成部分、特徴、要素、部材、工程の存在を排除するものではない。
【００２１】
本明細書で使用する終点で区切った数値範囲は、この範囲に含まれ、かつ終点で区切られたるすべての数や分数を包含するものである。
【００２２】
本明細書において使用する“重量％”は、特に断らない限り、組成物の全重量に基づく相対的な成分の相対重量を指す。
以下、添付図面を参照して、本発明のシステムおよび方法を説明する。
【００２３】
本発明の第１態様は、細胞および／または細胞生成物の製造システムであって、
このシステムに固定してもよく、あるいは着脱自在に取り付けてもよい、細胞を培養する少なくとも一つのバイオリアクター２を有する少なくとも一つの細胞培養ユニット１、
細胞培養ユニット１に少なくとも流体接続する、細胞成長パラメーターを制御する少なくとも一つの操作制御ユニット３、および
細胞培養ユニット１に流体接続した、周囲空気を処理する少なくとも一つの空気処理ユニット８を有する製造システムである（図１）。細胞培養ユニット１および操作制御ユニット３は少なくとも一つの共通壁２１を有し、細胞培養ユニット１および空気処理ユニット８も少なくとも一つの共通壁（図１の２０）を有する。
【００２４】
本発明システムは自律的であることを、またバイオリアクターの全容量が１０００Ｌ以下であることを特徴とする。ここでバイオリアクターの全容量とは、バイオリアクターに導入でき、バイオリアクターを完全に充填できる液体の全容量を指す。また、自律的とはシステムに、気体供給を目的とする外部接続、システム殺菌を対象とする外部接続、および／またはバイオリアクター中の培地からサンプルを取り出すための外部接続がないことを指す。
【００２５】
酸素および／または空気および／またはＣＯ２の外部源への接続がないため、本システムは自律的であるが、機能を最適化するために電源供給が必要である。これは、酸素および／または空気および／またはＣＯ２の外部源への接続するために重量のある設備および／または配管類が必要ないことを意味する。従って、本システムは搬送が容易で、少なくとも電源が与えられている任意の室内で実行可能である。
【００２６】
好適な実施態様では、バイオリアクターの総容量は９８０Ｌ以下、９６０Ｌ以下、９４０Ｌ以下、９２０Ｌ以下、９００Ｌ以下、８８０Ｌ以下、８６０Ｌ以下、８４０Ｌ以下、８２０Ｌ以下、８００Ｌ以下、７８０Ｌ以下、７６０Ｌ以下、７４０Ｌ以下、７２０Ｌ以下、７００Ｌ以下、６８０Ｌ以下、６６０Ｌ以下、６４０Ｌ以下、６２０Ｌ以下、６００Ｌ以下、５８０Ｌ以下、５６０Ｌ以下、５４０Ｌ以下、５２０Ｌ以下、５００Ｌ以下、４９０Ｌ以下、４８０Ｌ以下、４５０Ｌ以下、４２０Ｌ以下、４００Ｌ以下、３８０Ｌ以下、３５０Ｌ以下、３４０Ｌ以下、３３０Ｌ以下、３２０Ｌ以下、３１０Ｌ以下、３００Ｌ以下、２９０Ｌ以下、２８０Ｌ以下、２７０Ｌ以下、２６０Ｌ以下、２５０Ｌ以下、２４０Ｌ以下、２３０Ｌ以下、２２０Ｌ以下、２１０Ｌ以下、２００Ｌ以下、１９０Ｌ以下、１８０Ｌ以下、１７０Ｌ以下、１６０Ｌ以下、１５０Ｌ以下、１４０Ｌ以下、１３０Ｌ以下、１２０Ｌ、あるいは１００Ｌ以下であり、これら数値間にある任意数値であってもよい。
【００２７】
また、好適な実施態様では、バイオリアクターの総容量は少なくとも０．５Ｌ、好ましくは少なくとも１．５Ｌ、好ましくは少なくとも３Ｌ、より好ましくは少なくとも５Ｌ、より好ましくは少なくとも１０Ｌ、最適には少なくとも２０Ｌ、より最適には少なくとも３０Ｌであり、またバイオリアクターの総容量は少なくとも４０Ｌ、少なくとも５０Ｌ、少なくとも６０Ｌ、少なくとも７０Ｌ、少なくとも８０Ｌ、少なくとも９０Ｌが好ましく、これら数値間にある任意数値であってもよい。バイオリアクターの総容量およびバイオリアクターそれ自体は、細胞培養に使用されている従来のバイオリアクターよりも小さい。これは、システムに必要なスペースや使いやすさにおいて有利である。
【００２８】
本発明の細胞培養ユニットは、密閉された自給自足的な環境で細胞および細胞誘導生成物を製造できるものである。このユニットは、専門家の介入を最小限に抑えた状態で細胞および／または細胞生成物を培養する少なくとも一つのバイオリアクターを有し、このバイオリアクターについては、システムに固定してもよく、あるいは着脱自在にシステムに取り付けてもよい。
【００２９】
好適な実施態様では、操作制御ユニット３はバイオリアクター２を動作させる少なくとも一つの動作手段５を有し、この動作手段５はバイオリアクター２に機械的および／または磁気的に接続し、左右動作、上下動作、バイオリアクターの水平軸にそった回動、バイオリアクターの垂直軸にそった回動、バイオリアクターの傾斜した又は傾いた水平軸（ｔｉｌｔｅｄ  ｏｒ  ｉｎｃｌｉｎｅｄ  ｈｏｌｉｚｏｎｔａｌ  ａｘｉｓ）にそった搖動やこれら動作を組み合わせた動作から選択される動作を行う。これら動作については、連続モードまたは断続モードで行うことができる。好ましくは、回動できるように、細胞培養ユニット１および操作制御ユニット３に対して共通な壁部２１にバイオリアクターを取り付ける（図１）。
【００３０】
細胞成長を最適化するために、成長相時に酸素が必要である。このために、バイオリアクターに動作（ｍｏｔｉｏｎｉｎｇ：運動）を与え、従来システムおよび方法よりも少なくとも１０倍酸素転移を強くし、当該バイオリアクター内に気体平衡状態を確保し、このガス平衡状態でバイオリアクターを操作する。これによって、細胞が増殖し、バイオ分子生成に対してポジティブな影響を与える。従って、センサー類を使用しないバイオリアクター内で培養を継続でき、バイオリアクターの設置が簡単になり、従来のバイオリアクターおよび方法と比較して、より直接的で簡単な方法を実現できる。さらに、センサー類のないバイオリアクターを使用すると、汚染のリスクがかなり小さくなる。加えて、センサー類の故障が問題でなくなり、センサー故障のために従来システムにおいて必要になる修理が不要になり、操作コストおよび人件費を大きく節約できる。
【００３１】
また、バイオリアクターに動作を与えると、細胞収穫量が向上する。実際、ファイバーバイオリアクターやマイクロファイバーバイオリアクターなどの担体含有バイオリアクターから細胞を収穫することは困難である。一般に、細胞は粘着性があり、それ自体が担体に付着するか、他の細胞に付着して、集団を形成する。バイオリアクターに動作を与えると、強制的に細胞を遊離でき、化学的な、あるいは酵素作用をもつ放出添加剤を使用することなく、高い生菌率で細胞収穫率を実現できる。このバイオリアクターの外側は剛性を有していてもよく、あるいは非剛性であってもよい。外側が剛性をもつと、バイオリアクター筐体を可撓化でき、マイクロファイバーを動かすことができる。この動きによって、バイオリアクターマトリックスの内部に付着している細胞の放出を促進できる。
【００３２】
好適な実施態様では、操作制御ユニット３は、バイオリアクター２に接続され、かつ培地レザーバー１６に接続され、バイオリアクター２に培地を供給する少なくとも一つの供給手段７、９を有する（図１）。この培地レザーバー１６については、システムの外部に設け、レザーバー１６の移動を容易にする車輪１７を付設することができる。培地レザーバー１６は、通気のために殺菌フィルター１８に接続することができる。この培地レザーバー１６に少なくとも一つの加熱手段および／または冷却手段を設けて、培地を所望温度でバイオリアクター２に供給することが可能である。
【００３３】
操作制御ユニット３については、細胞成長に必要な他の要素をバイオリアクター２に設ける２つ以上の供給手段を有するのが好ましい。これら要素については、少なくとも一つの外部レザーバーに収容し、添加剤、細胞、ｐＨ調節溶液やこれらの組み合わせから選択する。この操作制御ユニットは、２、３、４、５かそれ以上の供給手段を有する。
【００３４】
供給手段７、９としては蠕動ポンプ（ｐｅｒｉｓｔａｌｔｉｃ  ｐｕｍｐ）が使用でき、モーターおよびここではポンプヘッドとよぶポンプ自体を操作制御ユニット３内に設ける。モーターおよびポンプヘッドの両者は、細胞培養ユニット１内に設けることも可能である。ポンプモーター７については、操作制御ユニット３に設け、一方ポンプヘッド９については、細胞培養ユニット１に設けるのが好ましい（図１）。このように構成すると、細胞培養ユニット内にスペースを確保することができ、ポンプの可動部を細胞培養ユニット内に設けることを避けることができ、粒子の存在を最小限に抑えることができる。
【００３５】
ポンプを細胞培養ユニット１内に設けると、このポンプとバイオリアクター２との間にパイプまたは管１３を設けることができ、これらを相互に流体接続することができる。なお、供給手段７、９については、当業者に公知な少なくとも一つの管２２またはこれと等価な手段によって培地レザーバーに流体接続する。このように構成すると、バイオリアクター２に培地を供給できる（図１）。この場合、ポンプとバイオリアクター２との間に設けるパイプまたは管１３は、供給手段７、９を培地レザーバーに流体接続する管２２と同じである（図１）。供給手段７、９については、当業者に公知な少なくとも一つの注入パイプ１５またはこれと等価な手段によってバイオリアクター２に流体接続することも可能である。
【００３６】
培地については、バイオリアクターに移す前に２５℃〜３７℃の温度に予熱し、および／または混合することが好ましい。こうすると、成長にネガティブな影響を与える新しい培地との接触時に細胞が低温ショックを受けることがなくなるだけでなく、培地中のすべての栄養素が混合され、必要な量で存在することになる。これらの予熱および／または混合については、少なくとも一つの加熱手段および／または冷却手段および少なくとも一つの混合手段（図示省略）を使用して培地レザーバー１６中で行う。混合手段については、レザーバー１６の内部に、あるいは外部に設けてもよい。加熱手段および／または冷却手段については、レザーバー１６とバイオリアクター２との間に設けることができる。培地は、塩類、アミノ酸、ビタミン類および一つかそれ以上のタンパク質成長因子からなる成分がはっきりしている混合物からなる液体であればよい。培地は、栄養素を細胞に供給する作用を行う。逆に言えば、培地は代謝廃棄物の毒性のある蓄積を排除または防止する作用を行う。
【００３７】
好適な実施態様では、操作制御ユニット３は、複数の細胞培養パラメーターを測定する少なくとも一つの測定手段６を有する。制限するものではないが、当該パラメーターは酸素レベル、ｐＨ、温度および細胞バイオマスから選択する。測定手段については、当業者に公知な少なくとも一つの発信装置および／または少なくとも一つのセンサーまたは他の手段を有することが好ましい。これらセンサーは光学的センサー、光系センサー、無線周波数系やＷｉＦｉ系センサー、あるいは当業者に公知な他のセンサーであればよい。バイオリアクターやシステムの他の要素に対して物理的な接続が必要ないセンサーを使用するのが好ましい。
【００３８】
バイオリアクター自体に、センサーがないのが好ましい。これらセンサーについては、バイオリアクターの外側に設けることができる。このため、バイオリアクターの設置が簡単なり、複雑さも低減できるだけでなく、従来のバイオリアクターや方法に比べて直接的になり、また簡単になる。さらに、センサーのないバイオリアクターを使用すると、汚染のリスクが減少する。別な好適な実施態様では、バイオリアクターに上記のパラメーターのうち少なくとも一つを測定する少なくとも一つのセンサーを設けることができる。
【００３９】
好適な実施態様では、操作制御ユニット３は、バイオリアクター２に流体接続する少なくとも一つの気体発生手段４を有し、この気体発生手段４は少なくとも２種類の異なる気体を混合する少なくとも一つの気体混合装置（図示省略）を有する（図１）。さらに、気体発生手段４は酸素（Ｏ２）を発生する少なくとも一つの酸素発生手段（図示省略）を有する。このＯ２については、例えば酸素濃縮装置を使用して空気から濃縮によって発生するのが好ましい。Ｏ２の発生については、気体発生手段４内のゼオライトを使用して行えばよい。気体発生手段４はさらにＣＯ２を発生する少なくとも一つのＣＯ２発生手段（図示省略）を有し、このＣＯ２発生手段は使い捨て式のアルミ缶や当業者に公知な他の手段であればよい。ＣＯ２の発生については低圧で行うのが好ましい。気体発生手段４については、システムの外側環境から直接空気をポンプで取り込む空気ポンプ手段を設けるのが好ましい。この空気ポンプ手段は外部環境や、実験室雰囲気などの雰囲気に一端を接続した少なくとも一つのパイプで構成すればよい。例えば、システムを実験室に設置する場合には、気体発生手段４がこの実験室から空気をポンプで取り込めばよい。細胞培養ユニット１には、細胞培養ユニットそれ自体から直接空気をポンプで取り込む手段も設ける。
【００４０】
気体発生手段４については、少なくとも一つの酸素（Ｏ２）発生手段、少なくとも一つの空気発生手段、少なくとも一つのＣＯ２管理手段および少なくとも一つの気体混合装置を有するのが好ましい。気体混合装置は所定比率で異なる気体を混合する。気体発生手段については、バイオリアクターに供給する前に気体をろ過する少なくとも一つの殺菌したフィルターへ接続するのが好ましい。
【００４１】
好ましい実施態様では、気体混合装置は、気体発生手段４が発生する気体（少なくともＯ２およびＣＯ２）を混合して、予混合気体を得る。得られた予混合気体は、一本の気体供給ライン１２を使用してバイオリアクター２に供給する。これによって、システムの構成をさらに簡略化できる。
【００４２】
純酸素や酸素を含有する気体状混合物などの気体については、均等にバイオリアクターの導入口に供給する。酸素は、哺乳動物細胞の正常な成長にとって必須の要件である。好ましくは、これら気体または気体状混合物を加圧状態で供給する。一つの実施態様では、３００μＭ（１６０ｍｍＨｇ分圧）以下の、好ましくは２００μＭ以下の、より好適には２０〜１５０μＭの溶存酸素濃度に細胞を暴露することになる。
【００４３】
好適な実施態様では、気体または気体状混合物および培地は、バイオリアクターに供給する前に混合することになる。従って、気体または気体状混合物と培地の混合物を一本の供給ライン（図１の１５）を介して送ることになる。これは、酸素濃度が最適化された細胞培地を細胞に直接供給できる点で有利である。さらに好ましい実施態様では、上記気体または気体状混合物として空気または酸素を選択する。空気を使用するのが好ましい。空気はほぼ７８％の窒素、ほぼ２１％の酸素、アルゴンおよび二酸化炭素からなる気体状混合物と見なすことができる。純酸素や酸素富化雰囲気の代わりに空気を送り込むと、本発明方法を利用するシステムの場合、酸素濃度の高い供給ユニットを使用せずに済むので、火事や爆発の恐れがなくなる。本発明システムの場合、固有なＯ２発生手段が設けられているため、これらのリスクを最小限に抑えることができるだけでなく、場合によってはゼロにすることが可能である。
【００４４】
酸素の（細胞培地などの）水性媒体における費消速度に対する可溶性が低いため、酸素の供給速度が細胞成長の制限要因になる。一般に、発酵槽やバイオリアクターにおける酸素移動速度（ＯＴＲ）は次式によって記述できる。
ＯＴＲ＝ＫＬａ（Ｃｇａｓ−Ｃｌｉｑ）
式中  ＯＴＲ＝酸素移動速度（単位：μｍｏｌＯ２ｌ−１ｈ−１
ＫＬａ＝酸素移動係数（単位：ｈ−１）
Ｃｇａｓ＝気相Ｏ２（平衡）濃度（単位：μＭ）
Ｃｌｉｑ＝液相Ｏ２濃度（単位：μＭ）
【００４５】
本発明方法における酸素移動係数（ＫＬａ）については、好ましくは少なくとも２０ｈ−１、より好ましくは少なくとも３０ｈ−１、さらに好ましくは少なくとも３５ｈ−１である。また、この酸素移動係数は１００ｈ−１以下、好ましくは５０ｈ−１以下、より好ましくは４０ｈ−１である。
【００４６】
酸素移動係数が高く、従ってＯＴＲが高いため、細胞成長/健全性に、従って目的生成物の収率にポジティブな影響が出る。本発明者の知見によれば、上記のような酸素移動係数は、かなり少量の細胞種培養（ｃｅｌｌ  ｓｔａｒｔｅｒ  ｃｕｌｔｕｒｅ）を利用した場合でも、生成物収率の点で特に有利である。
【００４７】
好適な実施態様では、気体供給ラインは培地供給ラインとは異なる。気体供給ラインについては、図１に示す培地供給ラインと同じでもよい。図１では、培地供給ライン１３および気体供給ライン１２が同じ導入パイプ１５に培地および気体を供給し、培地と気体を混合することになる。これによって、汚染リスクが最小になり、細胞培養ユニットとバイオリアクターシステムとの接続および断接が容易になり、例えばリアクターを交換する必要がある場合に分離が簡単になる。
【００４８】
好適な実施態様では、操作制御ユニット３および/または細胞培養ユニット１は少なくとも一つの殺菌したフィルター２３を有する。このフィルターは、図１に示すように好ましくは気体供給ライン１２において、気体発生手段４およびバイオリアクターに流体接続する。これによって、気体供給ライン１２に流れる気体状混合物がこの殺菌したフィルターを通過する。
【００４９】
好適な実施態様では、空気処理ユニット８は、殺菌した空気を細胞培養ユニットに供給する少なくとも一つの殺菌手段を有する。この殺菌した空気については、（図１に矢印ａで示すように）層流として細胞培養ユニット１に送るのが好ましい。このような殺菌手段としては、加熱式、通気式かつ空調式のシステム（ＨＶＡＣシステム）を使用することができる。この殺菌システムの場合、通常層流フード中で行われる複数の操作に対して殺菌した接続を可能にする。制限するわけではないが、このような操作には、細胞の播種、ウイルス感染、培地および／または添加剤の供給および培地サンプリングがある。この培地には、バイオリアクターから成長した細胞および/またはバイオ分子を補給することができる。空気処理ユニットの殺菌手段は、少なくとも一つの高効率粒子捕獲（ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ａｒｒｅｓｔａｎｃｅ−ＨＥＰＡ）フィルターで構成することができる。
【００５０】
通常のインキュベーターを使用して、バイオリアクターをある場所から別な場所に操作および/または移動し、無菌操作または工程を行う。本発明システムおよび/または本方法を使用して、無菌環境を作り出し、これによってバイオリアクター自体を操作または変位させることなく、細胞培養時その場で無菌操作または工程を行うことができる。これによって、操作リスクおよび/または汚染リスクを大幅に抑制でき、さらに培養プロセスを促進できる。
【００５１】
補給された培地とは、培地および/または培養された細胞および/またはそれらの生成物を有するバイオリアクターの上澄み液を指す。バイオリアクターの上澄み液には、細胞および/または細胞生成物は存在しないこともある。また、細胞生成物とは、細胞が生成するタンパク質やペプチド類などのバイオ分子および/または細胞膜などの細胞溶解から誘導されるその他の細胞バイオ分子を指す。
【００５２】
好適な実施態様では、本発明システムはさらに少なくとも一つのプログラム可能な制御装置を有し、この制御装置は、システムに電気化学的に接続され、その機能を制御および/またはモニターする。このプログラム可能な制御装置は、システムの異なるユニットに指示を出すアルゴリズムを備え、細胞および/または細胞生成の機能を確保する。オペレーターは、タッチスクリーンインターフェースなどのユーザーインターフェースを介して培養プロセスを開始する。このインターフェースは、システム自体に、あるいはシステムから距離を置いた位置に設けることができる。
【００５３】
好適な実施態様では、細胞培養ユニット１内に所定温度を一定に維持する。この所定温度は約３７℃である。細胞培養ユニット内に所定圧力を一定に維持することが好ましい。細胞培養ユニット１は層流フードと同様に作用し、空気をサンプリングし、粒子を計数し、バイオ負荷（ｂｉｏｂｕｒｄｅｎ）を評価する。細胞培養ユニットは、図１に矢印ｂで示すように、システムの外部環境から空気を回収できる。上記の一定の圧力によって、ウイルスなどのバイオセーフティーレベル２の微生物を操作できる。
【００５４】
本発明方法および/または本発明システムで使用するバイオリアクターは任意の型式のバイオリアクターであればよく、使用するバイオリアクター１リットルについて培養表面は少なくとも０．５ｍ２が好ましい。このバイオリアクターについては、灌流式のバイオリアクターが好ましい。バイオリアクターは少なくとも一つの細胞取り込みシステム（ｃｅｌｌｓ  ｅｎｔｒａｐｍｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ）、あるいはファイバー、マイクロファイバー、中空マイクロファイバー、タンジェンシャルフローフィルター（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ  ｆｌｏｗ  ｆｉｌｔｅｒ：ＴＦＦ）、セトラー（ｓｅｔｔｌｅｒ）、マイクロ担体、マイクロ担体含有攪拌機付き容器やこれらの組み合わせからなる系列から選択される担体を有する。これら担体は、細胞が成長するすぐれた基体になる。
【００５５】
バイオリアクターについては、気体および/または培地を導入する少なくとも一つの導入口およびバイオリアクターに収容されている培養生成物および/または培地を回収する少なくとも一つの導出口を有するのが好ましい。バイオリアクターにその導入口を介して培地タンクおよび/または気体源に流体接続するために、少なくとも一つの導入管（ｉｎ−ｔｕｂｉｎｇ）を設け、そしてバイオリアクターにその導出口を介して下流側ユニットおよび／またはその他の装置に流体接続するために、少なくとも一つの導出管（ｏｕｔ−ｔｕｂｉｎｇ）を設ける。
【００５６】
また、バイオリアクターに存在している担体については、細胞成長面が少なくとも１０ｍ２、好ましくは少なくとも１０００ｍ２、より好ましくは１２００ｍ２、さらにより好ましくは少なくとも１５００ｍ２、さらにより好ましくは１８００ｍ２であることが好ましい。バイオリアクターに存在している担体については、細胞成長面が少なくともバイオリアクター１Ｌにつき３ｍ２、好ましくは少なくとも４ｍ２、より好ましくは少なくとも５ｍ２、さらにより好ましく少なくともは６ｍ２、一層好ましくは少なくとも７ｍ２であることがさらに好ましい。また、担体については、細胞成長面がバイオリアクター１Ｌにつき少なくとも８ｍ２、好ましくは少なくとも９ｍ２、より好ましくは少なくとも１０ｍ２、さらに好ましくは少なくとも１１ｍ２、最適にはバイオリアクター１Ｌにつき少なくとも１２ｍ２であるか、あるいはこれらの範囲にある値であればよい。なお、バイオリアクターの細胞成長面については、本明細書では、バイオリアクター発現容量と呼ぶことがある。
【００５７】
担体の細胞成長面は３０００ｍ２以下、好ましくは２８００ｍ２以下、より好ましく２５００ｍ２以下、さらにより好ましくは２２００ｍ２以下、最適には２０００ｍ２以下である。バイオリアクターに存在する担体の細胞成長面はバイオリアクター１Ｌについて３０ｍ２以下、好ましくは２６ｍ２以下、より好適には２４ｍ２、さらにより好ましくは２０ｍ２以下、最適には１９ｍ２以下であることが好ましい。また、担体の細胞成長面はバイオリアクター１Ｌにつき１８ｍ２以下、好ましくは１７ｍ２以下、より好ましくは１６ｍ２以下、さらにより好ましくは１５ｍ２以下、最適にはバイオリアクター１Ｌにつき１４ｍ２以下であるか、あるいはこれらの範囲にある値であればよい。
【００５８】
バイオリアクターの担体と動作との組み合わせによって、バイオリアクターの酸素移動係数が有意に大きくなる。少なくとも部分的に培地が充填されているバイオリアクターに動作を与えると、担体が培地と接触している液相から担体の一部が、担体が培地と接触していない気相に移り、酸素移動速度が、従来のバイオリアクターと比較して少なくとも１０倍高くなった。
【００５９】
好適な実施態様では、バイオリアクターの細胞成長は、細胞型に応じて担体の細胞密度が５００００〜３５００００細胞/ｃｍ２、好ましくは１０００００〜２５００００細胞/ｃｍ２、より好ましくは１５００００〜２０００００細胞/ｃｍ２で生じる。
【００６０】
好適な実施態様では、本発明の方法および/またはシステムに使用するバイオリアクターは小型のバイオリアクターである。このバイオリアクターとしては、直径が少なくとも１０ｃｍ、好ましくは少なくとも２０ｃｍ、より好ましくは少なくとも４０ｃｍ、そして直径が５０ｃｍ以下、好ましくは６０ｃｍ以下、より好ましくは７０ｃｍ以下の円形バイオリアクターであればよい。このバイオリアクターは、矩形や正方形のバイオリアクターも使用でき、高さは少なくとも１０ｃｍ、好ましくは少なくとも２０ｃｍ、より好ましくは少なくとも４０ｃｍ、さらに好ましくは少なくとも５０ｃｍ、最適には少なくとも６０ｃｍ、そして１１０ｃｍ以下、好ましくは１００ｃｍ以下、より好ましくは８０ｃｍ以下、最適には７０ｃｍ以下である。矩形や正方形のバイオリアクターの幅は４０ｃｍ以上、好ましくは少なくとも５０ｃｍ、より好ましくは少なくとも６０ｃｍおよび１００ｃｍ以下、好ましくは９０ｃｍ以下、より好ましくは８０ｃｍ以下、最適には７０ｃｍ以下である
【００６１】
好適な実施態様では、本システムは、実験室などの携帯可能で清潔なルームに好適な単独の携帯可能なチャンバー様設備（ｐｏｒｔａｂｌｅ  ｃｈａｍｂｅｒ）内で実施可能である。本システムについては、携帯可能なチャンバー様設備、あるいは携帯可能で清潔なルーム様設備であればよい小型のカップボード内で実施することが好ましい。小型カップボード寸法は、０．８×１．６×１．８ｍ３である。本発明の一実施態様のシステムの場合、密閉された自給自足的な環境内で細胞および細胞誘導生成物を製造できる。本システムの機能については、専門家の介入は最小限で済む。構成部材、機能および操作を統合化しているため、細胞および/または細胞誘導生成物を製造するために必要なマンパワーおよびコストを大幅に削減できる。統合化システムは、準備時間、充てん時間を短縮でき、故障原因になるエラーを誘起するオペレーターの人数を削減できる。
【００６２】
好適な実施態様では、システムにバイオリアクターから培地を回収する少なくとも一本の回収ライン（ｗｉｔｈｄｒａｗａｌ  ｌｉｎｅ）１１を設ける。この培地には成長済みの細胞および/または細胞生成物を補給することが可能である。また、回収ラインは細胞成長の任意の時点において培地サンプルを回収する少なくとも一つのサンプリングマニホルド１０を有する。回収したサンプルはさらに分析し、細胞成長の進展をモニターする。
【００６３】
本システムのバイオリアクターは少なくとも一つの下流側ユニットに流体接続可能であり、この下流側ユニットは上澄み液、培養された細胞および/または細胞生成物をさらに処理するために好適な異なる構成部材または手段を有する。好適な実施態様では、下流側ユニットは少なくとも一つのろ過手段、少なくとも一つの収穫手段、少なくとも一つの透析手段、少なくとも一つのバイオ分子精製手段および少なくとも一つのタンパク質濃縮ユニット、あるいはこれらを任意に組み合わせたものからなる群から選択するプラグ可能な手段を有する。
【００６４】
好適な実施態様では、下流側ユニットは、少なくとも一つの導入口および少なくとも一つの導出口を設けた少なくとも一つの収穫手段を有する。下流側ユニットの収穫手段は、システムの細胞培養ユニットに接続可能である。この収穫手段は、回収した上澄み液を下流側ユニットの別な構成部材に送り出す少なくとも一つの配管を有する。
【００６５】
好適な実施態様では、下流側ユニットは少なくとも一つの導入口および少なくとも一つの導出口を設けた少なくとも一つのろ過手段を有する。このろ過手段はバイオリアクターに流体接続できる。あるいは、下流側ユニットの収穫手段に流体接続できる。ろ過手段については、例えば質量（単位ダルトン）に基づいて分子を選択的に保持するフィルターを有するのが好ましい。このろ過手段は上澄み液からウイルス粒子をろ過し、これを取り除くために使用することができるウイルス用中空フィルターで構成することができる。この場合、ウイルスフィルターはサイズ排除の原理に従って作用する。ウイルス汚染の可能性があるタンパク質溶液をこの中空フィルターに導入した場合、より小さなタンパク質がフィルター壁に侵入し、フィルターの外側に浸出し、より大きなウイルス粒子が保持されることになる。
【００６６】
好適な実施態様では、下流側ユニットは、少なくとも一つの導入口および少なくとも一つの導出口を設けた少なくとも一つの精製手段を有する。この精製手段はバイオリアクターに、収穫手段に、あるいは下流側ユニットのろ過手段に流体接続できる。精製手段については、少なくとも一つの選択装置を有するのが好ましい。この選択装置としては、アフィニティークロマトグラフィー（ａｆｆｉｎｉｔｙ  ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）、（アニオンまたはカチオンなどの）イオン交換クロマトグラフィー、疎水性相互作用クロマトグラフィー、サイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）、抗−ＩｇＭ樹脂などのアフィニティー樹脂、タンパク質Ａ、タンパク質Ｇ、あるいは抗−ＩｇＧ樹脂を充填したカラムである免疫アフィニティークロマトグラフィーなどのクロマトグラフィーカラムを使用することができる。アニオン交換の場合、収穫された上澄み液に含まれる異なる生成物間の荷電差を利用するものである。中性荷電生成物はアニオン交換クロマトグラフィーカラムカートリッジに保持されることなくこれを透過するが、荷電された不純物は保持されることになる。カラムサイズについては、精製対象のタンパク質型および／またはこのタンパク質を生成すべき溶液の容量に基づいて変更すればよい。
【００６７】
下流側ユニットの場合、ユーザーが何を求めているかに応じて設計でき、前記手段を任意に組み合わせて設けることができる。このため、ユーザー側には目的生成物に関して複数の選択肢を用意できる。即ち、細胞、ろ過された細胞、ろ過された細胞生成物、精製された細胞生成物、バイオ分子の選択肢を用意できる。ユーザーは、目的の最終生成物に応じて異なる下流側区画室を選択し、接続できる。
【００６８】
好適な実施態様では、バイオリアクターから取り除かれている代謝廃棄物を回収する廃棄物回収容器を設ける。この回収容器はバイオリアクターに接続し、培養ユニット内部に、および／またはシステムの操作制御ユニット内部に設けることができる。このような回収容器については、バイオリアクターに接続した状態でシステムの外部に設けることも可能であり、廃棄物を確実に除去するために必要な接続は、当業者に公知である。
【００６９】
本発明の第２態様において、本発明は細胞および／または細胞生成物を製造する統合化自動方法であって、
培地レザーバーに流体接続し、細胞培養ユニットに設けた少なくとも一つのバイオリアクターで細胞を培養する工程、
少なくとも２種類の気体の混合物を上記バイオリアクターに供給する工程、および
無菌の周囲空気を上記細胞培養ユニットに供給する工程を有し、
上記バイオリアクターの総容量が１０００Ｌ以下である統合化自動方法を提供するものである。
【００７０】
好適な実施態様では、バイオリアクターの総容量は９８０Ｌ以下、９６０Ｌ以下、９４０Ｌ以下、９２０Ｌ以下、９００Ｌ以下、８８０Ｌ以下、８６０Ｌ以下、８４０Ｌ以下、８２０Ｌ以下、８００Ｌ以下、７８０Ｌ以下、７６０Ｌ以下、７４０Ｌ以下、７２０Ｌ以下、７００Ｌ以下、６８０Ｌ以下、６６０Ｌ以下、６４０Ｌ以下、６２０Ｌ以下、６００Ｌ以下、５８０Ｌ以下、５６０Ｌ以下、５４０Ｌ以下、５２０Ｌ以下、５００Ｌ以下、４９０Ｌ以下、４８０Ｌ以下、４５０Ｌ以下、４２０Ｌ以下、４００Ｌ以下、３８０Ｌ以下、３５０Ｌ以下、３４０Ｌ以下、３３０Ｌ以下、３２０Ｌ以下、３１０Ｌ以下、３００Ｌ以下、２９０Ｌ以下、２８０Ｌ以下、２７０Ｌ以下、２６０Ｌ以下、２５０Ｌ以下、２４０Ｌ以下、２３０Ｌ以下、２２０Ｌ以下、２１０Ｌ以下、２００Ｌ以下、１９０Ｌ以下、１８０Ｌ以下、１７０Ｌ以下、１６０Ｌ以下、１５０Ｌ以下、１４０Ｌ以下、１３０Ｌ以下、１２０Ｌ、あるいは１００Ｌ以下であり、これら数値間にある任意数値であってもよい。
【００７１】
また、好適な実施態様では、バイオリアクターの総容量は少なくとも０．５Ｌ、好ましく少なくとも１．５Ｌ、好ましくは少なくとも３Ｌ、より好ましくは少なくとも５Ｌ、さらにより好ましくは少なくとも１０Ｌ、最適には少なくとも２０Ｌ、より最適には少なくとも３０Ｌであり、またバイオリアクターの総容量は少なくとも４０Ｌ、少なくとも５０Ｌ、少なくとも６０Ｌ、少なくとも７０Ｌ、少なくとも８０Ｌ、少なくとも９０Ｌであり、これら数値間にある任意の数値であってもよい。バイオリアクターの総容量およびバイオリアクターそれ自体は、細胞培養に使用されている従来のバイオリアクターよりも小さい。これは、システムに必要なスペースや使いやすさにおいて有利である。
【００７２】
好適な実施態様では、本発明の方法は上記のようなシステムによって実施するのが好ましく、また本発明の任意の実施態様に従って実施するのが好ましい。細胞を培養するバイオリアクターに供給する培地容量としては、バイオリアクターの発現容量の少なくとも約半分を充填するものであれば十分であり、好ましい。ここでバイオリアクターの発現容量とは、利用できる表面の発現に使用されるバイオリアクター容量を指す。例えば、バイオリアクターの総容量が３００Ｌで、その発現容量が１０Ｌの場合には、約５Ｌの培地をバイオリアクターに供給する一方で、残りの容量の約２９５Ｌをバイオリアクターと培地レザーバーとの間で循環させる。
【００７３】
好適な実施態様では、バイオリアクターに細胞培養時に動作を与えるか、あるいは移動動作を与える。この動作については、左右動作、上下動作、バイオリアクターの水平軸にそった回動、バイオリアクターの垂直軸にそった回動、バイオリアクターの傾斜した又は傾いた水平軸にそった搖動やこれら動作を組み合わせた動作から選択する。これら動作については、連続モードまたは断続モードで行うことができる。
【００７４】
細胞が成長するバイオリアクターについては、ファイバー、マイクロファイバー、中空マイクロファイバー、中空フィルター、タンジェンシャルフローフィルター（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ  ｆｌｏｗ  ｆｉｌｔｅｒ）、セトラー、マイクロ担体、マイクロ担体含有攪拌機付き容器やこれらの組み合わせから選択される担体を有するのが好ましい。これら担体は、細胞が成長するすぐれた基体になる。バイオリアクターに動作を与え、あるいは移動させると、細胞が担体から遊離するため、例えばバイオリアクターから細胞を収穫できる。
【００７５】
好適な実施態様では、細胞培養ユニット内において所定温度および／または所定の圧力を一定に維持する。所定圧力は約−２〜−５ｍｂａｒ、好ましく−３〜−４ｍｂａｒであり、細胞培養ユニットの所定温度については好ましく２０℃〜４０℃、より好ましくは２５℃〜３７℃である。下流側ユニットの操作温度は０℃〜２５℃、好ましくは１℃〜２０℃、さらにより好ましくは２℃〜１０℃、最適には約４℃である。いずれのユニットの温度も冷却ユニットおよび／または加温ユニットによって維持し、温度維持はセンサーによってチェックすることができる。
【００７６】
本発明の方法については、さらに、少なくとも５千万/ｍｌの細胞数密度で細胞を成長させる工程および細胞培養ユニットおよび／またはバイオリアクターを下流側ユニットに流体接続する工程を有することが好ましい。バイオリアクター内部の細胞数密度を測定する少なくとも一つのセンサーを設けるのが好ましい。バイオリアクターについては、高密度細胞成長が可能なことが好ましい。細胞数密度は少なくとも８千万/ｍｌ、より好ましくは少なくとも１億/ｍｌ、最適には少なくとも２億/ｍｌである。細胞数密度が６億、５億、４億または３億/ｍｌに達することもあり得る。
【００７７】
好適な実施態様では、バイオリアクターに補給した培地をバイオリアクターから下流側ユニットに移し、ここで収穫を行う。これらバイオリアクターと下流側ユニットとは相互に流体接続する。上澄み液を下流側ユニットに移すためにポンプを設けてもよい。
【００７８】
下流側ユニットはろ過手段および／または収穫手段および／または透析手段および／またはタンパク質精製やペプチド精製などを行うバイオ分子精製手段を有することができる。最も簡単な形態では、下流側ユニットは目的の生成物を収穫する手段のみを有し、従来のろ過/精製/透析工程は使用しない。下流側ユニットはユニットの着脱が簡単であるため、交換、洗浄や殺菌が容易である。下流側ユニットはユーザーの需要および目的に応じて個別に設計でき、上記ユニットのうち任意に組み合わせたものを併用できる。このため、ユーザー側には目的生成物に関して複数の選択肢を用意できる。即ち、細胞、ろ過された細胞、ろ過された細胞生成物、精製された細胞生成物、バイオ分子の選択肢を用意できる。ユーザーは、目的の最終生成物に応じて異なる下流側区画室を選択し、接続できる。
【００７９】
好適な実施態様では、下流側ユニットが補給された培地またはバイオ分子が補給された培地をバイオリアクターから連続モードで受け取る。下流側ユニットについては、バイオ分子が補給された培地をバイオリアクターから連続モードで最大１０００ｍｌ/分の量で受け取ることが好ましい。また、バイオリアクター内部で所定の細胞数密度に達した時点で、補給された培地の移し替えを行う。この所定の細胞数密度については、少なくとも３千万/ｍｌ、好ましくは４千万/ｍｌ、より好ましくは５千万/ｍｌ、最適には６千万/ｍｌである。好適な実施態様では、バイオリアクターから下流側ユニットに補給された培地を移し替える作業と平行して、内部の培地タンクからバイオリアクターに培地を添加し、バイオリアクター内の培地の初期容量を維持する。例えば、培養開始時にバイオリアクターが８０Ｌの培地を含有している場合には、バイオリアクターから下流側ユニットに培地を移し替えた後に、バイオリアクター内に８０Ｌの培地を維持できる十分な量の新たな培地をバイオリアクターに加える。また、バイオリアクターから下流側ユニットへの補給された培地の移し替えを連続モードで行う場合には、内部の培地タンクからバイオリアクターへの新たな培地の添加も連続モードで行うことになる。本発明の方法およびシステムによって、バイオリアクター内における細胞成長と平行して下流側ユニット内において補給された培地を処理することができる。このため、多量の細胞培地を含有する大型のバイオリアクター内で細胞を成長させ、一定の期間の経過後に、あるいは所定濃度に達した時点で細胞培養を停止し、大容量の細胞培養の下流側処理を開始する培養方法に比較して、いくつかの作用効果が得られる。これら作用効果の内でも、収率の大幅な向上が大幅なコスト削減につながる。
【００８０】
好適な実施態様では、下流側ユニットが受け取ったバイオ分子が補給されている培地については、ろ過、収穫、透析、バイオ分子精製およびタンパク質濃縮およびこれらを任意に組み合わせたものからなる群から選択した少なくとも一つの処理を受ける。
【００８１】
補給された培地については、所定の小容量比で連続的に収穫するのが好ましい。この容量比は少なくとも１００ｍｌ/分、好ましくは少なくとも１５０ｍｌ/分、より好適には少なくとも２００ｍｌ/分、最適には少なくとも２５０ｍｌ/分である。一方、容量比は１０００ｍｌ/  分以下、好ましくは８００ｍｌ/分以下、より好ましくは６００ｍｌ/分以下、最適には４００ｍｌ/分以下である。上澄みの収穫については、断続的に実施することも可能である。次に、単純な収穫、ろ過、分子精製、保存またはこれらのうち任意の処理の併用から選択する処理を収穫した上澄みに行う。小容量の補給された培地を処理すると、収量ロスが少なく、処理品質および処理効率が改善する。例えば、ろ過品質および/または精製品質が向上する。加えて、下流側ユニットにおける操作のスケールアップが必要ないため、これら操作のスケールアップに必要な時間および資金を節約できる。この連続収穫モードについては、生成物濃度に依拠して運転員が開始できる。この収穫については、予めプログラムされた時間が経過するまで続く。あるいは、運転員が、本発明システム内のユーザーインターフェースを使用する収穫を手作業で終了するまで続く。
【００８２】
好適な実施態様では、破壊されていない培養細胞をバイオリアクターからバルク状で収穫し、これを下流側ユニットのバッグに移す。これら細胞はハイブリドーマ細胞（ｈｙｂｒｉｄｏｍａ  ｃｅｌｌｓ）であり、トランスフェクト細胞または形質導入細胞（ｔｒａｎｓｆｅｃｔｅｄ  ｏｒ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｄ  ｃｅｌｌｓ）であり、あるいは安定なトランスフェクト培養細胞である。細胞を基体（繊維）から遊離するために、収穫を行う前に、バイオリアクターを断続的に、あるいは連続的に撹拌することができる。撹拌については１〜５ｍｍの振幅、１０〜１５０Ｈｚで行えばよく、好ましくは１〜５ｍｍの振幅、２０〜１００Ｈｚで行えばよい。バイオリアクターに担体が与えられている場合には、撹拌によって細胞が担体から分離し、上澄みに取り込まれる。少なくとも一つのポンプからなる収穫手段を使用して上澄みの収穫を行う。バッグおよび/または下流側ユニットについては、収穫された澄みを培地と同じ温度に、あるいは異なる温度に維持できるようになっている。また、収穫された細胞については、約４℃の温度で下流側ユニットのバッグに保持してもよい。バルク状で収穫した培養細胞は、バッグに移し替える前に、下流側ユニットのろ過手段を使用して、ろ過してもよい。
【００８３】
好適な実施態様では、培養細胞を下流側ユニットの設計位置で感染してから、分裂/溶解する。細胞デブリおよび目的の生成物からなる上澄みを次に収穫手段を使用し、バイオリアクターから収穫する。収穫率はすでに述べたとおりである。上澄みを収穫し、保存してから、下流側ユニットのバッグに移し、上記のように使用する。下流側ユニットのバッグに保存する前にろ過手段を使用して、収穫した上澄みをろ過する。あるいは、回収した上澄みをろ過および/または精製し、抗体などの特定の分子を上澄みから分離してもよい。
【００８４】
精製については、下流側ユニットの精製手段を使用して実施できる。上澄みからタンパク質や精製抗体などの精製された生物学的生成物を得るために上記手段は、自動化することも可能である。好適な実施態様では、精製手段は以下に示す手段をうち少なくとも一つか複数組み合わせた手段であればよい。即ち、精製クロマトグラフィーカラム（アフィニティー精製、イオン交換など）などの選択装置、少なくとも一つの液体レザーバーを有する一連の精製カラムまたは膜吸着装置、液体をレザーバーから選択装置に流動させる装置、選択装置からの溶離液（ｅｆｆｌｕｅｎｔ）を迂回させる装置などである。精製手段は、独立した動作手段、即ちスナップオン法またはクイックロード法（ｓｎａｐ−ｏｎ  ｏｒ  ｑｕｉｃｋ−ｌｏａｄ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）によって本発明の小型のカップボードサイズのシステムに組み込むことができ、本発明のシステムの他の構成部材と連絡する機械的および電気的インターフェースを有する。なお、精製工程を実施するために必要な緩衝液および溶液については、少なくとも一つのバッグに用意することができる。このバッグについては、下流側ユニットの内側に設けてもよく、あるいは外側に設けることができ、当然のこととして精製ユニットとの接続を担保するために必要な接続部を設けることが可能である。
【００８５】
図２は、タンパク質やペプチドなどの少なくとも一種の細胞生成物を収穫、ろ過および精製する本発明システムの一実施態様を示す図である。細胞培養ユニット１は、導出側管（ｏｕｔ−ｔｕｂｉｎｇ）３５を介して下流側ユニット３０に流体接続する。培養ユニット１については、既に説明した通りである。導出側管３５が、上澄みをろ過手段３７に案内する。バイオリアクターの上澄みを回収するためにポンプ、即ち収穫手段を設けることができる。導出側管３５は上澄みをろ過手段３７に案内する。バイオリアクターの上澄みを回収するために、ポンプ即ち収穫手段を設けることができる。ポンプについては、培養開始から所定の時間経過した後に上澄み回収を開始するように設定でき、また自動化連続モードで一定容量（ｐｒｅ−ｆｉｘｅｄ  ｖｏｌｕｍｅ）の上澄みを回収するように設定してもよい。回収され、かつろ過された上澄みについては、少なくとも一つの管３１を介して下流側ユニット３０の精製手段３２に案内する。得られた精製処理細胞生成物は、精製手段に接続されたタンク内に貯蔵してもよく、あるいは少なくとも一つの管３９を介して下流側ユニットの他の構成部材に送って、さらに処理してもよい。あるいは、ユーザーが単に回収することも可能である。
【００８６】
好適な実施態様では、アフィニティーカラム（ａｆｆｉｎｉｔｙ  ｃｏｌｕｍｎ）などの精製手段および/またはろ過手段は、複数の液体レザーバーに接続する。これらレザーバーそれぞれには洗浄緩衝液、溶離緩衝液や中和溶液などの液体を収め、これら液体を精製手段および/またはろ過手段に送る。精製手段はさらに予め消毒するか、殺菌した装置を有し、レザーバーからの液体を例えばクロマトグラフィーカラムに送る。例えば、レザーバーをカラムに接続する予め殺菌した弁および管を使用することができる。
【００８７】
クロマトグラフィーを使用する精製は当業者に公知であり、目的のバイオ分子を溶離すために十分な緩衝液を使用して実施できる。目的のバイオ分子の溶離後、溶離され、かつ精製されたタンパク質は下流側ユニットに設けられた、予め殺菌された使い捨て式の回収容器に自動的に付着させ、精製手段から回収する。あるいは、溶離され、かつ精製されたタンパク質をさらに自動的に処理してもよい。抗体などの精製されたタンパク質には、ホスト細胞タンパク質、核酸やエンドトキシンなどのホスト細胞不純物は実質的にない。
【００８８】
好適な実施態様では、溶離されたタンパク質は異なる溶液に移す。この移し替えについては、予め殺菌した透析ろ過（ｄｉａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）モジュールを使用して自動的に行う。透析ろ過は、より小さな分子を膜洗浄し、対象となる分子をリテンテート（ｒｅｔｅｎｔａｔｅ）に保持する分別プロセスである。透析ろ過モジュールを使用すると、塩類や交換緩衝液を除去できる。断続的透析ろ過の場合、溶液を濃縮し、失われた分については、新たな緩衝液で補う。サンプルをその容量の半分まで濃縮し、新たな緩衝液を４回補うと、９６％以上の塩類を除去できる。連続透析ろ過の場合、サンプルの容量を新たな緩衝液によって補い、その間に塩類および古い緩衝液を除去する。連続透析ろ過時に新たな緩衝液を合計で７回分補うことによって、少なくとも９９％の塩類を除去できる。具体的には、透析ろ過モジュールを使用すると、（抗体などの）タンパク質をさらに精製でき、ＴＦＦ（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ  ｆｌｏｗ  ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）原理に基づき、（ＩｇＧやＩｇＭなどの抗体などの）分子量が５０，０００ダルトン以上の分子は膜を透過できないが、緩衝液などのより小さな分子は透過できる。従って、透析ろ過モジュールを使用すると、ある緩衝液を別な緩衝液と交換でき、透析のより効率の高い代替技術になる。透析ろ過の場合、ｐＨを中和するために使用できると同時に、（細胞生成物を濃縮する）濃縮工程としても働く。
【００８９】
好適な実施態様では、収穫手段および/またはろ過手段および/または精製手段は循環している培地、即ちろ過されていない収穫上澄み、ろ過された上澄み、精製されかつ溶離された生成物などをモニターする少なくとも一つのモニター装置を有する。このモニター装置としては、この循環培地の特定の波長で導電性および/またはｐＨおよび/または吸光度を測定するプローブつまりセンサーを使用できる。一つかそれ以上の圧力センサーを使用して、循環培地圧力をモニターし、圧力が過剰であるかどうかを、あるいは例えばポンプ速度の制御をモニターし、例えば目的の圧力における収穫手段のポンプ速度を維持することができる。
【００９０】
好適な実施態様では、本システムは目的の生成物に対処できるように構成する。即ち、バルク状の細胞を提供する場合には、システムは、少なくとも一つの回収バッグを設けた下流側ユニットで構成することになる。ろ過された細胞を提供する場合には、システムは細胞培養ユニット、およびろ過手段および少なくとも一つの回収バッグを設けた下流側ユニットで構成することになる。特定のタンパク質を提供する場合には、システムは細胞培養ユニット、および少なくともろ過手段および精製手段を設けた下流側ユニットで構成することになる。
【００９１】
好適な実施態様では、本発明の方法およびシステムの場合、閉鎖ループがなく、あるいは再循環ループも存在しない。即ち、補給された培地が、例えば下流側ユニットを通過した後などのプロセスの任意の段階でバイオリアクターに戻らないことを意味する。これは、汚染リスクを大幅に軽減できる点で有利である。さらに、システムの構成および設置が楽になるため、コスト削減につながる。
【００９２】
好適な実施態様では、本発明方法は、プログラム可能な制御装置によって完全制御できる。このため、人的な介入をかなり抑制でき、エラーや汚染リスクを大幅に減らすことができる。また、携帯可能なチャンバー様設備および/または細胞培養ユニットのタッチスクリーンインターフェースなどのユーザーインターフェースによって行う培養プロセスおよび/または収穫プロセスおよび/または精製プロセスなどの細胞培養ユニットおよび/または下流側ユニットの一部のプロセスをオペレーターが開始することが可能になる。
【００９３】
好適な実施態様では、細胞（哺乳類細胞または昆虫細胞）および適応培地をバイオリアクターに導入する。適応培地とは、細胞の成長に必要な培地の組成を指す。この組成は当業者には公知であり、一般に、塩類、ビタミン類、アミノ酸類、糖類やこれらの任意の組み合わせを有する。培地については、外部の培地レザーバーからバイオリアクターへ供給するのが好ましい。即ち、本発明のシステムには含まれない。また、バイオリアクターに送る前に培地を予め加熱するのが好ましい。培地の予め加熱する温度は２０〜４０℃、好ましく２５〜３８℃、さらに好ましくは３０〜３７℃である。最適な実施態様の場合、この培地は約３７℃に予め加熱する。
【００９４】
好適な実施態様では、培養された細胞に応じて、数時間から数日間の時間（期間）、バイオリアクター内で細胞を培養する。培養時間については、少なくとも４時間、少なくとも１０時間、少なくとも２４時間、少なくとも５日間、少なくとも７日間、あるいはこれらの範囲内にある任意の時間であればよく、そして７０日以下、６０日以下、５０日以下、４０日以下、３０日以下、２０日以下、１０日以下、あるいはこれらの範囲内にある任意の時間であればよい。
【００９５】
最終生成物に応じて、ウイルスベクターのウイルスの形質導入または導入を使用できる。哺乳類細胞に治療効果のあるタンパク質の収量を上げるために長い間代替的な発現システムとしてウイルス複製拮抗ベクターまたはレプリコンが使用されてきた。ターゲット遺伝子はウイルスプロモーターの転写制御の下で発現でき、形質移入後複製時にｍＲＮＡが細胞質内にきわめて高いレベルで蓄積し、多量のターゲットタンパク質が得られる。ウイルス感染が発生すると、培養された細胞を溶解することなく形質導入が起きるか、あるいは培養された細胞の溶解が生じ、バイオリアクターの培地に細胞が取り込まれる。あるいは、ハイブリドーマ細胞や安定な形質移入細胞を培養して、抗体や抗体フラグメントなどの目的のタンパク質やペプチドを生成できる
【００９６】
本発明の方法および/またはシステムは任意の細胞株の培養に、および/または目的のタンパク質およびペプチドの生成に使用できる。本発明システムに使用できる好ましい細胞の実例を挙げると、限定するわけではないが、Ｖｅｒｏ細胞、ＣＨＯ細胞、Ｈｅｋ２９３Ｔ細胞、ＣＯＳ細胞、２９３Ｔ細胞、ＨｅＬａ細胞、Ｈｅｐ−２細胞、ＭＣＦ−７細胞、Ｕ３７３細胞およびその他の細胞株である。ウイルス複製系の実例を挙げると、限定するわけではないが、ポリオーマウイルス、レンチウイルス系、レトロウイルス系、アデノウイルス系、アデノ関連ウイルスがある。
【００９７】
本発明の好適な実施態様では、バイオリアクターの補給された培地は、このバイオリアクターから下流側ユニットに移すか、あるいは収穫する。この下流側ユニットについては、本発明のシステムの外側に設け、システムの任意のユニット、好ましくは細胞培養ユニットに共通な壁を設けることができる。なお、バイオリアクターおよび下流側ユニットは相互に流体接続する。ポンプを使用して、補給された培地を下流側ユニットに移すことができる。補給された培地とは、培養された細胞および/または細胞生成物を含有することができるバイオリアクターの培地を指す。また細胞生成物とは、細胞および/または細胞膜溶解から誘導されるその他の細胞バイオ分子が生成するタンパク質やペプチド類などのバイオ分子を指す。
【００９８】
好適な実施態様では、少なくとも一つの供給手段７、９をバイオリアクター２および培地レザーバー１６に接続すると、バイオリアクター２に培地を確実に供給できる（図１）。培地の移し替えについては、連続的におよび/または一定の流量でおよび/または可変な流量で行うことができ、また断続的におよび/または一定の流量でおよび/または可変な流量で行うことも可能である。
【００９９】
好適な実施態様では、本発明方法はさらに細胞培地および／または培地の物理的および/または化学的パラメーターを測定する工程を有する。これらパラメーターについては、温度、ｐＨ、塩分、酸性度やこれらの任意の組み合わせからなる群から選択する。バイオリアクターに注入される前の培地から採取したサンプルおよび/または細胞および/または細胞生成物を含む細胞の成長時にバイオリアクターから採取した培地から測定を実施できる。このサンプル採取については、システムのマニホルドを使用して採取を行えばよい。
【０１００】
好適な実施態様では、本発明の方法および/またはシステムを使用すると、ウイルスワクチンを生成できる。この目的のために、好ましくは付着性のある細胞を使用し、任意の取り込みシステム、好ましくはマイクロファイバーを充填したバイオリアクターで成長を行う。充填率については、バイオリアクター１Ｌにつき少なくとも０．５ｍ２の成長面が好ましく、あるいは既に記載した成長面の値のいずれかを使用することができる。細胞数密度は、細胞型にもよるが、少なくとも１０００００〜２５００００/ｃｍ２となる。培地の使用容量は、細胞成長の場合には約０．３ｍｌ/ｃｍ２、そしてウイルス生成の場合には０．３ｍｌ/ｃｍ２である。バイオリアクター容量および表面の実施例を下記表１に示す。なお、表１記載の値の考えられる任意の組み合わせも本発明の範囲に包含される。
【０１０１】
表１バイオリアクター培地容量およびウイルスワクチン生成の成長面の実施例
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【０１０２】
好適な実施態様では、本発明の方法および/またはシステムは抗体生成のために使用できる。この目的のために、好ましくは懸濁細胞および/または付着性細胞を使用し、マイクロファイバーを充填したバイオリアクター、あるいはその他の取り込みシステムから構成したバイオリアクターで成長を行う。充填率（ｐａｃｋｉｎｇ）については、バイオリアクター１Ｌにつき少なくとも０．５ｍ２の成長面が好ましく、あるいは既に記載した成長面の値のいずれかを使用することができる。細胞数密度は、細胞型にもよるが、バイオリアクターの少なくとも１００×１０６/ｍｌとなる。バイオリアクターには毎日一定容量の培地を補給する。この一定容量については、バイオリアクターに導入した初期培地容量の１．５倍以下が好ましい。培養日数は最大３０日である。バイオリアクター容量および表面の実施例を以下の表２にまとめる。なお、表２記載の値の考えられる任意の組み合わせも本発明の範囲に包含される。
【０１０３】
表２：抗体生成を対象としたバイオリアクター培地容量の実施例
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【０１０４】
本発明の方法および/またはシステムによれば、モノクローナル抗体、組み換えタンパク質やその他の任意の細胞分泌生物学的分子を製造できる。本発明の方法および/またはシステム、特に上記培地容量および成長表面を使用してウイルスワクチンおよび抗体を製造すると、（ｉ）製造を小規模スケールで、また中規模スケールで実施でき、かつ（ｉｉ）ワクチン、遺伝子ベクターや腫瘍細胞崩壊ウイルスを臨床的および/または営利的に製造できる。例えば抗体についていえば、本発明のいずれか実施態様によるシステムおよび/または方法を使用すると、１０〜５０Ｌの小規模で、および約２５０Ｌの中規模で製造を実施できる。
【０１０５】
本発明の方法および/またはシステムは、バイオシミラー（ｂｉｏｓｉｍｉｌａｒ）抗体の製造に特に有用である。なお、“バイオシミラー”抗体とは、“先行医薬品（ｏｒｉｇｉｎａｔｏｒ）”抗体の“ジェネリック”型であり、アミノ酸配列が“先行医薬品”抗体と同じであるが、異なるクローンから、および/または異なる製造プロセスによって製造されたものを指す。
【０１０６】
本発明の方法および/またはシステムの好適な実施態様によれば、営利製造スケールにおける大多数のワクチンを占める８５０ｃｍ２のローラーボトル約９４０個分に相当するワクチン量を製造することができる。本発明の方法および/またはシステムの好適な実施態様によれば、営利製造スケールにおける大多数の抗生物質を占める抗体を３６０ｇ以下の量で、好ましくは４００ｇ以下の量で製造できる。
【０１０７】
本発明の方法および/またはシステムは、以下の抗体などの製造に使用できる。
ｉｎｆｌｉｘｉｍａｂ、ａｄａｌｉｍｕｍａｂ、ｂａｓｉｌｉｘｉｍａｂ、ｄａｃｌｉｚｙｍａｂ、ｏｍａｌｉｚｕｍａｂ、ｐａｌｉｖｉｚｕｍａｂやａｂｃｉｘｉｍａｂなどの抗炎症性バイオ分子や任意の抗体；
ｇｅｍｔｕｚｕｍａｂ、ａｌｅｍｔｕｚｕｍａｂ、ｒｉｔｕｘｉｍａｂ、ｔｒａｎｓｕｚｕｍａｂ、ｎｉｍｏｔｕｚｕｍａｂ、ｃｅｔｕｘｉｍａｂやｂｅｖａｃｉｚｕｍａｂなどの抗癌剤バイオ分子；
制限するわけではないが、ポリオワクチン（ＩＰＶ）、ロタウイルスワクチン、インフルエンザワクチン、黄熱ワクチン、水痘ワクチン、麻疹ワクチン、おたふくかぜワクチン、風疹ワクチン、肝炎ワクチンや狂犬病ワクチンなどのヒト用ワクチン；および
制限するわけではないが、マレクワクチンやニューカスルワクチンなどの獣医学ワクチン。本発明の方法およびシステムはＲＳＶ−抗体系ワクチンやこれらの製剤の製造にも使用できる。
【０１０８】
当業者ならば、システムの異なるユニットおよび/または手段間に必要な接続を行うために必要な管および/またはポンプをシステムに配置できることを理解できるはずである。さらに、本システムに、流体を異なる区画間に導くために使用する複数の切換弁を配置できる。加えて、本発明の一実施態様によるシステムおよび/または方法を実施するソフトウェアプログラムを使用できる。
【０１０９】
以上本発明について好適な実施態様を参照して説明してきたが、当業者ならば、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲から逸脱せずに多くの変更や改変などを加えることが可能なはずである。
【符号の説明】
【０１１０】
１：細胞培養ユニット
２：バイオリアクター
３：操作制御ユニット
４：気体発生手段
５：動作手段
６：測定手段
７、９：供給手段
７：ポンプモーター
８：空気処理ユニット
９：ポンプヘッド
１０：サンプリングマニホルド
１１：回収ライン
１２：気体供給ライン
１３、２２、３１、３９：管
１３：培地供給ライン
１５：注入パイプ、供給ライン、導入パイプ
１６：培地レザーバー
１７：車輪
１８：殺菌フィルター
２０、２１：壁部、共通壁
２３：フィルター
３０：下流側ユニット
３２：精製手段
３５：導出側管
３７：ろ過手段
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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