蛋白胨:超过100年的救命创新

在19世纪的中期^th据估计，美国城市居民的死亡率比农村居民高30%左右。¹其中一个主要原因是这两个地区的水质明显不同。

尽管建设了公共卫生基础设施，但早期的下水道系统经常清空饮用水取水口附近的污水，导致伤寒和霍乱等细菌病原体的频繁污染和随后的疾病爆发。因此，迫切需要一种方法来消除饮用水中的致病细菌。

要实现这一目标，首先需要科学家找到一种可靠的方法来培养细菌病原体，并检测它们在水样中的存在。在对各种培养基和营养补充策略进行了大量试验后，一项突破出现在水溶性蛋白质水解物——蛋白胨的形式。

最优的补充?

最初由瑞士植物学家Carl Nägeli在1880年描述，是从鸡蛋白蛋白中提取的，²蛋白胨是用强酸、强碱或蛋白水解酶部分水解蛋白质而产生的。其结果是一种富含氨基酸、多肽、维生素、碳水化合物、核苷、矿物质和其他成分的产品，这些成分很容易被细胞用于生长。

由于蛋白质来源和消化方法可能不同，早期蛋白胨的确切配方往往是高度可变的，每个实验室都是独特的。这种可变性为更标准化、更商业化的产品打开了一个主要缺口。通过利用其在生产高质量蛋白水解酶方面的丰富经验，1914年，Difco实验室发布了第一个生物过程级蛋白胨，细菌蛋白胨．

蛋白胨在提高细菌疫苗生产方面具有特别的变革性作用

新时代的曙光

随着其发布，Bacto蛋白胨很快成为众所周知的优质质量标准的补充微生物生长培养基，并导致了蛋白胨产品的全线开发。

随着蛋白胨线的扩展，蛋白胨的应用数量也在增加。这包括在食品、饮料和制药行业的广泛消费产品中识别细菌污染。

蛋白胨在提高细菌疫苗生产方面也有特别的变革性作用。这是重要的，因为许多儿童早期疫苗的生产，如白喉、破伤风类毒素和百日咳(DTP)联合疫苗，利用了大规模的细菌细胞培养。有了蛋白胨，制造商可以以成本效益提高生产率，进而改善获得救命疫苗的机会。

事实上，蛋白胨在这一领域证明是如此成功，以至于今天仍在许多细菌疫苗生产过程中使用，并继续使低成本免疫规划成为可能，这对低收入国家尤其重要。

适应克服

蛋白胨除了在细菌疫苗生产中发挥关键作用外，多年来还支持了几种新的生物处理技术的出现。其中最引人注目的是，在20世纪80年代末和90年代初，哺乳动物细胞系作为生产更复杂的生物药物的手段的出现。

蛋白胨的使用非常受欢迎，特别是用于制造单克隆抗体(单克隆抗体可用于多种不同类型的癌症和自身免疫疾病的靶向治疗)和重组蛋白。主要是由于蛋白胨的能力，为生物制药开发商提供了一种快速的方法来优化他们的生物过程和提高滴度，而不需要在内部研究和开发新的成分组合。此外，蛋白胨还提供营养缓冲作用，帮助保护细胞培养在长生产周期，支持大规模生产过程。

然而，这成长成哺乳动物细胞bioproduction牛海绵状脑病(BSE)的出现，也是生物加工行业最具挑战性的时期之一。疯牛病于1986年在英国首次发现，是一种朊病毒疾病，可通过受污染的牛源产品传播给人类，包括有许多生物加工应用的胎牛血清。这种污染风险意味着生物制药开发商开始寻找非动物源产品。

尽管一些无动物源性蛋白胨对疯牛病的恐惧以及其他物种中出现进一步传染性海绵状脑病(TSEs)的风险，极大地增加了人们对这些产品的兴趣。这导致了行业内对非动物源的高性能蛋白胨的主要需求。为了满足这一新兴需求，Difco率先开发了用于生物生产的酵母和大豆蛋白胨。

尽管自疯牛病出现以来，在检测方面已经有了显著的改进，以减少污染风险，但AOF产品的受欢迎程度仍在继续增长。这种持续的需求激发了进一步高性能AOF蛋白胨的开发——首先是Difco，现在是吉可(Gibco)在被赛默飞雪科学(Thermo Fisher Scientific)联合收购后继续开发。

共同努力，共创美好未来

除了蛋白胨的新来源，研究也在进行，以更好地整合蛋白胨的使用与工艺开发，尽管它们的好处，仍然存在一个普遍的误解，蛋白胨增加了工艺的可变性，并可能导致产品不一致。

然而，这并不是由蛋白胨本身引起的，而是由所有细胞培养基和补品的内在可变性引起的。即使有严格的控制，原材料也会有一定程度的变化——通常是由少量微量元素污染引起的——这是可以预料到的。

因此，对生物制药制造商来说，了解这一风险并识别对其工艺有特别深远影响的任何元素并采取措施加以控制是至关重要的。通过这样做，他们可以保持甚至改善他们的过程的一致性，同时仍然能够获得利用蛋白胨的生产力效益。

蛋白胨可在促进提高生产力和加速疫苗生产方面发挥重要作用

在蛋白胨生产方面，满足高质量标准也是至关重要的。由于其多样化和不断增长的应用，现在有许多不同的供应商提供蛋白胨。然而，在生物制药生产中，详细的原材料规格、严格的生产流程、强有力的质量控制和放行测试协议需要到位，以尽可能地减少可变性。

这两个领域都强调了生物制药开发商与蛋白胨制造商合作的重要性，以帮助他们了解和优化他们的工艺，并找到最合适和高质量的蛋白胨，以获得最大效益。

今天的创新，明天的世界

即使在100年后，蛋白胨配方的持续研究和开发仍然是必不可少的，这不仅有助于优化现有生物制药的生产，而且有助于支持下一代疗法的发展，如mRNA疫苗。

继辉瑞生物技术公司和Moderna公司利用mRNA引发免疫反应的新型冠状病毒疫苗取得成功后，世界各地的科学家正在努力将这种方法用于开发新疫苗。由于细菌细胞需要产生产生mRNA所需的质粒，蛋白胨可能在提高产量和加速疫苗生产中发挥重要作用。

总的来说，考虑到它们在上个世纪参与了无数开创性生物制药的开发和制造，很明显，蛋白胨代表了生物生产的过去、现在和未来。通过结合可信Gibco产品通过创新的蛋白胨解决方案来满足新兴的生物加工需求，赛默飞世尔努力改善世界各地的生活。

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