重組治療蛋白（RTPs）在生物醫(yī)學(xué)行業(yè)中至關(guān)重要，絕大多數(shù)獲批準(zhǔn)的RTPs都是在哺乳動物細(xì)胞系中生產(chǎn)的。[1] 值得注意的是，中國倉鼠卵巢（CHO）細(xì)胞是主要的生產(chǎn)平臺，負(fù)責(zé)大約70%的市售RTPs [2]，[3]。CHO細(xì)胞因其多種優(yōu)勢而受到青睞，包括其在懸浮培養(yǎng)中的生長和存活能力、良好的安全性以及能夠在無血清和化學(xué)定義的培養(yǎng)基中茁壯成長的能力 [4]，[5]，[6]。這些特性，加上其出色的表達(dá)能力、高生產(chǎn)穩(wěn)定性和適合大規(guī)模制造的特點(diǎn)，使得CHO細(xì)胞成為首選的宿主系統(tǒng)。此外，與其他表達(dá)系統(tǒng)相比，CHO細(xì)胞具有進(jìn)行復(fù)雜糖基化修飾的能力，產(chǎn)生的糖基化模式與人類細(xì)胞非常相似。這一特性對許多治療蛋白的生物活性和穩(wěn)定性至關(guān)重要 [7]，[8]。

為了使蛋白質(zhì)正常發(fā)揮作用并發(fā)揮預(yù)期的生物效應(yīng)，它們需要經(jīng)過翻譯后處理，這包括多種修飾，如磷酸化、泛素化、乙酰化和糖基化 [9]，[10]。特別是糖基化在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)形成和功能中起著關(guān)鍵作用。但需要注意的是，并非所有重組蛋白都是糖蛋白。值得注意的是，一些較簡單的結(jié)構(gòu)也可以在微生物細(xì)胞宿主體內(nèi)產(chǎn)生。蛋白質(zhì)糖基化涉及一系列酶促和非酶促反應(yīng)，其中蛋白質(zhì)通過添加糖分子發(fā)生共價(jià)修飾，形成糖蛋白——這一過程包括美拉德反應(yīng) [11]。糖基化通常發(fā)生在蛋白質(zhì)翻譯的同時(shí)或之后。在各種酶的作用下，糖基或寡糖鏈被連接到多肽骨架上，隨后被切割或重塑以生成多種糖基化結(jié)構(gòu)。根據(jù)糖或糖鏈與蛋白質(zhì)之間的連接方式，糖基化修飾可以分為四種主要類型：N-糖基化、O-糖基化、C-糖基化和糖基磷脂酰肌醇（GPI）介導(dǎo)的糖基化 [12]。其中，N-糖基化是一種特別重要且研究較為深入的蛋白質(zhì)糖基化形式。在體內(nèi)，糖基化蛋白對于細(xì)胞粘附、分子識別和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程至關(guān)重要。糖基化影響多種細(xì)胞功能，包括細(xì)胞信號傳導(dǎo)、免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)、蛋白質(zhì)翻譯和蛋白質(zhì)降解 [13]，也是蛋白質(zhì)生物活性的重要決定因素 [14]。此外，雖然糖鞘脂主要被歸類為糖脂，但由于其糖鏈的復(fù)雜結(jié)構(gòu)以及它們與細(xì)胞膜中糖蛋白的協(xié)同作用（例如在識別功能中的作用），有時(shí)也會在糖基化修飾的廣泛討論中被提及 [15]。這些不同類型的糖基化修飾顯著增加了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的多樣性。

糖基化修飾在臨床上具有重要意義，顯著影響RTPs的產(chǎn)量和質(zhì)量。其結(jié)構(gòu)異質(zhì)性是治療蛋白的關(guān)鍵質(zhì)量屬性（CQA），直接決定了藥物的臨床療效 [16]。非人類糖基化結(jié)構(gòu)可能會引發(fā)免疫原性，從而危及臨床安全性。此外，糖鏈的異質(zhì)性會顯著改變藥代動力學(xué)特性，并影響批次間的一致性。在生物類似藥開發(fā)中，精確表征糖基化譜對于證明與參考藥物的臨床可比性至關(guān)重要。因此，監(jiān)管機(jī)構(gòu)如FDA和EMA要求將其作為關(guān)鍵質(zhì)量屬性（CQA）進(jìn)行監(jiān)測 [17]，[18]。因此，優(yōu)化糖基化控制策略既是工藝挑戰(zhàn)，也是確保藥物療效、安全性和商業(yè)可行性的科學(xué)基礎(chǔ) [19]，[20]，[21]。針對特定應(yīng)用（如增強(qiáng)抗腫瘤抗體的ADCC效應(yīng)或延長EPO類似物的半衰期）定制糖鏈譜是生物制藥研發(fā)的前沿。能夠進(jìn)行類似人類糖基化的CHO細(xì)胞通過人源化糖基化修飾為臨床安全性和監(jiān)管障礙提供了關(guān)鍵解決方案。因此，生物制藥行業(yè)優(yōu)先整合先進(jìn)的糖工程技術(shù)和精確控制CHO細(xì)胞的糖基化，以提高產(chǎn)品質(zhì)量。

蛋白質(zhì)糖基化是蛋白質(zhì)與糖類之間的關(guān)鍵紐帶。在蛋白質(zhì)分子表面添加糖鏈會深刻影響其分子結(jié)構(gòu)。這種修飾在維持蛋白質(zhì)穩(wěn)定性、影響其生物功能以及調(diào)節(jié)其免疫原性方面起著重要作用。

重組蛋白的糖基化受多種因素的影響，包括宿主細(xì)胞系、營養(yǎng)物質(zhì)的可用性、培養(yǎng)方法和培養(yǎng)條件（圖1）。其中，精確控制培養(yǎng)條件對于確保重組蛋白的糖基化一致性至關(guān)重要。培養(yǎng)條件，包括營養(yǎng)成分、pH值、溫度、氧氣和氨水平、滲透壓以及剪切應(yīng)力，都可能顯著影響糖基化過程。

調(diào)控糖基化的機(jī)制非常復(fù)雜，涉及基因組學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)和質(zhì)量控制等多個(gè)生物學(xué)層面。基因組學(xué)研究闡明了參與糖基化的關(guān)鍵基因和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為這一過程的精確操作提供了基礎(chǔ)。系統(tǒng)生物學(xué)方法有助于全面理解細(xì)胞水平上的糖基化動態(tài)及其與

糖基化在生物制藥行業(yè)中的重要性已經(jīng)得到了充分認(rèn)可。CHO細(xì)胞中的糖基化對重組蛋白的功能、穩(wěn)定性、免疫原性和生物活性有著重要影響。這種翻譯后修飾不僅影響蛋白質(zhì)的折疊和分泌，還決定了其半衰期和生物活性，從而深刻影響治療蛋白的安全性和療效。多種因素共同調(diào)節(jié)糖基化過程。

張俊和：概念構(gòu)思、監(jiān)督、撰寫——審閱與編輯。李衛(wèi)東：正式分析、研究、撰寫——初稿。王偉峰：概念構(gòu)思、研究、撰寫——初稿。王倩文：正式分析、研究、監(jiān)督。李學(xué)坤：正式分析、研究、監(jiān)督。王天云：撰寫——審閱與編輯

作者聲明他們沒有已知的競爭性財(cái)務(wù)利益或個(gè)人關(guān)系可能影響本文所述的工作。

數(shù)據(jù)將根據(jù)請求提供。

? 作者聲明他們沒有已知的競爭性財(cái)務(wù)利益或個(gè)人關(guān)系可能影響本文所述的工作。

本工作得到了國家自然科學(xué)基金（編號：U23A20270）、河南省科技研發(fā)計(jì)劃聯(lián)合基金（工業(yè)領(lǐng)域）（編號：245101610004）、河南省自然科學(xué)基金普通項(xiàng)目（編號：252300423084、232300420019）以及河南省國際聯(lián)合重組藥用蛋白表達(dá)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目（編號：KFKTYB202205）的支持。