CDMO群英会欧洲篇---德国先进生物技术的代表——Rentschler

德国的药企多为家族企业或私有企业，如今享誉全球的拜耳、格兰泰、勃林格殷格翰、费森尤斯和默克或多或少都是从家族企业发展而来，历史向上可追溯很多代，有些药厂的历史甚至可以追溯到德意志第二帝国时期。德国制药业发迹于第一次工业革命后期，蒸汽机的出现使得采矿业和冶金业等需要大量人力的重工业得以飞速发展，从而推动了化工行业的进步。可以说，德国制药业与化工行业是密不可分的。然而随着两次世界大战的战败，以及冷战时期德国的分裂，使得德国制药业并没能跟上时代的潮流。20世纪70年代，生物技术开始进入制药行业，而当时，拜耳、默克、勃林格殷格翰还在钻研化学合成药，费森尤斯则专耕于大输液产品，另一个大厂格兰泰则陷于臭名昭著的“反应停”事件中自顾不暇。几乎大厂们都没有太把生物技术当回事儿，而本文的主角——Rentschler在1974年就成立了生物技术部门，并于1979年开始进行重组细胞株的开发。

图1 Rentschler公司发展历史（版权为作者所有）

Rentschler公司自称为一家中型生物制药公司，总部位于德国的劳普海姆镇上，总面积超过4万平米。作为生物技术的先锋，其能提供基于哺乳动物细胞的代工开发和生产。目前已为全球100多个客户提供了外包服务，经手了超过200个不同的分子，运行了超过350批生产，其中30%为连续培养模式。现任管理层主要来自安进，勃林格殷格翰和默克等大厂。

下面我们来从几个维度考察一下Rentschler的实力具体如何：硬件设施、技术储备和领导力。

首先是硬件设施，3x 3000L不锈钢反应器，2x 2000L和2x 1000L一次性生物反应器，支持灌流培养（ATF-10配合XDR-1000），ÄKTAprocess，最大80cm内径层析柱，60000瓶量的罐装和冻干线[1]。

图2 2012年获奖设施，左起分别为XDR-50, XDR-200和XDR-1000一次性生物反应器（来自Rentschler官网）

直观感受，确实如其自称的是个中型体量的CDMO公司，但是体量不大，质量却很出色。2012年德国总部更是获得了年度设施奖。硬件设备都来自知名供应商。2015年更是与GE Healthcare官宣了其新产线的落成[2]，因为其不仅在当年购买了XDR-50, XDR-200, XDR-500和XDR-2000, 更是第1000台ÄKTAprocess的客户，且所有这些设备在6个月内就交付并完成了调试。后续又与GE Healthcare 联合发布了White Paper，看来GE Healthcare会作为Rentshler的长期合作伙伴[3]。

图3 2015年扩充的2000L生产线，右起分别为XDR-50, XDR-200, XDR-500和XDR-2000一次性生物反应器（来自Rentschler官网）

2016年其又扩充了一个2000L一次性生物反应器，笔者暂未了解到其品牌信息，不过根据其彩页中宣称的“不同类型的一次性生物反应器”字眼来看，也可能不是XDR，希望有知情人能够后台留言一下。

今年年初，Rentschler又完成了对Shire位于麻省Milford市的GMP设施的收购，终于在美国本土有一个CDMO基地了，2006年其只是在美国成立代理公司承接美国业务，并未建设工厂[4]。

再来看其技术储备。2014至2018年，Rentschler在期刊上发表了26篇论文，面向客户推出了17篇应用文献，在各大生物制药论坛上发表了58场演讲。内容涵盖分子构建、细胞株优化、灌流培养工艺、病毒去除方法、层析工艺优化、SPR技术和制剂。Rentschler对一次性技术的应用案例还被收录在了由中国食品药品国际交流中心组织编写的《国际制药一次性使用系统应用及技术指南》一书中。

下面我们快速看几篇比较有意思的文献，更多内容请各位读者自行前往Rentschler官网查阅。如果有读者感兴趣，可以底下留言，后面小编可以把大家感兴趣的文献着重拿出来解析。

1. 高密度细胞建库应用于快速扩种[5]

通过ReadyToProcess WAVE 25波浪式生物反应器及灌流细胞培养袋，将24天的扩种时间缩短至10天左右，同时保持一致的细胞密度、细胞活力和表达量。 

图4 快速扩种路线

2. 通过SPR技术（Biacore）测定一种IgG对CD16和GD2的结合常数作为ADCC效应的替代评估方案[6]

使用Biacore C将GD2偶联在CM05芯片上，让IgG流过芯片，计算其与GD2的结合常数；

使用Biacore T200将蛋白A固定化在CM05芯片上，让IgG流过芯片，让CD16流过芯片，计算其与CD16的结合常数。

 

图5 上：IgG与GD2的结合；下：IgG与CD16的结合

3. 通过STORY方法优化亲和层析填料和得率[7]

减少层析填料体积，提高cycle数，将装填高度降低以缩短cycle时间。从空间和时间两个层面对工艺成本进行平衡。可以节省约900,000欧元的成本。

 

图6 上：两种方法的填料成本；下：层析工艺流程

4. 应用不同的工艺路线生产复杂分子：长效融合蛋白及双抗[8]

案例一：长效凝血因子VII

图7 左：不同糖基化融合片段的分子构建；右：不同的下游工艺路线

案例二：CTLA-4 Fc片段融合的贝拉西普

图8 上：该分子能结合CD80和CD86；下：上游工艺及补料策略

5. 一次性技术的优势与劣势[9]

在操作、公用系统和维护方面，对于一个普遍的mAb工艺来说，全部使用一次性设备可以降低>20%的操作成本和>10%的人力成本。对于CDMO来说，一般2000L以上的规模不是经常会遇到，因此最近出现的4000L SUB（来自ABEC）并不是十分需要。因为现代工艺完全可以通过优化或新技术来提高效率和产量，以尽可能避免2000L以上规模的生产要求。

一年24批生产的3000L不锈钢线的成本大约为€250/g蛋白；而一年36批生产的2000L一次性线的成本约为€280/g蛋白。

最后再看Rentschler的领导力。

• 现任CEO Frank Mathias博士，25年以上的工业经验。之前曾在施维雅和安进慕尼黑分公司的CEO，同时担任德国生物制药促进交流协会VFA的主席。来自德国本土的生物制药人才资源应该是有所保障的。

• 现任COO Ralf Otto博士，20年以上的工业经验。之前在勃林格殷格翰负责细胞和生物制造板块的整体运营，后又担任勃林格位于美国加州弗里蒙特公司的副总裁。

• Thomas Rösch博士，生物制药工程板块副总，16年的工业经验，参与设计、建设和改造了勃林格殷格翰位于德国和美国的多个生产和研究中心。

• Jesús Zurdo博士，工艺科学与创新板块高级副总裁，15年工业经验。分管CDMO业务中从细胞株构建至制剂的所有工艺的开发和优化。之前在龙沙公司（Lonza）担任战略创新总监，负责新技术应用及新剂型开发。他也是一系列新药公司的联合创始人，如Zyentia和Zapaloid，这些经历可以更好地吸引新药公司的业务。

• Henning Gerschewski博士，生产科学与技术副总裁，15年工业经验。分管CDMO业务的生产、开发和质量工作。之前担任勃林格殷格翰位于美国加州弗里蒙特公司的工艺转移和单元操作平台的总监。

• Christian Hunzinger博士，项目管理高级副总裁，15年工业经验。之前担任Merck的CMC项目主管，通过与Pfizer的战略联盟，最终成功将Bavencio®(avelumab)推上市场。

可以看出这些管理层主要是来自于德国本土，其中勃林格殷格翰成为其最大的“高管市场”。勃林格作为全球最大的CDMO公司之一，从该公司走出的高管们，相信能在Rentschler发挥重大作用，将CDMO业务和技术革新推向更高的水平。

参考文献 (所有文章或新闻均来自Rentschler官网，点击原文可链接到官网，进入news板块即可查看）

[1] cGMP Biomanufacturing. Flyer. Rentschler Biopharma.

[2] Rentschler Biotechnologie expands European manufacturing capabilities with GE Healthcare Life Sciences bioprocess technologies. News.

[3] Modular approaches for diverse molecules: Reinventing smart bioprocessing. White Paper.

[4] Rentschler Biopharma Completes Acquisition of U.S. Manufacturing Site. News.

[5] Marvin Kadisch, Lisa Weißer, Kurt Russ. High-density cell banking for intensified seed trains.

[6] Marco Bareth, Stefan Stranner, et al. FcγRIII(CD16) and GD2 binding assay for an IgG using surface plasmon resonance (SPR; Biacore)  as a surrogate for evaluation of Antibody-Dependent Cell-mediated Cytotoxicity (ADCC). 

[7] Marlene Holder, Sabrina Graser, et al. SCALE-UP OF AN AFFINITY CHROMATOGRAPHY TO 1000 L MANUFACTURING SCALE USING SPACE-TIME OPTIMIZED RESIN AND YIELD (STORY) APPROACH.

[8] Stefan R. Schmidt. Manufacturing of Complex Biobetters: Half-life Extended Fusion Proteins and Bispecifi c Molecules 

[9] Tina Lütke-Eversloh, Peter Rogge. Biopharmaceutical Manufacturing in Single-Use Bioreactors. Pham. Ind. 80, Nr. 2,281-284 (2018)