2022年全球抗体药物市场规模达到2200亿美元，其中前50款抗体新药合计销售额2063亿美元，占到94%，其中前两名抗体药——Humira、Keytruda销售额破200亿美元。根据Global Info Research调研数据，2022年全球合成抗体收入大约610.3亿美元，预计2029年达到1482.1亿美元，2023至2029期间，年复合增长率CAGR为13.5%。随着单抗、双抗、ADC等生物创新药源源不断地进入临床研究与商业化生产阶段，传统的生产工艺面临新的挑战，已经无法充分满足市场增长的需求，工业界对此进行了很多探索，如生物反应器解决了上游生产的通量问题；在生产一种新型生物药的成本中，仍有超过60%的成本与下游工艺有关，导致商业化批次生产非常低效且成本高，因此开发出具有高通量、低成本和低交叉污染风险的高效下游工艺变得尤为重要。
几十年来，层析法一直是生物制品下游纯化的主要工具，对于保证药物的纯度和安全性至关重要。抗体层析中的亲和捕获是限制下游实现高通量的主要限速步骤，在所有下游步骤里投资占比也最大。
传统生产采用单柱模式层析，存在固有的局限性。主要是因为系统在上样的过程中填料的载量没有完全被利用，单根较大的层析柱在达到一定载量后，停止上样，因此闲置柱床体积较大，导致成本的增加；在给定的批量和处理时间下，对填料体积的要求也会更高；由于有较大的层析柱和针对单柱层析设备操作的支撑基础，占地面积会较大。
实现高通量并不能不计成本，需要在提高通量的同时平衡成本。单柱模式层析只能在通量、成本、灵活性之间进行取舍，兼顾其中两种。为了提高下游通量，就得扩大层析系统的尺寸规模，就得需要配备更大体积的设备，厂房，建设更多的生产管线，填料的消耗量也会相应地增大，这样生产成本就会上去。如果只建设更多的管线，不提高设备的尺寸和耗材的量，也不能使产品的处理通量有很大的提高。
图1：单柱批次层析无法做到三者兼顾
业界通过优化开发出多柱位层析MCC（Multi-Column Chromatography），层析柱可以被分为多根体积较小的可以单独运行的层析柱，同时可以做到高通量、较低成本、高灵活性，兼顾了三个方面，为下游工艺强化提供了可行性。
图2：MCC兼顾高通量、低成本、高灵活性
赛多利斯的BioSMB平台为下游工艺强化提供了一种简化的方式和简便的操作，BioSMB目前有2款设备，其中Resolute® BioSMB | PD专用于实验室规模的工艺开发，流量最高达100 mL/min；而另一款Resolute® BioSMB | Process系统专门用于GMP标准要求的临床和商业生产，根据流量分为80和350两种型号，所有管路均采用一次性可快速拆卸的管路。这两个设备具有完全相同的操作系统，保证了工艺参数可以平稳的放大，节省了整体的项目时间和成本。BioSMB系统连续模式下执行程序还可以降低由于人为失误和过程中断而造成的高污染风险。
图3：赛多利斯BioSMB
BioSMB设备采用两根层析柱串联上样的模式，两根层析柱串联上样有两大优点：
第一，第二根会接收第一根柱子的流穿，这样可以使第一根柱子达到载量极限，并且不用担心样品的浪费，可以大大提高填料的利用率；
第二，两根柱子串联，在上样时增大流速，每根柱子的保留时间不会出现明显的下降，不会影响结合效率，这样就可以提高工艺流速，降低工艺时长。
图4：MCC模式图
通量的计算公式如下，理论上通过调整参数——提高上样载量g或降低工艺时间h的方式就可以实现通量的提高。但是由于填料的性质，流速越高就会造成载量越低，BioSMB可以提供简化的操作平台，去拟合载量和流速，使两者之间达到很好的平衡，以保证可以有较高的通量。
图5：通量计算公式
根据实际生产测试数据，与单柱模式相比，使用BioSMB多柱层析模式进行生产，处理相同体积料液时可以有更高的通量和灵活性，同时可以节省填料的使用。在处理相同规格的料液条件下，流速相同时，BioSMB要比单柱批次层析节省了75%的填料；料液为2000L（5g/L），将BioSMB的流速提高一倍后，仍然可以节省一半的填料。用BioSMB进行MCC模式下的生产，处理相同体积料液时可以有更高的通量和灵活性，又可以节省70%以上的填料。
图6：BioSMB与单柱模式数据对比
参考文献
1.https://www.sartorius.com.cn
2.F. Mirasol, Technology Innovations Improve Process Chromatography Performance. BioPharm International 33 (9) 2020.
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