灌流培養は、1細胞あたりの生産性まで上げられるのか

灌流培養培養液を連続的に入れ替えながら細胞を高密度に保ち、長期間生産を続ける培養方式です。細胞を装置で保持し、老廃物を除きつつ栄養を補給します。詳しく →は、新しい培地細胞を体外で生存・増殖させるために必要な栄養・エネルギー源・成長因子などを含む液体または固体の環境基盤。詳しく →を入れながら使い終えた培地を抜き続け、細胞を濃いまま保つ培養の方式です。培養の設計をする人にとって、槽あたりの生産量が上がる理由は、これまで主に細胞の数で説明されてきました。

ただし、生産量は細胞の数だけでは決まりません。1個の細胞が1日に作る量（比生産性細胞1個あたりが単位時間に産生する製品量。細胞数によらず産生能を比べるための指標。詳しく →）との掛け合わせです。2026年8月の学会で、灌流は細胞の数だけでなく、この1細胞あたりの働きも上げたとする発表がありました。

発表の主張から始めて、なぜ上がりうるのか、約2倍という数字を読むときの前提、自社で確かめる順番をたどります。

1. 細胞を濃くすれば、1細胞あたりの生産性も上がるのか

上がるとは限りません。槽あたりの生産量は細胞の数と1細胞の働きの掛け合わせで、灌流はこれまで、主に細胞の数を増やす方式として説明されてきました。

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細胞を増やしても、比生産性が落ちれば、槽あたりの生産量はそれほど増えません。今回の発表が目を引くのはここです。細胞を濃く保ったまま、比生産性も上がったと主張しています。

2. 発表は、どんな培養で何を比べたのか

公開されている標準のCHO細胞抗体など組換えタンパク質の生産に広く使われる、チャイニーズハムスター卵巣由来の培養細胞です。詳しく →株を使い、培地の入れ替えを繰り返す長期の培養と、流加培養培養の途中で栄養（フィード）を追加しながら細胞を高密度まで育てる培養方式。詳しく →を比べました。 発表者は、米国立標準技術研究所（NIST）とメリーランド大学の共同研究拠点に所属する研究者です。

使われた細胞株（NISTCHO）は、施設をまたいで結果を比べるために公開されたものです。NIST の抗体の標準品と同じアミノ酸配列の抗体を作り、作り方と由来が公開されているため、別の研究室でも同じ株で追試できます。使用は非商業の研究に限られています。

報告によると、この培養は高い生存率細胞集団のうち生きている細胞の割合。凍結・培養の品質を示す基本指標。詳しく →を保ったまま、流加を上回る体積あたりの生産性を示しました。ここまでは灌流の一般的な強みと同じです。発表が強調したのは、培地を連続して入れ替えると、比生産性そのものが流加の約2倍に伸びた点です。

自社の細胞株と並べる物差しとしては使えます。ただ、この株で起きたことが自社の株でも起きるとは限りません。副産物への強さも、培地の好みも、細胞株ごとに違います（細胞株の構築）。

3. なぜ、培地を入れ替えると1細胞の働きが上がるのか

細胞が出した乳酸やアンモニアグルタミンの代謝と化学分解で生じる代謝副産物。蓄積すると増殖・生存を落とし、糖鎖の質にも影響する。詳しく →が溜まらず、細胞が生きていても働きが鈍る状態を避けられるからです。 流加培養では、これらの副産物が槽の中に溜まり続けます（乳酸の代謝シフト、CHO培養のアンモニア）。

ただし、培地の入れ替えは、副産物を除くと同時に、新しい栄養を絶えず足してもいます。約2倍の中身が、副産物を除いた効果なのか、栄養が常に新しい効果なのか、その両方なのかは、副産物の濃度を追った実験で切り分けます。

では、副産物は除くほどよいのでしょうか。同じ時期に、CHO の灌流で、細胞の出す老廃物をある程度溜める設計のほうが収率が上がったという報告も出ています。どの副産物を、どの濃度まで許すかは、細胞株と培地と灌流の速さで決まる調整の項目だと読めます。

4. 「流加の約2倍」は、何と比べた2倍なのか

比べた流加の条件と、培養のどの時期の値かによって、倍率は変わります。 学会発表の段階では、この前提が数字と一緒に示されるとは限りません。

• 比べた流加の条件⁠：同じ株、同じ培地、同じフィードフェドバッチで追い足す濃縮した栄養液。いつ・どれだけ・どう入れるかが生産性と品質を左右する。詳しく →で比べているか。流加の側が控えめな条件なら、差は大きく見えます。
• 測った時期⁠：培養全体の平均か、いちばん高い時期の値か。
• 体積あたりの生産性⁠：比生産性が2倍でも、細胞の数が少なければ、槽あたりの生産量の増え方は別です。
• 培地の量⁠：灌流では、1日に槽の容量と同じか、それ以上の培地を入れ替えることもあります。製品1 gあたりの培地が増えれば、比生産性が伸びても費用は合いません（CSPRとは）。

もう1つ、培養の形も確かめます。小型の容器で培地の入れ替えを繰り返して灌流に近い環境を作る方式は、細胞を槽に残す装置を付けた実機の槽とは条件が違います。小さな系で見えた伸びが、実機でどこまで再現するかは別の確認です。

参考文献

• Dahodwala H（IBBR / NIST）. Driving Down Cost by Powering up Productivity: Intensified and Perfusion Bioprocessing with NISTCHO. The Bioprocessing Summit 2026, Intensified and Continuous Bioprocessing track（2026年8月11〜12日、ボストン）での発表。要旨は主催者のプログラムに掲載。NISTCHO を用いた長期のシミュレーション灌流培養で、流加を上回る体積あたりの生産性と、流加の約2倍の比生産性を報告
• Dahodwala H, et al. Development and Characterization of the NISTCHO Reference Cell Line. 2025.（NISTCHO の作製と特性解析。NIST の刊行物ページに2025年3月18日付で収載）
• NIST, NISTCHO Reference Material 8675 の情報シート（NISTmAb と同じ配列の抗体を作る CHO 株、CHOZN GS-/- 宿主、2023年初めの研究用試験材料 RGTM 10197 としての公開、非商業の研究に限る使用条件）
• European Pharmaceutical Review, CHO perfusion model lifts yield by letting cellular waste build up（老廃物をある程度溜める設計で収率が上がったとする報告）