바이오제약 산업의 파이프라인이 빠르게 확장되고 규제 기관의 요구 사항이 점점 더 엄격해짐에 따라 초기 단계의 세포 배양 공정 개발에서 더욱 효율적이고 합리적인 연구 설계가 요구됩니다. 최근 고처리량 바이오리액터 시스템과 실험계획법(DOE)의 발전으로 세포 배양 공정 개발 분야는 두 가지 기술 발전을 통합하여 이러한 요구를 충족할 수 있게 되었습니다. 본 연구에서는 Ambr® 15 바이오리액터의 주요 공정 매개변수를 포함하는 다양한 형태의 부분 요인 설계법(FFD)과 확정적 스크리닝 설계법(DSD)을 비교하여 초기 세포 배양 공정을 더 잘 이해하고 최적화했습니다. 그 결과, DSD가 FFD보다 이차 효과를 검출하는 데 더 효과적이고 효율적임을 보여주었습니다. 다양한 모델 개발 전략을 비교한 결과, 수정 아카이케 정보 기준(AICc)과 최소 절대 수축 및 선택 연산자(LASSO) 회귀를 결합한 2단계 전진 회귀 분석과 자체 검증 앙상블 모델(SVEM)을 결합한 최소 절대 수축 및 선택 연산자(LASSO) 회귀 분석이 우수한 예측 능력을 제공하는 것으로 나타났습니다. 또한, 주요 DoE 규칙성의 타당성을 평가했습니다. 결론적으로, DSD는 이차 효과가 존재할 가능성이 있는 경우 초기 단계의 세포 배양 공정 개발에 적합한 실험 설계입니다. DSD 기반 데이터세트를 기반으로 도출된 통계 모델은 항체 생산 생물공정의 예측 최적화에 적용될 수 있으며, 효과 유전과 같은 규칙성은 완화될 수 있습니다.
