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智能定點整合技術：細胞株開發(fā)進入精準高效新時代
近兩年熒光標記技術興起的轉機來自于一項融合人工智能與基因編輯的可將生物藥開發(fā)時間從6個月縮短至1.5個月的創(chuàng)新技術-智能定點整合。在2024年BPI US West會議上，Pfizer、Genentech、Takeda等紛紛展示了各自的定點整合平臺：Pfizer采用雙質粒雙位點策略，通過BxB1整合酶將兩個不同載體分別整合到兩個獨立位點，用紅綠熒光標記篩選無熒光轉化子。
Pfizer演講現(xiàn)場（BPI US West展會）[1]
Genentech則開發(fā)了單一位點多質粒順序整合技術，成功實現(xiàn)了一個knob-into-hole雙抗的11g/L高表達；AbbVie和MSD的聯(lián)合分析顯示，傳統(tǒng)細胞株開發(fā)平均耗時24-28周，而定點整合技術可縮短70%以上時間。
Genentech演講現(xiàn)場（BPI US West展會）[1]
國內也有一些定點整合平臺，如大灣生物AlfaCell平臺已與鼎康生物CDMO平臺深度整合，為全球客戶提供全流程加速服務；博安生物則在2024年10月推出了BA-Fastcell®平臺[2]。
智能定點整合技術（Intelligent Site-Specific Integration，SSI）是基因編輯技術、人工智能算法與自動化設備的融合。與傳統(tǒng)隨機整合（RTI）相比，它實現(xiàn)了從“盲目撒網"到“精準投放"的根本轉變。
將傳統(tǒng)24-28周的周期壓縮至6周。大灣生物展示的數據顯示，從DNA轉染到獲得研究細胞庫（RCB）僅需1.5個月。深圳太力生物的服務明確承諾1.5個月內交付穩(wěn)定高產單克隆。
表達量普遍達5g/L以上，是傳統(tǒng)方法的1.5-2倍。更值得關注的是，雙抗正確配對率突破80%，產品純度可達98.8%。穩(wěn)定性也顯著提升，達到100%穩(wěn)定性傳遞。
僅用“1塊96孔板"即可完成單克隆篩選，避免大量重復工作。Pfizer等企業(yè)的實踐表明，定點整合技術可減少30%以上的開發(fā)成本。
均一性高的細胞池獲得監(jiān)管機構認可，成為IND時間線突破的新窗口。在BPI Asia 2024會議上，專家指出定點整合細胞株的數據一致性顯著簡化了審批流程。
第一步：熒光宿主細胞構建與篩選
利用CRISPR-Cas9等基因編輯工具，在CHO細胞基因組中篩選高轉錄活性區(qū)域，插入包含熒光蛋白（如GFP）及重組酶識別位點（如BxB1 attP位點）作為“著陸墊"（landing pad）。此階段需篩選獲得熒光均一、生長穩(wěn)健的單克隆宿主細胞。
將包含目標基因（如抗體序列）和同源重組臂的表達載體導入宿主細胞，利用重組酶介導的位點特異性重組，將目標基因精準置換熒光標記。成功整合的細胞會失去熒光信號，成為“無熒光轉化子"。此階段需篩選出成功整合的無熒光的陽性克隆。
Cytena單細胞打印機在智能定點整合技術中的應用
宿主細胞篩選階段
基于熒光強度高效分選陽性宿主細胞，溫和的噴墨技術確保細胞活力。
宿主細胞篩選視頻
目的基因整合后細胞篩選階段：在一群熒光細胞中反向精準分選無熒光細胞（即成功整合的細胞），其噴嘴圖像可提供單細胞來源的證據，單細胞率>95%。
成功整合細胞篩選視頻
Cytena設備的優(yōu)勢在于：分選溫和、快速、單細胞率高，熒光和非熒光細胞都能高效分選、使用無菌一次性墨盒杜絕交叉污染、結合成像設備可提供完整的克隆生長追蹤報告，滿足FDA單克隆源性要求。
智能定點整合單克隆篩選流程圖
站在生物制藥工業(yè)化的轉折點上，智能定點整合技術代表的不僅是效率提升，更是一種研發(fā)范式的根本轉變——從隨機試錯走向理性設計，從人工操作邁向智能自動化。
然而，一個不可忽視的現(xiàn)實是：市場上定制一個采用智能定點整合技術開發(fā)的優(yōu)質細胞株，價格往往高達上千萬人民幣。這對于許多研發(fā)管線豐富、項目迭代快的生物技術公司，尤其是處于發(fā)展關鍵期的Biotech而言，無疑是一筆沉重的負擔，讓不少企業(yè)望而卻步。這高昂的“入場券"，反而點燃了另一股燎原之火——越來越多的企業(yè)不再滿足于“購買服務"，而是開始戰(zhàn)略性“投資未來"，著手自主組建智能定點整合技術平臺！
自主平臺的構建離不開關鍵設備的投入，Cytena單細胞打印機是平臺的核心硬件，貫穿宿主細胞篩選和目的基因整合細胞篩選兩大關鍵步驟，確保高效率、高活力、合規(guī)的單克隆分離。
參考資料：
【1】筆者親歷丨定點整合殺瘋了的BPI US West現(xiàn)場
【2】博安生物定點整合細胞株開發(fā)平臺BA-Fastcell®亮相BPI Asia 2024