酵母表達(dá)系統(tǒng)(例如釀酒酵母和畢赤酵母)是真核細(xì)胞,擁有與CHO細(xì)胞等高等真核表達(dá)系統(tǒng)相同的諸多優(yōu)點(diǎn),包括對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行空間折疊,糖基化修飾等能力;其次,酵母細(xì)胞株構(gòu)建速度更快,不需要在病毒清除驗(yàn)證步驟上耗費(fèi)大量時(shí)間;最后,從生產(chǎn)的角度來看,酵母有更快、更容易、更便宜的特點(diǎn),可以縮短發(fā)酵周期,進(jìn)行高密度、大規(guī)模培養(yǎng),降低生產(chǎn)成本。因此被認(rèn)可為一種大規(guī)模表達(dá)蛋白的強(qiáng)有力的工具,在生物工程領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。
但是酵母表達(dá)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是對(duì)蛋白的非人源N-糖基化修飾而產(chǎn)生不同于哺乳動(dòng)物細(xì)胞的高甘露糖鏈,嚴(yán)重影響蛋白的結(jié)構(gòu)和功能,降低生物活性。由于酵母表達(dá)系統(tǒng)存在非人源N-糖基化修飾的缺點(diǎn),使其無法代替哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)各種糖蛋白和單克隆抗體。
我們應(yīng)用基因工程技術(shù)對(duì)畢赤酵母的糖基化修飾途徑進(jìn)行改造,構(gòu)建了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的糖工程畢赤酵母表達(dá)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(diǎn),生產(chǎn)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(dá)系統(tǒng),具有生產(chǎn)周期短、成本低、產(chǎn)量高、易于操作和工業(yè)放大等優(yōu)勢(shì),將對(duì)生物制藥產(chǎn)生重大影響。
2020年,美國(guó)FDA批準(zhǔn)丹麥靈北藥業(yè)單抗Eptinezumab上市 (商品名Vyepti)。這個(gè)案例被認(rèn)為開啟了畢赤酵母的抗體生產(chǎn)之門。未來,糖工程畢赤酵母可能替代CHO細(xì)胞用于抗體的生產(chǎn),進(jìn)而降低昂貴的抗體藥物用藥價(jià)格。