酵母表達系統(tǒng)(例如釀酒酵母和畢赤酵母)是真核細胞,擁有與CHO細胞等高等真核表達系統(tǒng)相同的諸多優(yōu)點,包括對蛋白質進行空間折疊,糖基化修飾等能力;其次,酵母細胞株構建速度更快,不需要在病毒清除驗證步驟上耗費大量時間;最后,從生產的角度來看,酵母有更快、更容易、更便宜的特點,可以縮短發(fā)酵周期,進行高密度、大規(guī)模培養(yǎng),降低生產成本。因此被認可為一種大規(guī)模表達蛋白的強有力的工具,在生物工程領域中具有廣闊的應用前景。
但是酵母表達系統(tǒng)的主要缺點是對蛋白的非人源N-糖基化修飾而產生不同于哺乳動物細胞的高甘露糖鏈,嚴重影響蛋白的結構和功能,降低生物活性。由于酵母表達系統(tǒng)存在非人源N-糖基化修飾的缺點,使其無法代替哺乳動物細胞表達系統(tǒng)應用于生產各種糖蛋白和單克隆抗體。
我們應用基因工程技術對畢赤酵母的糖基化修飾途徑進行改造,構建了自主知識產權的糖工程畢赤酵母表達系統(tǒng)(Glycoengineered Pichia Pastoris),克服了畢赤酵母非人源N-糖基化修飾而形成高甘露糖鏈的缺點,生產的糖蛋白具有均一、特定的人源N-糖鏈。糖工程畢赤酵母這一新型表達系統(tǒng),具有生產周期短、成本低、產量高、易于操作和工業(yè)放大等優(yōu)勢,將對生物制藥產生重大影響。
2020年,美國FDA批準丹麥靈北藥業(yè)單抗Eptinezumab上市 (商品名Vyepti)。這個案例被認為開啟了畢赤酵母的抗體生產之門。未來,糖工程畢赤酵母可能替代CHO細胞用于抗體的生產,進而降低昂貴的抗體藥物用藥價格。