當接種HPV疫苗預防宮頸癌，或使用CAR-T細胞療法治愈白血病”時，你是否想過這些拯救生命的生物醫藥產品，背后都離不開一種看似普通卻至關重要的“原材料”，它不是精密的儀器，也不是昂貴的抗體，而是給細胞提供基本營養和環境--細胞培養基。培養基看似低調，卻直接決定了疫苗、細胞治療、抗體藥物等產品的質量與產量。

 

圖：疫苗接種過程

細胞培養基就是人工配制的、能滿足細胞生長、增殖和分化的多種物質混合物，通常包含以下組分：

基礎營養物質：葡萄糖提供能量，氨基酸構成細胞結構；

生長因子與微量元素：比如胰島素、EGF（表皮生長因子），相當于“營養添加劑”，能刺激細胞快速增殖；

血清或無血清替代物：早期培養基常添加牛血清，但存在外源病毒污染風險，無血清培養基是用重組蛋白替代血清，安全性更高；

轉運蛋白：轉鐵蛋白（鐵載體）與重組人血清白蛋白協同維持營養運輸與滲透壓；

激素類：胰島素為核心抗凋亡劑，添加量通常為5-10 μg/mL；

促貼壁物質：如纖連蛋白、層粘連蛋白等，這些物質幫助細胞在無血清條件下貼壁生長；

促生長因子及激素：如胰島素、轉鐵蛋白、EGF、bFGF、促紅細胞生成素等成分促進細胞生長和分化；

酶抑制劑：如谷氨酰胺、青霉素、鏈霉素等，用于維持細胞生長環境。

在生物醫藥領域，只要涉及“體外細胞培養”，就離不開細胞培養基。它的應用場景早已滲透到我們熟知的多個領域，成為產業鏈中不可或缺的一環。

 

圖：疫苗藥物生產過程

我們從小到大接種的疫苗，比如乙肝疫苗、水痘疫苗、HPV疫苗、新冠疫苗等大多是需要通過細胞培養來生產。以HPV疫苗為例，生產過程中需要將HPV病毒的衣殼蛋白基因導入昆蟲細胞（如Sf9細胞），讓細胞大量表達病毒樣顆粒--而這個過程，必須在適配的昆蟲細胞培養基中進行。

對于細胞治療領域CAR-T療法其核心是從患者體內提取T細胞，在體外進行基因改造和大量擴增，再回輸到患者體內殺滅癌細胞。而T細胞在體外的“擴增”過程，對培養基的要求堪稱“苛刻”。普通培養基難滿足T細胞的活化和增殖需求，必須使用添加了IL-2、IL-7等細胞因子的“免疫細胞專用培養基”。這種培養基不僅要保證T細胞的活性，還要避免引入外源污染物。

抗體藥物是目前生物醫藥領域的“明星產品”，2024年全球銷售額Top10的藥物中，有7款是抗體類藥物。而抗體藥物的生產，主要依賴CHO細胞體外培養--CHO細胞能高效表達目標抗體，但其培養過程對培養基的要求極高。

隨著生物醫藥產業的快速發展，細胞培養基也在朝著更精準、更高效的方向進化。未來培養基將會更加注重

不同類型的細胞，對營養的需求存在差異；即使是同一種細胞，在不同的培養階段（如增殖期、表達期），所需的營養成分也不同。未來，“個性化定制培養基”將成為主流--根據細胞類型、培養目的甚至客戶的生產工藝，量身設計培養基配方。

細胞培養基的生產過程對成分的精準度要求極高，傳統的人工配料方式不僅效率低，還容易出現誤差。未來，通過AI算法優化配料比例，利用自動化設備實現精準投料和混合，全程實時監控成分含量--確保每一批培養基的質量都完全一致。

隨著“雙碳”目標的推進，細胞培養基的生產過程中，原材料的提取、廢棄物的處理都將更加注重環保。比如，利用發酵技術生產重組蛋白替代動物來源的成分，減少對動物的依賴；通過工藝優化降低培養基生產過程中的能耗和廢水排放，讓生產過程更加環保綠色。