在生物制药领域，创新技术是推动药物研发进程的核心动力。今天，我们向您隆重介绍瑞孚迪（Revvity）公司带来的创新性解决方案，其在生物治疗药物发现与细胞株开发方面取得了重大突破。无论是高通量的分子互作检测平台，还是高效的蛋白表达平台，都将为您的科研工作带来前所未有的助力，助您在生物制药领域抢占先机，实现更多创新可能！
01
Carterra最新高通量SPR平台Ultra——抗体、片段及小分子药物筛选和发现的多面手
Carterra作为全球高通量微流控技术的创新先锋，近日推出了其最新的高通量表面等离子共振 (HT-SPR) 仪器——Carterra Ultra™（图1）。该平台能提供极高检测灵敏度与采样速度，可检测分子量低至100Da的小分子化合物及各类片段分子，新平台在保留之前LSA系统高通量、高速数据采集和低样本消耗量特点的同时，对光学检测系统、温度控制系统以及微流控系统进行了改进和提升。
Ultra平台整合了先进的增强光学检测系统、Carterra专有的96通道微流控打印技术以及更精准的温控模块，可快速方便地设计和运行高通量高灵敏度阵列式SPR分子互作检测，不仅兼容生物大分子（如抗原抗体、蛋白核酸等）的筛选与检测，还适用于基于小分子片段的先导化合物发现 (FBLD) 筛选及表征。
图1：Carterra Ultra HT-SPR平台是目前Carterra灵敏度最高的HT-SPR平台，用于片段及小分子的发现与表征，同时也兼容抗体等大分子的筛选表征，以及抗体的表位分组等研究。
Ultra平台专有的96通道打印模块能同时将96个不同样品固定或捕获到生物传感器表面，其拥有多达192个检测区域阵列，可灵活指定样品检测区或参比区域。改进的单通道模块用于注射待分析物，仅需180μl分析物，即可覆盖生物传感器上192个检测区并同时进行相互作用检测，获得包括动力学、亲和力等精准数据。配合设备的自动化能力，Ultra平台一天内可完成多达1152个不同抗体对多个靶标抗原的筛选和表征工作。
Ultra的单通道模块一天内可快速完成多达768个待测分析物的检测分析，适合小分子片段的筛选及深度表征（图2），同时可用于研究同一小分子对多个靶标蛋白的结合筛选与表征，如脱靶效应研究。
图2：96通道模块可同时固定或捕获96个不同样品，单通道模块注射分析物分子，同时对192个不同不同检测区域进行分子互作实时检测获得动力学和亲和力的精确数据。
研究人员可以利用高通量平台平行的进行大量分子互作的筛选和表征，快速设置多组不同分子之间的相互作用实验，并得到海量的相互作用的精准数据，这些湿实验的数据可以进行筛选排序得到适合的先导化合物 (leads) ，也可用于训练和验证大型生成式AI模型，因此能够在人工智能和机器学习 (AI/ML) 辅助生物药发现领域发挥重要作用。随着行业对于AI在药物发现中作用愈发的关注，高通量的技术和应用也为无论是抗体筛选发现以及小分子片段筛选研究感兴趣的科学家提供了强有力的工具和助力。为科学家更加深入进行多重结合相互作用研究和配体可配能力研究等相关应用提供强有力支持。
药物发现领域的领导者Phillip Schwartz博士表示在使用Ultra进行相关的研究后表示：
我们对这款革命性的高通量SPR平台感到非常兴奋，它将通过高灵敏度的生物物理表征和无与伦比的通量，极大地加速药物发现过程。（图3，图4）
图3：Ultra平台用于小分子片段化合物筛选案例。MayBridge片段文库与Kinase文库相互作用筛选，筛选到的hits化合物示意（125个Kinase与1000个小分子化合物的结合相关数据）。蓝色点为control化合物信号。
图4：抗体筛选完整的动力学数据处理和分析可以自动化，参考、归一化、裁剪、扣除背景信号和动力学模型拟合都可以作为单个操作执行，每次无人值守运行最多可处理1152个样本。
Ultra平台真正将高通量和检测灵敏度结合，将应用范围从抗体等大分子拓展到了小分子化合物、各类片段筛选以及可配性研究，兼顾生物大分子和化合物小分子筛选表征，将通量与灵敏性和数据质量完美结合，只需要传统方法10%时间，1%的样品量即可获得100倍的数据量，可以极大提升科研人员的研究速度和效率，更快地发现相应的目标分子或片段，快速做出决策并推进下游开发。
同时Ultra平台也可用于未纯化的细胞表达上清或血清学浆等低丰度样品，独特的循环式微流控方式可有效富集样品，得到满意的检测灵敏度。而在小分子研究领域，则可以进行靶标的垂钓实验，以期发现与感兴趣靶标结合的未知分子。
Carterra提供三款基于SPR技术的高通量筛选平台，包括LSA、LSAXT和Ultra。这些系统的通量是现有无标记平台的100倍，消耗时间缩短至10%，样本消耗量仅为1%。其中升级产品LSAXT和Ultra仪器是在Carterra旗舰产品LSA基础上进行了光学系统、温控以及微流控的提升，使得新平台在生物药治疗发现和小分子片段分析中的应用更为广泛（图5）。
图5：LSA，LSAXT，Ultra三款机器相关应用领域比较。
在生物制药研发过程中，Carterra基于SPR技术的筛选平台是不可或缺的创新工具。其以卓越的性能极大地提升了药物发现阶段分子筛选与表征的效率和准确性，为快速找到潜在的治疗药物分子提供了强有力的支持。
02
细胞株开发的优势资源——CHOUSOURCETM高效蛋白表达平台
在现代抗体药研发与生产领域，细胞平台的优化对于提高药物研发效率、保障药物质量和产量起着至关重要的作用。大部分治疗性抗体药物通过哺乳动物细胞表达，在FDA批准上市的一百多个治疗性抗体药物里，超过70%是由CHO细胞表达生产的。GS敲除的CHO-K1细胞以及转座子载体技术的出现，为抗体药研发带来了新的机遇与突破。
瑞孚迪公司旗下Horizon Discovery凭借近20年优势基因编辑技术的积淀（rAAV技术，CRISPR技术等）, 秉持“以科技之能突破人类潜能的边界”的研发目标，推出了工程化CHO细胞与转座子载体TnT技术完美的搭档组合——CHOUSOURCE™平台，助力客户在生物药研发和高效生产赛道上一骑绝尘！
一
CHOUSOURCE™蛋白表达平台内容及特
点
图1：高效蛋白表达平台CHOSOURCE™内容及特点。
该平台包含2款工程化细胞：
1
GS敲除CHO-K1细胞，能精确匹配当前最高效的GS筛选系统；
2
在GS KO CHO细胞基础上，敲除岩藻糖转移酶基因后获得的ADCC+细胞株,该细胞株可制备完全无岩藻糖基修饰的抗体或FC融合蛋白，赋予抗体蛋白药物更强的抗体依赖的细胞毒性 (ADCC) 效力。
两款细胞株可与平台中的TnT转座子载体系统自由搭配，实现高效的目标基因整合、表达，以及更强的表达稳定性。
二
CHOUSOURCE™平台案例分享
单克隆抗体研发项目
在针对肿瘤治疗的单抗 (Trastuzumab) 测试项目中，利用Trastuzumab序列，采用TnT转座子载体和随机整合载体 (RI) 分别构建表达细胞株。在转染筛选阶段，TnT转染后的GS KO CHO细胞池仅需要6天就结束筛选，细胞池评估阶段获得了高达2.5 g/L的目标抗体表达（图2）。相比随机整合载体的平行试验，细胞株制备时间明显缩短，产能提升3.5倍。在世代稳定性检测阶段，TnT技术制备的单克隆细胞扩繁90个世代后，95%的克隆细胞株表现出稳定的蛋白表达能力，完全符合业界30%的产能误差标准（图2D）。优异的世代稳定性，确保工艺放量的安全性。
A
B
C
D
图2：使用TnT转座子载体与随机整合载体 (RI) 表达相同单抗分子，细胞在筛选阶段的细胞密度[A]和整体活力变化情况[B]。筛选后的细胞池经14天fed-batch培养后单抗产能分析[C]。TnT制备的多个单克隆细胞的世代稳定性研究分析，扩繁90世代 (Gen90) 的蛋白产能与Gen0代的蛋白产能比较分析[D]。
双特异性抗体开发案例
双特异性抗体的结构复杂，此案例针对商品化的某不对称4链双特异性抗体进行测试。
采用原研的knobs-into-hole结构将两条轻链（LC1和LC2）和两条重链（HC1和HC2）构建至CHOUSOURCE™ TnT表达载体中。TnT转座子载体含双表达盒，鉴于重轻链组合及两条链在载体上的位置关系，采用两个重组载体共转策略并测试了四种模式 (HC1LC1，LC1HC1，HC1LC2，LC2HC1) ，即对构建的8个不同TnT重组载体进行8种两两组合配置，以探究蛋白表达和组装最优的组合（图3）。
A
B
图3：使用CHOSOURCE TnT转座子技术表达某不对称4-链双特异性抗体[A]。构建的8个不同TnT重组载体和双载体共转染时8种不同的质粒转染组合[B]。
不同载体组合在转染筛选阶段表现出对宿主细胞的活力差异影响
8种组合的实验条件相同。即两个载体（摩尔比为 1:1）与TnT转座酶mRNA共转染GS KO CHO细胞。从细胞池转染恢复的变化可以发现，6个组合的细胞池在~10天完成筛选，2个组合在~16天达到恢复培养阶段（图4）。不同组合的载体对宿主细胞的活力状态存在差别。
图4：双载体共转染后细胞池的筛选恢复概况。图[A]代表活细胞密度，图[B]代表细胞活力百分比。
不同载体组合在基因整合情况和细胞池生产力能力上存在显著差异
组合中两载体以1:1的比例共转，对细胞池的整合基因拷贝数研究发现各组合下两载体的整合比例是不同的，但8种组合下同一表达载体中的HC和LC均以1:1的比例整合。例如，在共转染条件LC1HC1_HC2LC2中，载体1中LC1和HC1的拷贝数均为15，另一载体中HC2和LC2的拷贝数为11，两个载体均含GS基因，测定的GS基因拷贝数26，正好与两载体数加合相同。说明TnT的转座介导完整序列的整合。
图5：目标基因(LC1、HC1、LC2、HC2)和筛选基因GS的整合拷贝数插入情况[A](ddPCR方法)和细胞池表达双抗能力的初步评估（常规14天fed-batch培养）[B]。
对8组测试的细胞池进行产能评估 (图5B)。双抗产量数据显示，6个组合的产能均高于1g/L，LC1HC1_HC2LC2组合的抗体整合拷贝数最多，总体抗体滴度最高。
细胞池制备的双抗蛋白，通过快速质量分析指导试验优化方向
微流控毛细管电泳技术可以实现数分钟内的快速蛋白属性鉴定，包括抗体的纯度，不同的蛋白构象（聚体、糖基化及游离链等）和单体的定量分析。本测试使用瑞孚迪微流控毛细管电泳LabChip GXII Touch HT系统，对8组合获得的双抗进行非还原和还原电泳分析(图6)。
图6：LabChip GXII Touch HT 系统评估8个组合的蛋白属性。抗体及参考双抗（reference）非还原状态[A]和还原状态[B]下蛋白的μCE-SDS情况。
不同组合下双抗的蛋白电泳图谱与参考双抗的蛋白谱非常相近，其中LC2HC1_LC1HC2 组合的构象正确率达94%。结合还原蛋白电泳图谱结果，该组合中LC链和HC链的含量比例与参考双抗最为接近，可考虑将此组合进行继续优化或直接用于单克隆挑选。
三
CHOUSOURCE™平台应用
目前，全球范围内CHOUSOURCE™已经支撑85+个新药应用（IND）获批（包括美国、欧洲、中国等），商品化的抗体药也已上市，平台在用用户超过百余家，其中全球Top20制药企业中就有8家正在使用这一平台。
CHOUSOURCE™平台具有显著优势。一方面，其工程化CHO细胞株和TnT转座子技术可助力生物制药者在细胞株开发阶段快速获取高表达细胞株，提升研发效率；克隆株的高稳定性为产品质量与产量提供保障，为细胞工艺放大培养带来安全保障。另一方面，随着抗体药物研发的深入，该平台能有效解决多特异性抗体基因表达和组装难题，提高抗体药物研发的整体效率和质量，为未来抗体药物创新发展提供强大技术支撑。
昔时华山论剑，工善其事者先；今朝抗体药研，优势工具定乾坤！
联系方式：
关于高通量表面等离子共振（HT-SPR）仪Carterra Ultra™更多产品及应用信息，请访问Carterra网站www.carterra-bio.com 或联系瑞孚迪中国区技术热线400969018。
关于高效蛋白表达平台CHOUSOURCE™的更多产品及应用信息，请访问网站https://horizondiscovery.com 或联系瑞孚迪中国区技术热线400969018转Horizon Discovery工业细胞株业务。
关于Carterra公司
Carterra是创新技术的领先提供商，致力于加速新型治疗候选药物的发现。瑞孚迪作为Carterra投资人及深度合作伙伴，全面负责Carterra高通量SPR筛选表征平台Ultra、LSAXT、LSA在中国的销售与应用服务及售后支持。
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