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更新于：2026-05-23
Folitixorin Calcium
更新于：2026-05-23
概要
基本信息
在研机构- |
权益机构- |
最高研发阶段终止临床3期 |
首次获批日期- |
最高研发阶段(中国)- |
特殊审评- |
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结构/序列
分子式C20H23CaN7O6 |
InChIKeyXTTQVUYZSJQXLP-ZEDZUCNESA-N |
CAS号133978-75-3 |
关联
6
项与 Folitixorin Calcium 相关的临床试验NCT00663481
A Single Dose, Within Subject, 3 Period, Pharmacokinetic Bridging Study of CoFactor Formulations and of Leucovorin Administered Intravenously in Healthy, Adult Subjects.
The purpose of this study is to determine the safety and tolerability of CoFactor in healthy subjects.
开始日期2008-04-01 |
申办/合作机构 |
NCT00337389
A Phase III Multi-Center Randomized Clinical Trial to Evaluate the Safety and Efficacy of CoFactor and 5-Fluorouracil (5-FU) Plus Bevacizumab Versus Leucovorin and 5-FU Plus Bevacizumab as Initial Treatment for Metastatic Colorectal Carcinoma
To compare the progression-free survival time (PFS) in patients treated with 5-FU modulated with CoFactor (plus bevacizumab) to 5-FU modulated with leucovorin (plus bevacizumab) in patients with Metastatic Colorectal Cancer.
开始日期2006-05-01 |
申办/合作机构 |
NCT00434369
A Multi-Center, Open-Label, Single-Arm Phase II Trial Assessing the Efficacy and Safety of Weekly Bolus Infusions of 5-Fluorouracil Combined With CoFactor (5-10 Methylenetetrahydrofolate) in Advanced Breast Cancer Patients Who Failed Anthracycline and Taxane Chemotherapy Regimens
A multi-center, open-label, single-arm Phase II trial assessing the efficacy and safety of weekly bolus infusions of 5-fluorouracil combined with CoFactor (5-10 methylenetetrahydrofolate) in advanced breast cancer patients who failed anthracycline and taxane chemotherapy regimens.
开始日期2006-02-01 |
申办/合作机构 |
100 项与 Folitixorin Calcium 相关的临床结果
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100 项与 Folitixorin Calcium 相关的转化医学
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100 项与 Folitixorin Calcium 相关的专利（医药）
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项与 Folitixorin Calcium 相关的文献（医药）2025-09-01·METABOLIC ENGINEERING
Insights into the methanol utilization capacity of Y. lipolytica and improvements through metabolic engineering
Article
作者: Newell, William ; Ledesma-Amaro, Rodrigo ; Jiang, Wei ; Haritos, Victoria ; Borah Slater, Khushboo ; Liu, Long ; Liu, Jingjing ; Bell, David ; Coppens, Lucas ; Peng, Huadong
Methanol is a promising sustainable alternative feedstock for green biomanufacturing. The yeast Yarrowia lipolytica offers a versatile platform for producing a wide range of products but it cannot use methanol efficiently. In this study, we engineered Y. lipolytica to utilize methanol by overexpressing a methanol dehydrogenase, followed by the incorporation of methanol assimilation pathways from methylotrophic yeasts and bacteria. We also overexpressed the ribulose monophosphate (RuMP) and xylulose monophosphate (XuMP) pathways, which led to significant improvements in growth with methanol, reaching a consumption rate of 2.35 g/L in 24 h and a 2.68-fold increase in biomass formation. Metabolomics and Metabolite Flux Analysis confirmed methanol assimilation and revealed an increase in reducing power. The strains were further engineered to produce the valuable heterologous product resveratrol from methanol as a co-substrate. Unlike traditional methanol utilization processes, which are often resource-intensive and environmentally damaging, our findings represent a significant advance in green chemistry by demonstrating the potential of Y. lipolytica for efficient use of methanol as a co-substrate for energy, biomass, and product formation. This work not only contributes to our understanding of methanol metabolism in non-methylotrophic organisms but also paves the way for achieving efficient synthetic methylotrophy towards green biomanufacturing.
2025-08-01·BIOORGANIC CHEMISTRY
Targeted isolation and antipyretic mechanisms of 5,7,4′-trimethoxyflavone and p-hydroxybenzoic acid from Mimosa pudica root via cell membrane-coated magnetic carbon spheres integrated with thermal shift assay
Article
作者: Zhang, Wensen ; Sun, Yanping ; Zou, Run ; Wang, Qiuhong ; Li, Biao ; Cui, Na ; Bai, Haodong ; Liu, Meng ; Kuang, Haixue ; Su, Fazhi ; Zeng, Yuanning
This study introduces a cell membrane-coated magnetic carbon sphere-integrated thermal shift assay (CMMCS-TSA) platform, combined with metabolomics and gut microbiota analysis, to identify bioactive compounds in Mimosa pudica root and elucidate their antipyretic mechanisms. Using yeast-induced febrile rats and LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages, the ethyl acetate fraction (EA) of M. pudica root exhibited potent antipyretic effects by reducing fever, inflammatory cytokines (IL-6, TNF-α, IL-1β), thermoregulatory factors (PGE2, cAMP, 5-HT), and suppressing TLR4/NF-κB pathway proteins (NF-κB p65, COX-2, TLR4). CMMCS-TSA enabled targeted isolation of two bioactive compounds - 5,7,4'-trimethoxyflavone (TF) and p-hydroxybenzoic acid (HA) - confirmed via NMR and LC-MS. Molecular docking revealed strong binding affinities of HA and TF to TLR4 and COX-2 catalytic domains. In vitro, both compounds inhibited LPS-induced NO production via TLR4 suppression, validated by TAK antagonist experiments. In vivo, HA and TF alleviated fever, restored amino acid/sphingolipid metabolism, and rebalanced gut microbiota. Mechanistically, their antipyretic effects involved coordinated modulation of the TLR4/NF-κB pathway, gut-brain axis signaling, and metabolic reprogramming. This work establishes CMMCS-TSA as a transformative platform for precision isolation of bioactive phytochemicals and provides the first evidence of M. pudica root's dual-compound antipyretic mechanism through multi-omics regulation. The findings highlight the potential of nanomaterial-integrated approaches in natural product research and advance the development of plant-derived antipyretics with multi-target mechanisms.
2025-07-01·Science China-Chemistry
Dual roles of the sacrificial agent in efficient solar-to-chemical production by nonphotosynthetic Moorella thermoacetica
作者: Chen, Wei ; Zhou, Xudong ; Xiao, Yong ; Li, Junpeng ; He, Yi ; Ren, Chongyuan ; Tian, Xiaochun ; Zhao, Feng ; Bai, Rui ; Chen, Liqi
The integration of microorganisms and photosensitizers presents a promising approach to chem. production utilizing solar energy.However, the current system construction process remains complex.Herein, we introduce a straightforward and efficient solar-to-chem. conversion system that combines the dissolved photosensitizer Eosin Y with the non-photosynthetic bacterium Moorella thermoacetica.Under light radiation, acetate production increased to 5.1 μM h-1 μM-1 catalyst, exceeding the previously reported maximum by 5.9-fold, with a quantum efficiency of 17.6%.The soluble photosensitizer EY can penetrate the cell and directly engage in intracellular energy metabolism, significantly enhancing intracellular ATP and NADPH/NADP+ levels.Within this biohybrid system, sacrificial agent triethanolamine played a dual role: (1) providing continuous photoelectron generation by Eosin Y, enhancing intracellular reducing power, and facilitating carbon fixation via the Wood-Ljungdahl pathway; and (2) its oxidation product, formaldehyde, served as a critical intermediate and a direct precursor for methylenete-trahydrofolate in the Wood-Ljungdahl pathway, consequently simplifying reaction steps and markedly boosting acetate yield.This study provides a simple microorganism-photosensitizer biohybrid system to produce acetate and light on the multifaceted roles of sacrificial agents, paving the development of efficient solar energy conversion with nonphotosynthetic bacteria.
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项与 Folitixorin Calcium 相关的新闻（医药）2026-05-16
无细胞蛋白合成（Cell-Free Protein Synthesis, CFPS） 深度研究报告1. 技术原理与科学基础1.1 CFPS 基本概念与发展历程
无细胞蛋白合成（Cell-Free Protein Synthesis, CFPS）是一种在体外环境中利用细胞来源的核糖体、酶系、tRNAs 及能量系统，直接以 DNA 或 mRNA 为模板合成蛋白质的技术(7)。该技术突破了传统的 "细胞工厂" 模式，将细胞内进行的蛋白质生产过程搬到了细胞外，从单个细胞各自为战的小作坊，变成了集团化生产的体外蛋白质合成大厂(7)。
CFPS 技术的发展历程可以追溯到 70 年前，自 1954 年起，经历了 3 个发展阶段：实验室发现（1950-1970）、试剂盒研究（1980-2020）、产业化制造（2020 - 至今）(7)。1958 年，来自洛杉矶希望城（City of Hope）医院的 Schweet 团队首次利用兔网织红细胞提取物完成体外合成兔血红蛋白的实验，获得首个人工无细胞合成的活性蛋白质(7)。1961 年，NIH 的研究人员在大肠杆菌 S30 提取物系统中加入 poly-U RNA 模板，成功合成了聚苯丙氨酸，标志着原核无细胞系统的建立(7)。
近年来，随着合成生物学、基因编辑技术、自动化装置和人工智能的快速发展，CFPS 在基础研究、生物制药、工业催化等领域的应用价值显著提升(7)。2024 年的最新研究表明，CFPS 技术已经从实验室研究阶段进入到产业化制造阶段，在全球范围内展现出巨大的商业潜力(7)。1.2 原核与真核 CFPS 系统对比
CFPS 系统可以根据来源生物的不同分为原核系统和真核系统。原核系统主要以大肠杆菌（E. coli）为代表，而真核系统则包括兔网织红细胞（Rabbit Reticulocyte Lysate, RRL）、小麦胚芽（Wheat Germ Extract, WGE）、昆虫细胞（Insect Cell Extract, ICE）、中国仓鼠卵巢细胞（CHO）等(7)。
原核系统的特点：
转录翻译偶联进行，核糖体在转录完成前就与 mRNA 结合，这种同时进行的过程最大限度地减少了裸露 mRNA 的积累和资源消耗，提高了蛋白质合成效率(13)
翻译装置相对简单，起始水平的控制机制不复杂，因此蛋白质合成效率很高(17)
缺乏大多数翻译后修饰机制，细胞质呈还原性环境，不利于二硫键形成(45)
成本低、产量高，适合高通量合成，但在功能性折叠（如二硫键或糖基化）不是关键因素的项目中表现最佳(38)
真核系统的特点：
翻译机器种类多达 288 种（以酵母细胞为例），远超原核细胞的 129 种（以 E. coli 为例）(7)
具有更复杂的调控因子（如 GCN2、GCN4、mTOR 等）和调控通路（如内质网应激引发的 PERK 通路、病毒感染引起的 PKR 通路等）(7)
包含更复杂的分子伴侣和蛋白质质控系统（Hsp70、Hsp100、Zuo1、Ssb、Ssz1、Rqc1、Tae2、Ltn1、Cdc48、Npl4、Ufd1 等）(7)
能够进行复杂的翻译后修饰，如糖基化、磷酸化、二硫键形成等，适合表达功能性真核蛋白质(37)
成本高、产量低、可扩展性差，但在处理功能性人源蛋白质所需的翻译后修饰方面装备更好(37)1.3 核心分子机制与反应体系
CFPS 的核心分子机制基于细胞内的转录翻译过程，但在体外环境中重建。整个反应体系包括以下关键组分：
转录机制：
DNA 模板可以是质粒或线性 DNA，在 RNA 聚合酶（如 T7 RNA 聚合酶）作用下转录成 mRNA(6)
转录过程需要 NTPs（ATP、GTP、CTP、UTP）作为底物，以及 Mg2 + 等辅助因子(8)
真核系统还需要帽结构和 poly (A) 尾等转录后修饰，以提高 mRNA 稳定性和翻译效率(7)
翻译机制：
mRNA 模板在核糖体上被翻译，需要 20 种标准氨基酸作为构建模块(116)
tRNA 分子负责氨基酸的转运，氨酰 - tRNA 合成酶催化氨基酸与相应 tRNA 的连接(116)
翻译过程需要多种起始因子、延伸因子和终止因子的参与(7)
核糖体循环利用，每个核糖体可以参与多次翻译过程(13)
能量再生系统：
ATP 和 GTP 是驱动翻译反应的主要能量物质(116)
常用的能量再生系统包括磷酸肌酸 / 肌酸激酶（CP-CK）系统、磷酸烯醇丙酮酸 / 丙酮酸激酶（PEP-PK）系统等(24)
近年来开发了更经济的能量系统，如基于糖酵解的系统，使用葡萄糖、果糖等作为能量来源(34)
最新研究表明，使用 D - 果糖驱动的 ATP 再生系统可以实现 2.53 mol ATP/mol 果糖的产率，最大生产率达 7.2 mM/h(34)
辅因子循环系统：
NAD+/NADH 和 NADP+/NADPH 等氧化还原辅因子在反应中起重要作用(27)
辅因子循环系统通过酶促反应实现辅因子的再生，维持反应的持续进行(27)
对于需要特殊辅因子的蛋白质合成，如含有铁硫簇、黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）等的蛋白质，需要建立相应的辅因子再生体系(27)1.4 最新技术突破与科学进展
2024-2026 年间，CFPS 技术在多个方面取得了重要突破：
蛋白质折叠与质量控制技术：
2025 年的研究表明，固相 CFPS 技术能够在蛋白质合成的同时促进其正确折叠，使 mCherry 的折叠效率提高 2 倍以上(54)
新开发的分子伴侣系统能够有效防止蛋白质聚集，提高难表达蛋白质的可溶性表达(59)
氧化还原调控系统的优化使得二硫键形成效率显著提升，特别是在大肠杆菌 CFPS 系统中(42)
翻译后修饰技术进展：
2024 年的研究成功在大肠杆菌 CFPS 系统中重建了 N - 糖基化途径，实现了真核蛋白质的功能性糖基化
磷酸化修饰技术的突破使得能够在体外合成具有磷酸化修饰的信号转导蛋白(20)
新型脂质修饰系统的开发使得膜蛋白能够在 CFPS 系统中正确定位和功能化(39)
非天然氨基酸掺入技术：
2025 年的最新进展显示，通过工程化改造氨酰 - tRNA 合成酶，可以在 CFPS 系统中高效掺入超过 50 种非天然氨基酸
位点特异性非天然氨基酸掺入技术的成熟使得能够精确控制蛋白质的化学修饰，为抗体药物偶联物（ADC）的开发提供了新平台(19)
光交联非天然氨基酸的应用使得能够在活细胞环境中研究蛋白质相互作用
系统效率提升技术：
2024 年的研究通过优化反应条件和组分比例，使大肠杆菌 CFPS 系统的蛋白质产量达到 2 mg/mL 以上
连续流 CFPS 技术的发展使得反应可以持续进行数天，显著提高了总产量(75)
微流控技术与 CFPS 的结合实现了纳升级反应体系的并行操作，单轮筛选通量达到 10^4 级2. 系统优化策略与技术改进2.1 反应器设计与工程优化
CFPS 反应器的设计直接影响蛋白质合成的效率和产量。近年来，反应器技术在以下几个方面取得了重要进展：
批次反应器的改进：
传统的批次反应器通过优化反应体积、搅拌速度、温度控制等参数，使蛋白质产量得到显著提升(116)
2024 年开发的新型批次反应器采用了双相分离技术，将反应产物及时分离，避免了产物抑制，使蛋白质产量提高了 3 倍(116)
反应器的材质优化也很重要，使用生物相容性材料可以减少蛋白质吸附，提高产物回收率(96)
连续流反应器系统：
连续流 CFPS 系统通过不断补充新鲜底物和去除产物，实现了反应的长期稳定运行
2025 年最新开发的连续流反应器采用了透析膜技术，能够选择性地去除小分子副产物，同时保留大分子蛋白质，使反应可以持续进行 14 天以上
灌流式反应器通过控制流速和停留时间，实现了对反应动力学的精确调控，特别适合于需要长时间反应的复杂蛋白质合成(75)
微流控反应器技术：
微流控技术将 CFPS 反应体系微型化到纳升或皮升级别，极大地降低了试剂消耗(92)
2025 年开发的 DropAI 平台结合了液滴微流控和人工智能技术，能够每天并行筛选 10^8 种反应组合，反应体积仅为 250 皮升
微流控反应器的高通量特性使其在蛋白质工程、酶定向进化等领域具有独特优势，能够在短时间内测试大量突变体
数字微流控技术的应用使得能够精确操控单个液滴，实现了反应条件的精确控制和产物的快速分离(102)
反应器集成化与自动化：
2025 年推出的 Mango（Manufacturing on the Go）系统是一款专门设计的自动化台式 CFPS 和纯化设备，集成了合成、纯化和分析功能(65)
该系统通过计算机控制的生物医学级泵、阀门和微通道歧管实现自动化操作，能够在数小时内完成从 DNA 到纯化蛋白质的全过程(65)
自动化平台的发展使得 CFPS 技术能够实现标准化和规模化生产，为工业化应用奠定了基础(56)2.2 计算辅助设计与人工智能应用
人工智能和机器学习技术在 CFPS 系统优化中发挥着越来越重要的作用：
机器学习优化算法：
贝叶斯优化算法被广泛应用于 CFPS 反应条件的优化，通过智能采样策略快速找到最优反应条件(68)
2024 年的研究表明，使用机器学习算法优化 CFPS 系统，仅需 4 个迭代周期就能使蛋白质产量提高 2-9 倍(137)
深度学习模型能够预测蛋白质序列与表达水平之间的关系，指导基因序列的优化设计(73)
强化学习算法被用于动态优化连续流 CFPS 系统的操作参数，实现了反应过程的实时调控
AI 驱动的实验设计：
2025 年的最新研究显示，GPT-5 与 Ginkgo Bioworks 的机器人云实验室合作，能够将 CFPS 成本降低 40%(70)
AI 系统通过分析历史实验数据，智能设计新的实验方案，显著减少了试错成本和时间(71)
主动学习（Active Learning）策略使 AI 模型能够选择性地查询最有信息价值的数据点，在最小化实验次数的同时快速提高预测性能(68)
自动化实验平台与 AI 的结合实现了 "设计 - 构建 - 测试 - 学习"（DBTL）循环的完全自动化(56)
分子设计与模拟：
基于深度学习的蛋白质设计算法能够从头设计具有特定功能的蛋白质，并在 CFPS 系统中快速验证设计结果
分子动力学模拟被用于预测蛋白质在 CFPS 环境中的折叠行为，指导反应条件的优化(59)
计算流体力学（CFD）模拟被用于优化反应器内的流体流动，提高传质效率(116)
代谢网络分析工具能够预测辅因子和能量需求，指导反应体系的设计(30)
数据驱动的系统优化：
高通量实验产生的大量数据被用于训练预测模型，建立反应条件与蛋白质产量之间的定量关系(66)
2025 年开发的 eProtein Discovery 系统集成了数字微流控技术和机器学习算法，能够快速筛选最优表达条件(102)
数据挖掘技术被用于分析不同 CFPS 系统的性能差异，识别关键影响因素(66)
云计算平台的发展使得大规模数据分析成为可能，加速了 CFPS 技术的优化进程2.3 酶工程改造与辅因子系统创新
酶工程和辅因子系统的创新是提高 CFPS 效率的关键：
核糖体工程与改造：
2025 年的突破性研究首次在试管内成功重构了核糖体生物合成过程，使用约 200 种因子在体外合成了功能性核糖体(83)
通过定向进化技术改造核糖体的 rRNA 序列，提升了其翻译效率与底物兼容性，特别是对非天然氨基酸的识别能力
工程化核糖体能够识别扩展的遗传密码，实现了对特殊密码子的解码，为合成新型蛋白质提供了可能(83)
核糖体的化学修饰技术使得能够调控其活性和特异性，实现了翻译过程的精确控制(81)
关键酶的定向进化：
氨酰 - tRNA 合成酶的定向进化显著提高了非天然氨基酸的掺入效率，某些突变体的活性提高了 10 倍以上
T7 RNA 聚合酶的工程改造提高了转录效率和特异性，减少了非特异性转录产物(59)
翻译因子的优化增强了蛋白质合成的保真度和效率，特别是在合成大分子量蛋白质时(130)
蛋白酶的改造和抑制策略有效减少了蛋白质降解，提高了产物的稳定性(86)
新型辅因子再生系统：
2025 年开发的基于 D - 果糖的 ATP 再生系统使用磷酸酮醇酶（PKT）级联反应，理论上每摩尔果糖可产生 3 摩尔 ATP(34)
该系统通过半理性工程优化 PKT 酶，获得的突变体 Bad.F6Pkt H548N 的 D - 果糖活性提高了 5.6 倍，D - 赤藓酮糖活性提高了 2.2 倍(34)
新型辅因子循环系统采用了多酶协同策略，实现了 NADH、NADPH 等辅因子的高效再生
基于多磷酸激酶（PPK）的系统能够将无机磷酸循环回高能键中，显著降低了能量组分的成本(85)
代谢工程与途径优化：
通过系统代谢工程改造，重构了 CFPS 系统的代谢网络，提高了能量和辅因子的利用效率(31)
2025 年的研究开发了集成前体合成与辅因子再生的无细胞生物合成系统，用于透明质酸的高效合成(31)
途径平衡设计避免了中间产物的积累，提高了目标产物的产率
模块化代谢工程策略使得能够快速构建和优化复杂的生物合成途径(135)2.4 反应条件优化与规模化生产技术
反应条件的精确控制和规模化生产技术的发展是 CFPS 产业化的关键：
反应条件的系统优化：
2025 年的研究通过系统筛选，将大肠杆菌 CFPS 系统的核心反应组分从 35 种减少到 7 种，在简化操作的同时保持了高产量(86)
温度优化策略根据不同蛋白质的特性调整反应温度，某些情况下通过降低温度提高了蛋白质的折叠效率(59)
pH 缓冲系统的优化维持了反应过程中 pH 的稳定，使用新型缓冲剂如 HEPES、MOPS 等提高了系统的稳定性(24)
离子强度的精确控制对蛋白质合成至关重要，特别是 Mg2 + 和 K + 浓度的优化显著影响了核糖体活性和 mRNA 稳定性
能量系统的经济化改进：
基于糖酵解的能量系统使用葡萄糖、果糖等廉价底物，相比传统的磷酸肌酸系统成本降低了 90% 以上(25)
2025 年开发的基于麦芽糊精的能量系统利用麦芽糊精磷酸化酶缓慢代谢麦芽糊精，实现了持续的 ATP 再生，每个葡萄糖当量可产生比葡萄糖多 1 个 ATP(29)
新型能量系统通过优化酶浓度和底物比例，实现了能量供应与蛋白质合成的最佳匹配(22)
能量系统的模块化设计使得能够根据不同蛋白质的需求快速调整能量供应策略
规模化生产技术突破：
2024 年，Sutro Biopharma 公司实现了 1000 升规模的 CFPS 反应，计划扩大到 5000-10000 升的商业化批次(7)
连续流生产技术的发展使得能够实现克级蛋白质的连续生产，显著提高了生产效率(116)
2025 年康码生物建成了全球首套 GMP 级无细胞蛋白质合成反应器，年产能达到 6 万吨(139)
冷冻干燥技术的应用使得 CFPS 反应混合物能够长期保存和运输，为分布式生产提供了可能(55)
质量控制与标准化：
建立了从原料到产品的全流程质量控制体系，确保产品的批次间一致性(176)
开发了快速检测方法，能够实时监测反应进程和产物质量(112)
标准化操作程序（SOP）的建立使得 CFPS 技术能够在不同实验室和生产设施间实现 reproducibility(86)
监管机构已开始制定 CFPS 产品的质量标准和审批流程，为产业化发展提供了规范指引3. 应用案例分析3.1 学术研究领域应用
CFPS 技术在学术研究中展现出独特优势，特别是在以下几个方面：
结构生物学研究：
CFPS 技术为膜蛋白结构研究提供了重要平台。2024 年的研究利用 CFPS 系统成功表达并纯化了人组胺 2 型受体（H2R）与 Gs 蛋白的复合物，通过冷冻电镜解析了其三维结构(29)
G 蛋白偶联受体（GPCR）作为重要的药物靶点，其结构解析一直是难点。CFPS 系统能够在温和条件下表达功能性 GPCR，避免了细胞膜的限制(85)
2025 年的研究通过 CFPS 技术表达了嗅觉受体，并成功进行了配体结合分析，为嗅觉机制研究提供了重要工具(85)
对于难溶性蛋白质和毒性蛋白质，CFPS 系统提供了独特的解决方案，使得这些蛋白质能够在体外环境中正确折叠和功能化(27)
蛋白质工程与定向进化：
CFPS 技术与定向进化的结合极大地加速了蛋白质工程进程。2025 年的研究利用 CFPS 系统在一周内完成了六种酶的改造，活性提升高达 42 倍(126)
高通量筛选平台的建立使得能够在短时间内测试数百万个蛋白质变体。DropAI 平台每天可并行筛选 10^8 种反应组合
2024 年的研究通过机器学习指导的 CFPS 系统，在 10,953 个独特反应中评估了 1217 种酰胺合成酶变体的底物偏好性，成功预测出能够合成 9 种小分子药物的酶变体
蛋白质从头设计与 CFPS 的结合实现了从计算设计到功能验证的快速迭代，推动了合成生物学的发展
合成生物学与基因线路研究：
CFPS 系统为研究复杂的基因调控网络提供了理想平台。2025 年的研究利用微流控化学恒化器构建了包含 3、4 和 5 个节点的遗传振荡器，观察其动态行为超过 30 小时(64)
人工基因线路的快速原型设计和验证是合成生物学的重要应用。CFPS 系统能够在数小时内测试基因线路的功能，大幅缩短了设计周期(66)
2024 年的研究通过 CFPS 系统成功重建了萜类化合物生物合成途径，使用 27 种纯化酶实现了超过 95% 的转化率和 15 g/L 的产量(136)
合成细胞的构建是合成生物学的前沿方向。CFPS 系统与脂质体的结合成功合成了人造类细胞 Synells，为理解生命本质提供了新工具(125)
药物发现与筛选：
抗体发现是 CFPS 技术的重要应用领域。2024 年的研究开发了基于 CFPS 的抗体筛选工作流程，能够在 24 小时内表达和评估数百个抗体片段(109)
"深度筛选" 技术结合 BERT 算法发现单链抗体（scFVs）的亲和力提升达 5200 倍(127)
2025 年的研究利用 CFPS 系统快速组装了尼帕病毒疫苗候选物，通过将病毒膜蛋白嵌入合成脂质体中，在小鼠中诱导了强烈的中和抗体反应(110)
对于难以在细胞中表达的药物靶点蛋白，CFPS 系统提供了可行的解决方案，使得这些蛋白质能够用于药物筛选和结构研究3.2 工业应用领域案例
CFPS 技术在工业应用中展现出巨大潜力，特别是在以下领域：
工业酶生产与生物催化：
2025 年的研究利用 CFPS 系统生产了多种工业用酶，包括用于生物燃料生产的纤维素酶、用于食品工业的淀粉酶和蛋白酶等(141)
酶的定向进化与 CFPS 的结合显著提高了工业酶的性能。通过在 CFPS 系统中快速筛选突变体库，某些酶的热稳定性提高了 20°C 以上
2024 年的研究展示了如何利用 CFPS 系统快速筛选不同突变体库或不同基因来源的氧化还原酶活性，将筛选周期从数天缩短至数小时(104)
生物催化剂的包埋技术与 CFPS 的结合实现了酶的保护和稳定化。2025 年开发的病毒样颗粒（VLP）包埋系统能够显著提高酶对蛋白酶和高温的稳定性(140)
精细化工与特种化学品：
手性化合物的合成是精细化工的重要领域。CFPS 系统能够表达具有高立体选择性的酶，用于合成手性药物中间体(135)
2025 年的研究利用模块化 CFPS 系统实现了 L - 苯丙氨酸向芳香族化合物的可调生物转化，能够生产两种高价值的芳香族化合物(135)
天然产物的体外合成是 CFPS 技术的重要应用。通过在 CFPS 系统中重建复杂的生物合成途径，成功合成了多种天然产物及其衍生物(138)
聚合物的生物合成也取得了突破。利用 CFPS 系统表达的聚酮合酶模块，实现了复杂聚合物的精准构建(141)
环境治理与生物修复：
2025 年的研究开发了基于 CFPS 的生物传感器系统，能够快速检测环境中的污染物，如重金属离子、有机污染物等(171)
生物修复酶的生产是 CFPS 技术的重要应用。通过在 CFPS 系统中表达特定的酶，能够实现对环境污染物的高效降解(133)
2024 年的研究利用 CFPS 系统开发了碳负性氨基酸合成技术，能够利用 CO2 等价物（甲酸盐和碳酸氢盐）和氨合成甘氨酸和丝氨酸(133)
基于 CFPS 的生物燃料电池技术也在发展中，通过表达特定的酶系统实现了生物能向电能的转换(171)
食品工业与农业应用：
2025 年的研究利用 CFPS 系统生产了多种食品添加剂和酶制剂，包括用于乳制品生产的凝乳酶、用于烘焙的淀粉酶等(141)
植物蛋白的体外合成是 CFPS 技术在农业领域的重要应用。通过在 CFPS 系统中表达植物蛋白，为植物基食品提供了新的生产方式(60)
2024 年的研究开发了基于水凝胶的 CFPS 系统，能够在生物相容性材料中持续合成蛋白质，为功能性食品的开发提供了新平台(60)
动物疫苗的快速生产是 CFPS 技术的重要应用。利用 CFPS 系统能够快速生产病毒样颗粒（VLP）疫苗，为动物疫病防控提供了新工具(170)3.3 商业化生产典型案例
CFPS 技术的商业化进程正在加速，多个产品已经进入临床或市场阶段：
抗体药物偶联物（ADC）生产：
Sutro Biopharma 公司是 CFPS 技术商业化的领导者，其基于大肠杆菌的 XpressCF/XpressCF + 平台已成功生产了多种 ADC 药物(7)
该公司的主要产品包括靶向 CD74 的 STRO-001 和靶向叶酸受体 α 的 STRO-002，均已进入临床试验阶段(7)
2025 年的最新进展显示，Sutro 公司通过优化生产工艺，将 ADC 药物的产量提高了 3 倍，同时保持了高纯度和良好的均一性(117)
CFPS 技术在 ADC 生产中的优势在于能够精确控制药物与抗体的偶联位点和比例，提高了产品的安全性和有效性(19)
疫苗抗原生产：
2025 年的研究展示了可扩展的 CFPS 平台用于两步生物生产免疫原性结合疫苗，成功生产了针对 ETEC O78 和肺炎球菌 CPS4 的糖结合疫苗(108)
该平台实现了大于 85% 的糖基化效率和高达 450 mg/L 的糖蛋白产量，产品纯度超过 87%，内毒素水平低于标准要求
康码生物在 2025 年实现了蛋白质工厂年产能 6 万吨，获得国内外权威机构批准上市产品 30 余款，涵盖药物、医药、日化等多个领域(158)
基于 CFPS 的疫苗生产具有快速响应的优势，能够在疫情爆发时迅速生产相应的疫苗抗原(108)
治疗性蛋白质生产：
2025 年的研究利用 CFPS 系统成功生产了粒细胞 - 巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF），该蛋白质具有重要的免疫调节功能(170)
抗体片段的生产是 CFPS 技术的重要应用。通过在 CFPS 系统中表达单链抗体（scFv）和单域抗体（sdAb），为癌症治疗提供了新的治疗手段(127)
2024 年的研究利用 CFPS 系统生产了多种细胞因子和生长因子，包括干扰素、白细胞介素等，这些蛋白质在免疫治疗中具有重要作用(18)
酶替代疗法是 CFPS 技术的重要应用领域。通过在 CFPS 系统中生产缺失或功能异常的酶，为遗传疾病患者提供治疗(121)
诊断试剂与生物传感器：
2025 年的研究开发了基于 CFPS 的诺如病毒检测系统，该系统结合了冻干的 CFPS 与 "脚趾" 开关核糖调节器，能够检测到最低浓度为 270 zmol/L 的诺如病毒(125)
便携式诊断设备是 CFPS 技术的重要应用方向。通过将 CFPS 系统集成到便携式设备中，实现了现场快速检测(171)
2024 年的研究利用 CFPS 技术开发了多种生物传感器，能够检测血糖、乳酸、酒精等生物标志物，为个性化医疗提供了新工具(171)
基于 CRISPR 的检测系统与 CFPS 的结合实现了对病原体的高特异性检测，检测限达到单分子水平
商业化生产企业案例：
康码生物是中国 CFPS 技术产业化的代表企业，其自主开发的 D2P（DNA-to-Protein）技术实现了从 DNA 直接合成蛋白质(10)
该公司在 2025 年建成了全球首套 GMP 级无细胞蛋白质合成反应器，实现了产业化和商业化闭环(139)
义翘神州利用自建的无细胞蛋白合成系统表达的抗体片段，纯度达到 95%，与哺乳动物细胞表达的产品具有一致的体外抗原结合活性(175)
珀罗汀生物基于自主研发的 CFPS 系统建立了高通量酶筛选平台，能够在 3 天内完成近百种突变蛋白的构建表达及活性验证4. 市场前景与发展趋势4.1 全球市场规模与增长预测
CFPS 市场正处于快速增长期，多家市场研究机构对其未来发展进行了预测：
全球市场规模现状：
根据 MarketsandMarkets 的最新数据，2025 年全球 CFPS 市场规模为 2.172 亿美元，预计到 2030 年将达到 3.089 亿美元，年复合增长率（CAGR）为 7.3%(168)
其他机构的预测显示，2025 年市场规模在 1.93-3.12 亿美元之间，2030 年预计达到 3.12-3.78 亿美元，CAGR 为 6.40%-7.62%
QYResearch 的统计表明，2025 年全球无细胞蛋白质合成市场销售额为 1.93 亿美元，预计 2032 年达到 2.98 亿美元，CAGR 为 6.4%（2026-2032）(157)
综合多家机构的数据，2025 年全球 CFPS 市场规模约为 2-3 亿美元，市场正处于快速发展阶段
市场增长驱动因素：
生物制药和疫苗需求的增长是主要驱动力。随着个性化医疗和精准医学的发展，对定制化蛋白质药物的需求不断增加(168)
CFPS 技术的技术进步，特别是产量提升和成本降低，使得该技术在商业上更具竞争力(168)
对复杂蛋白质快速原型设计的需求推动了市场增长，CFPS 技术能够在数小时内生产出目标蛋白质(168)
合成生物学的兴起为 CFPS 技术提供了新的应用场景，包括人工细胞、生物材料等领域的发展(152)
区域市场分析：
北美市场是目前最大的 CFPS 市场，2025 年占全球市场份额的 40% 以上，主要得益于强大的生物技术产业基础和研发投入(146)
亚太地区是增长最快的市场，预计年增长率超过 10%，主要驱动因素包括生命科学研究投资增加、先进蛋白质表达技术的普及、制药和生物技术领域的快速发展(168)
欧洲市场稳步增长，2025 年占全球市场份额约 25%，主要受法规支持和政府投资推动(146)
中国市场发展迅速，2025 年市场规模预计达到 45 亿元人民币，2030 年有望达到 200 亿元人民币，CAGR 为 14.5%(161)
细分市场增长预测：
从产品类型看，裂解液系统占据最大市场份额（67.12%），其次是试剂和试剂盒(146)
从应用领域看，酶工程是最大的应用市场，其次是高通量生产、蛋白质标记和蛋白质相互作用研究(146)
从终端用户看，制药和生物技术公司是最大的客户群体，占市场份额的 60% 以上(168)
从技术平台看，大肠杆菌系统仍占主导地位，但真核系统（特别是兔网织红细胞系统）增长最快，主要因其能够进行复杂的翻译后修饰(151)4.2 技术发展趋势与创新方向
CFPS 技术在多个方向上展现出重要的发展趋势：
技术集成化与平台化：
2025-2030 年间，CFPS 技术将向高度集成化的平台发展，整合合成、纯化、分析等功能，实现 "一站式" 蛋白质生产(56)
自动化和机器人技术的集成将使 CFPS 系统能够实现无人值守的连续运行，大幅降低人工成本(65)
云计算和边缘计算技术的应用将实现远程监控和优化，使全球的 CFPS 设施能够共享最佳实践
标准化和模块化设计将使 CFPS 系统能够快速适配不同的应用需求，缩短产品开发周期(98)
人工智能深度融合：
机器学习算法将被广泛应用于 CFPS 系统的优化，实现反应条件的智能调控和产量的精准预测(73)
深度学习模型将能够预测蛋白质序列与表达水平、折叠状态、功能活性之间的关系，指导蛋白质设计
强化学习将被用于动态优化连续生产过程，实现实时调控和自适应优化
自然语言处理技术将使非专业人员也能轻松使用 CFPS 系统，推动技术的普及(69)
新型反应系统开发：
连续流 CFPS 系统将成为主流技术，通过不断优化反应条件和产物分离，实现长时间稳定运行(75)
微流控技术的发展将使 CFPS 系统能够实现单细胞水平的蛋白质合成和分析，为单细胞生物学研究提供新工具
基于细胞外囊泡的 CFPS 系统将能够模拟细胞内环境，支持更复杂的蛋白质折叠和修饰(46)
光控和电控 CFPS 系统将实现时空精确控制，为研究蛋白质合成的动态过程提供新方法(93)
应用领域拓展：
在生物制造领域，CFPS 技术将与 3D 打印、生物材料等技术结合，实现复杂生物结构的原位合成(53)
在医疗健康领域，便携式 CFPS 设备将使个性化药物和诊断试剂的现场生产成为可能(65)
在环境科学领域，基于 CFPS 的生物传感器网络将能够实时监测环境变化，为环境保护提供支持(171)
在太空探索领域，CFPS 技术将为长期太空任务提供可持续的蛋白质生产能力(53)4.3 主要参与者与竞争格局
CFPS 市场的竞争格局正在形成，主要参与者包括：
国际领先企业：
Thermo Fisher Scientific 是全球最大的 CFPS 产品供应商，提供从试剂到设备的完整解决方案，2025 年市场份额约为 15%(150)
Promega Corporation 在真核 CFPS 系统领域占据领先地位，其兔网织红细胞和小麦胚芽系统在全球市场占有重要份额(148)
New England Biolabs (NEB) 以其高纯度的酶和试剂产品著称，在科研市场具有强大影响力(150)
Takara Bio Inc. 和 Merck KGaA 也是重要的市场参与者，分别在亚洲和欧洲市场具有优势(150)
新兴生物技术公司：
Sutro Biopharma 是 CFPS 技术商业化的领导者，专注于 ADC 药物开发，已成功将 CFPS 技术应用于临床阶段药物生产(117)
康码生物是中国 CFPS 技术的代表企业，其 D2P 技术和 GMP 级生产设施在全球处于领先地位(139)
义翘神州利用 CFPS 技术提供蛋白质表达服务，在抗体和重组蛋白生产领域具有竞争优势(175)
珀罗汀生物专注于 CFPS 技术在酶工程领域的应用，其高通量筛选平台在工业酶开发中具有独特优势
技术平台提供商：
合成生物学平台公司如 Ginkgo Bioworks 正在将 CFPS 技术整合到其自动化生物铸造厂中，提供从设计到生产的全流程服务(70)
自动化设备制造商如 Echo、Tecan 等正在开发专门的 CFPS 自动化平台，推动技术的标准化和规模化(102)
软件公司如 Benchling、DNA Script 等正在开发 CFPS 专用的设计和管理软件，提高工作流程的效率(56)
竞争策略分析：
技术差异化是主要竞争策略，各公司通过开发独特的技术平台和优化特定应用领域来建立竞争优势(146)
垂直整合趋势明显，领先企业通过收购上下游企业来完善产业链，提高竞争力(146)
合作与联盟成为重要策略，通过与制药公司、研究机构的合作来扩大市场份额和应用领域(168)
成本控制和效率提升是关键竞争要素，通过技术创新和规模效应来降低生产成本(85)4.4 政策法规环境与投资机会
政策法规和投资环境对 CFPS 技术的发展具有重要影响：
监管政策发展：
美国 FDA 已发布了先进制造指导原则，为商业化规模的无细胞设施提供了明确的验证路径
欧盟 EMA 在 2024 年将 CFPS 生产的蛋白质药物纳入先进治疗药物产品（ATMP）监管框架，要求更严格的质量控制(173)
中国 NMPA 在 2024 年新修订的《生物制品注册管理办法》中增设了无细胞表达系统生产的治疗性蛋白药物快速审批通道，审批时限缩短 30%(176)
2025 年 9 月 28 日，中国国务院颁布《生物医学新技术临床研究和临床转化应用管理条例》，首次将无细胞蛋白表达技术明确纳入生物医学新技术法定范畴(178)
质量标准建立：
监管机构正在建立 CFPS 产品的质量标准体系，包括纯度、活性、稳定性等关键指标(176)
2025 年，中国监管部门通过《生物经济 "十四五" 规划》要求建立涵盖原料筛选、工艺优化、产品检测的全流程质量控制体系(176)
国际标准化组织（ISO）正在制定 CFPS 技术的国际标准，以促进技术的全球化应用
行业自律组织如国际无细胞生物学学会（ICFBS）正在推动最佳实践的制定和推广(146)
投资热点与机会：
生物制药领域是最大的投资热点，特别是 ADC 药物、抗体药物和疫苗的 CFPS 生产技术(117)
合成生物学应用是另一个重要投资方向，包括人工细胞、生物材料、生物传感器等(152)
自动化和数字化技术的投资机会巨大，特别是 AI 驱动的 CFPS 优化平台(70)
基础设施建设如 GMP 级 CFPS 生产设施的投资需求旺盛，预计未来 5 年将有大量资本投入(139)
投资趋势分析：
风险投资活跃度持续上升，2024-2025 年间，多家 CFPS 相关企业获得融资，总金额超过 5 亿美元(152)
战略投资成为重要模式，大型制药公司和生物技术公司通过投资 CFPS 技术来增强研发能力(117)
政府投资力度加大，特别是在疫情后，各国政府认识到快速响应疫苗生产能力的重要性，加大了对 CFPS 技术的支持(176)
产业投资基金活跃，专注于合成生物学和生物制造领域的基金积极布局 CFPS 技术(152)
未来发展预测：
2025-2030 年间，CFPS 市场将保持 7-8% 的年增长率，市场规模有望达到 5 亿美元以上
技术成熟度将显著提升，从目前的实验室阶段向工业化生产阶段快速转变(7)
应用领域将进一步拓展，特别是在个性化医疗、精准诊断、可持续制造等领域(125)
监管环境将更加完善，为技术的大规模应用提供规范指引5. 总结与展望
无细胞蛋白合成（CFPS）技术作为一项革命性的生物技术，正在重塑蛋白质生产的格局。通过对技术原理、系统优化、应用案例和市场前景的全面分析，我们可以得出以下关键结论：
技术成熟度与优势：CFPS 技术已经从 70 年前的实验室发现发展到今天的产业化制造阶段，在多个方面展现出传统细胞表达系统无法比拟的优势。该技术能够在数小时内完成蛋白质合成，突破了细胞生长的限制，特别适合表达毒性蛋白、膜蛋白等难表达蛋白质。同时，CFPS 系统的开放性和可调控性为蛋白质工程和合成生物学研究提供了理想平台。
系统优化成就：近年来在反应器设计、人工智能应用、酶工程改造和规模化生产等方面取得的突破性进展，使得 CFPS 系统的效率和经济性大幅提升。特别是连续流技术、微流控技术与 AI 的结合，以及新型能量再生系统的开发，为 CFPS 技术的产业化奠定了坚实基础。
应用领域拓展：CFPS 技术已经在学术研究、工业生产和商业化制造等多个领域展现出巨大潜力。从结构生物学研究到工业酶生产，从抗体药物到疫苗开发，CFPS 技术正在成为推动生物经济发展的重要力量。特别是在应对疫情等公共卫生事件时，CFPS 技术的快速响应能力显示出独特价值。
市场前景广阔：全球 CFPS 市场正处于快速增长期，预计 2025-2030 年间将保持 7-8% 的年复合增长率，市场规模有望达到 5 亿美元以上。技术进步、应用需求增长和政策支持将是推动市场发展的主要动力。
展望未来，CFPS 技术的发展将呈现以下趋势：
技术融合创新：CFPS 技术将与人工智能、自动化、3D 打印等前沿技术深度融合，形成更加智能、高效、灵活的生物制造平台。这种技术融合将催生新的应用场景和商业模式。
应用领域深化：随着技术的不断成熟，CFPS 将在更多领域发挥重要作用。特别是在个性化医疗、可持续制造、太空探索等新兴领域，CFPS 技术将成为关键使能技术。
产业化加速推进：预计在 2025-2030 年间，CFPS 技术将实现大规模产业化应用。更多的商业化产品将进入市场，产业链将更加完善，成本将大幅降低。
监管体系完善：随着 CFPS 技术应用的扩大，监管体系将逐步完善，为技术的健康发展提供保障。国际合作将加强，推动技术标准的统一和互认。
CFPS 技术正站在产业化发展的关键节点。对于产业参与者而言，建议重点关注以下发展方向：加强技术创新，特别是在提高产量、降低成本、扩大应用范围等方面；积极布局新兴应用领域，如个性化医疗、合成生物学等；加强国际合作，参与标准制定；重视人才培养，特别是跨学科复合型人才的培养。
对于投资者而言，CFPS 技术领域蕴含着巨大的投资机会。建议关注具有核心技术优势的企业，特别是在酶工程、抗体药物、疫苗开发等应用领域有突破的公司。同时，关注技术平台型企业和自动化设备制造商，这些企业将在 CFPS 技术的产业化过程中发挥重要作用。
对于政策制定者而言，建议加强对 CFPS 技术的支持，包括研发投入、人才培养、产业政策等方面。同时，建立健全监管体系，在确保安全的前提下促进技术创新和产业化发展。
CFPS 技术的发展不仅将推动生物技术产业的变革，更将为人类面临的健康、环境、能源等重大挑战提供创新解决方案。我们有理由相信，在技术创新、产业发展和政策支持的共同推动下，CFPS 技术将在未来十年迎来更加辉煌的发展。
参考资料
[1] Cell-Free Gene Expression: Methods and Applications https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11719329/
[2] Cell-free Protein Synthesis: Principle, Advantages, and Applications https://www.sinobiological.com/resource/antibody-technical/cell-free-protein-synthesis
[3] Cell-Free Protein Synthesis Reactor Formats: A Brief History and Analysis https://mdpi.com/2674-0583/3/3/10
[4] Cell-Free Protein Synthesis or Expression https://www.sigmaaldrich.com/US/en/technical-documents/technical-article/protein-biology/protein-expression/introduction-to-cell-free-protein-expression?srsltid=AfmBOopor5rkfYbHprSqBuE_w1X2oPmZRmU23wdgeSzla0oV3cxQpC3J
[5] Cell-Free Protein Expression https://www.neb.com/en-us/products/protein-expression/cell-free-protein-expression/cell-free-protein-expression?srsltid=AfmBOopSyFn7KrRe_pl9SOAFsRxXPo96vFqEXd9FZRqVvOHuLRYtbZuD
[6] Cell-Free Protein Synthesis Using Stable Isotope-Labeled Amino Acids https://silantes.com/cell-free-protein-synthesis-isotope-labeling/
[7] 无细胞蛋白质合成技术的发展：从实验室到工业制造(pdf) https://lifescience.sinh.ac.cn/webadmin/upload/20250714151835_3986_3872.pdf
[8] 无细胞蛋白表达: 技术, 原理, 优势及应用-义翘神州 https://cn.sinobiological.com/resource/antibody-technical/cell-free-protein-synthesis
[9] 无细胞蛋白质合成技术的发展:从实验室到工业制造 https://lifescience.sinh.ac.cn/202507/20250717.htm
[10] 中国康码生物无细胞蛋白质合成技术全球领跑 https://www.iesdouyin.com/share/video/7522005978292784399/?region=&mid=7522006027982703386&u_code=0&did=MS4wLjABAAAANwkJuWIRFOzg5uCpDRpMj4OX-QryoDgn-yYlXQnRwQQ&iid=MS4wLjABAAAANwkJuWIRFOzg5uCpDRpMj4OX-QryoDgn-yYlXQnRwQQ&with_sec_did=1&video_share_track_ver=&titleType=title&share_sign=M_WrNoF7i9rec_4iP5AAfFtzI6jNRZrObLQH5KEG1OA-&share_version=280700&ts=1778885163&from_aid=1128&from_ssr=1&share_track_info=%7B%22link_description_type%22%3A%22%22%7D
[11] Cell-free protein synthesis platforms for accelerating drug discovery https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11929937/
[12] Cell-Free Protein Synthesis: Pros and Cons of Prokaryotic and Eukaryotic Systems https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4676933/
[13] Selecting a Cell-Free Protein Synthesis System(pdf) https://genowrite.com/wp-content/uploads/2026/02/Tierra-Biosciences-Blog-Cell-Free-Protein-Synthesis.pdf
[14] Optimising protein synthesis in cell‐free systems, a review https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9996726/
[15] A comparative study of protein synthesis in in vitro systems: from the prokaryotic reconstituted to the eukaryotic extract-based(pdf) https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2507708/pdf/1472-6750-8-58.pdf
[16] Cell-Free Gene Expression: Methods and Applications(pdf) https://jewettlab.org/wp-content/uploads/2025/01/hunt-et-al-2024-cell-free-gene-expression-methods-and-applications.pdf
[17] 体外转录与蛋白质合成的基础知识-赛默飞| Thermo Fisher Scientific - CN | Thermo Fisher Scientific - CN https://www.thermofisher.cn/us/en/home/references/ambion-tech-support/large-scale-transcription/general-articles/the-basics-in-vitro-translation.html
[18] Cell-free protein synthesis system: A new frontier for sustainable biotechnology-based products https://iubmb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/bab.2514
[19] ATP Regeneration from Pyruvate in the PURE System https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.4c00697
[20] Regeneration of Adenosine Triphosphate from Glycolytic Intermediates for Cell-Free Protein Synthesis https://www.researchgate.net/publication/11928875_Regeneration_of_Adenosine_Triphosphate_from_Glycolytic_Intermediates_for_Cell-Free_Protein_Synthesis
[21] Engineering cell-free systems by chemoproteomic-assisted phenotypic screening†(pdf) https://pubs.rsc.org/it-it/content/articlepdf/2024/cb/d4cb00004h
[22] Cell-Free Protein Expression by a Reconstituted Transcription–Translation System Energized by Sugar Catabolism https://www.mdpi.com/1420-3049/29/13/2956
[23] Synthetic enzymatic pathway for ATP regeneration https://inventions.techventures.columbia.edu/technologies/synthetic-enzymatic-pathway--CU20363
[24] Cell-Free Protein Synthesis System for Building Synthetic Cells https://www.jove.com/t/66626/cell-free-protein-synthesis-system-for-building-synthetic-cells/
[25] 无细胞蛋白合成系统的经济优化:基于毕赤酵母平台的产量提升与成本削减策略 - 生物通 https://m.ebiotrade.com/newsf/2026-4/20260422000144686.htm
[26] Cost Optimization Tips for Scaling Up Cell-Free Protein Expression https://www.biosynsis.com/cost-optimization-tips-for-scaling-up-cell-free-protein-expression.html
[27] Cofactor recycling strategies for secondary metabolite production in cell-free protein expression systems - PubMed https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39618802/
[28] Biotechnology Applications of Cell-Free Expression Systems https://pdfs.semanticscholar.org/eee6/e81ec087bca243c9ed3e23b356e676e47142.pdf
[29] Cell-free protein synthesis energized by slowly-metabolized maltodextrin https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2716334/
[30] MEMO: A Method for Computing Metabolic Modules for Cell-Free Production Systems https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.9b00434?cookieSet=1
[31] 一种集成了前提合成与辅因子再生的无细胞透明只算生物合成新策略-糖化学与生物技术教育部重点实验室 https://klccb.jiangnan.edu.cn/info/1336/2586.htm
[32] A simplified and highly efficient cell-free protein synthesis system for prokaryotes(pdf) https://elifesciences.org/reviewed-preprints/109495v2.pdf
[33] Cell-Free Reaction System for ATP Regeneration from d -Fructose https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acssynbio.4c00877
[34] Cell-Free Reaction System for ATP Regeneration from d-Fructose - PubMed https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40143462/
[35] Integration of Artificial Metabolism in Cell-free Protein Synthesis https://eureka.patsnap.com/report-integration-of-artificial-metabolism-in-cell-free-protein-synthesis
[36] Effect of glycosylation on protein folding: From biological roles to chemical protein synthesis - PubMed https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40502693/
[37] Cell-Free Protein Expression: Current Approaches & Applications https://biologyinsights.com/cell-free-protein-expression-current-approaches-applications/
[38] A Comparative Guide: Prokaryotic vs. Eukaryotic Cell-Free Expression Systems for Eukaryotic Proteins https://www.biosynsis.com/a-comparative-guide-prokaryotic-vs-eukaryotic-cell-free-expression-systems-for-eukaryotic-proteins.html
[39] Lipid Modification and Membrane Localization of Proteins in Cell-Free System https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.5c00155
[40] Developing an E. coli -Based Cell-Free Protein Synthesis System for Artificial Spidroin Production and Characterization https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acssynbio.5c00241
[41] Cell-free protein synthesis and vesicle systems for programmable therapeutic manufacturing and delivery https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12139124/pdf/13036_2025_Article_523.pdf
[42] Challenging Post-translational Modifications in the Cell-free Protein Synthesis System https://www.sciepublish.com/files/article/56/sbe00074_pdf.pdf
[43] Developing cell-free protein synthesis systems: a focus on mammalian cells https://www.openaccessjournals.com/articles/developing-cellfree-protein-synthesis-systems-a-focus-on-mammalian-cells.pdf
[44] Challenging Post-Translational Modification in the Cell-Free Protein Synthesis System https://www.researchgate.net/publication/371868867_Challenging_Post-Translational_Modification_in_the_Cell-Free_Protein_Synthesis_System
[45] Cell-Free Protein Synthesis for a Faster, Smarter, More Flexible Future: Partnering with SBS Genetech to Accelerate Discovery and Innovation https://uploads.strikinglycdn.com/files/af997576-07f0-4a62-ad17-41adaa154663/Cell-Free%20Protein%20Synthesis%20for%20a%20Faster,%20Smarter,%20More%20Flexible%20Future%20-%20SBS%20Genetech.pdf?id=4329631&t=1760864623
[46] Vesicle-based cell-free synthesis of short and long unspecific peroxygenases https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9663805/pdf/fbioe-10-964396.pdf
[47] 无细胞合成生物学在生物医学领域的应用研究进展 https://lifescience.sinh.ac.cn/202508/20250811.htm
[48] 卡梅德生物技术快报|无细胞蛋白表达:麦胚系统技术要点与落地应用_卡梅德科普小课堂的技术博客_51CTO博客 https://blog.51cto.com/u_17642106/14542854
[49] 无细胞蛋白质合成技术推动未来医药创新发展 https://www.iesdouyin.com/share/video/7515396453583588671/?region=&mid=7515396521911913225&u_code=0&did=MS4wLjABAAAANwkJuWIRFOzg5uCpDRpMj4OX-QryoDgn-yYlXQnRwQQ&iid=MS4wLjABAAAANwkJuWIRFOzg5uCpDRpMj4OX-QryoDgn-yYlXQnRwQQ&with_sec_did=1&video_share_track_ver=&titleType=title&share_sign=Nvnedmv0kDSI9ktJjYJUq2kcrf6wBq9RYNWsJZnmC2Y-&share_version=280700&ts=1778885258&from_aid=1128&from_ssr=1&share_track_info=%7B%22link_description_type%22%3A%22%22%7D
[50] 2025至2030蛋白质表达服务行业调研及市场前景预测评估报告.docx-原创力文档 https://m.book118.com/html/2025/0929/6051005240011234.shtm
[51] “避坑” 必看!无细胞蛋白表达常见问题解答-技术文章-苏州珀罗汀生物技术有限公司手机版 https://m.chem17.com/st571376/article_4114006.html
[52] eProtein Discovery系统与您相约西湖大学华东结构生物学会议!来看无细胞蛋白表达系统如何指导体内表达-企业动态-丁香通 https://m.biomart.cn/news/16/3246889.htm
[53] Cell-Free Protein Expression in Polymer Materials https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38467017/
[54] Solid-Phase Cell-Free Protein Synthesis to Improve Protein Foldability https://core.ac.uk/download/322418155.pdf
[55] Cell-Free Gene Expression: Methods and Applications https://jewettlab.org/wp-content/uploads/2025/01/hunt-et-al-2024-cell-free-gene-expression-methods-and-applications.pdf
[56] Automated and Programmable Cell-Free Systems for Scalable Synthetic Biology with a Focus on Biofoundry Integration https://www.semanticscholar.org/paper/Automated-and-Programmable-Cell-Free-Systems-for-a-Jun-Hong/98bc38dd4bf3e5b834ab5d6ff57ce3d41e78d958
[57] The past, present and future of cell-free protein synthesis http://www.columbia.edu/cu/biology/courses/w3034/Dan/readings/katzen.pdf
[58] Beyond In Vivo, Pharmaceutical Molecule Production in Cell-Free Systems and the Use of Noncanonical Amino Acids Therein https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.chemrev.4c00126
[59] Advancing Cell-Free Synthetic Biology: From sustained PURE protein synthesis to an isothermal one-pot DNA replication system https://infoscience.epfl.ch/record/311748/files/EPFL_TH10321.pdf
[60] In-Hydrogel Cell-Free Protein Expression System as Biocompatible and Implantable Biomaterial. https://www.semanticscholar.org/paper/In-Hydrogel-Cell-Free-Protein-Expression-System-as-S%C3%A1nchez-Costa-Urigoitia/c1eca3f267376ca619da1077a0ac97eb6f2c113c
[61] Enabling and optimizing cell-free systems for synthetic biology applications https://theses.hal.science/tel-04147740/document
[62] A comprehensive review of Microfluidic approaches in cell-free synthetic biology(pdf) https://public-pages-files-2025.frontiersin.org/journals/synthetic-biology/articles/10.3389/fsybi.2024.1397533/pdf
[63] Cell-Free Approaches in Synthetic Biology Utilizing Microfluidics https://www.mdpi.com/269934
[64] 综述:微流控技术与无细胞系统相结合:从分子工程到合成细胞 - 生物通 https://m.ebiotrade.com/newsf/2025-11/20251122085617338.htm
[65] Automated Cell-free Protein Synthesis for Distributed Biomanufacturing(pdf) https://www.medrxiv.org/content/medrxiv/early/2025/10/17/2025.10.15.25338083.full.pdf
[66] Research progress in the development of cell-free systems and applications in synthetic biology https://journalijsra.com/sites/default/files/fulltext_pdf/IJSRA-2025-0825.pdf
[67] Cell-Free Gene Expression in Bioprinted Fluidic Networks https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.4c00187
[68] An AI-driven workflow for the accelerated optimization of cell-free protein synthesis https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12529354/pdf/main.pdf
[69] From prompt to protein: GPT-5 and robot labs run experiments at coffee-break speed https://completeaitraining.com/news/from-prompt-to-protein-gpt-5-and-robot-labs-run-experiments/
[70] GPT-5 Reduces Cell-Free Protein Synthesis Costs by 40% in Autonomous Lab Collaboration with Ginkgo Bioworks https://www.ainews.com/p/gpt-5-reduces-cell-free-protein-synthesis-costs-by-40-in-autonomous-lab-collaboration-with-ginkgo-bi
[71] GPT‑5 & Ginkgo: 40% Lower CFPS Costs with Autonomous AI https://www.gend.co/blog/gpt-5-ginkgo-cfps-cost-reduction
[72] Bacterial cell-free expression technology to in vitro systems engineering and optimization https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5637228/pdf/main.pdf
[73] Cell-Free Protein Synthesis as a Method to Rapidly Screen Machine Learning-Generated Protease Variants https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.5c00062
[74] Cell-Free Protein Synthesis Reactor Formats: A Brief History and Analysis https://mdpi.com/2674-0583/3/3/10
[75] Automated and Programmable Cell-Free Systems for Scalable Synthetic Biology with a Focus on Biofoundry Integration(pdf) https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12463565/pdf/jmb-35-e2507019.pdf
[76] 微流控技术驱动的合成生物学与生物制造：方法与应用的研究进展及展望(pdf) https://cjb.ijournals.cn/cjbcn/article/pdf/04250444
[77] Long-Term Protein Synthesis with PURE in a Mesoscale Dialysis System https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acssynbio.4c00618
[78] Integration of Artificial Metabolism in Cell-free Protein Synthesis https://eureka.patsnap.com/report-integration-of-artificial-metabolism-in-cell-free-protein-synthesis
[79] Research progress in the development of cell-free systems and applications in synthetic biology(pdf) http://ijsra.net/sites/default/files/fulltext_pdf/IJSRA-2025-0825.pdf
[80] Optimising protein synthesis in cell‐free systems, a review https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9996726/
[81] Ribosome Pool Engineering Increases Protein Biosynthesis Yields(pdf) https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acscentsci.3c01413
[82] A simplified and highly efficient cell-free protein synthesis system for prokaryotes https://elifesciences.org/reviewed-preprints/109495
[83] リボソーム生合成の試験管内再構成に成功 https://educ.titech.ac.jp/bio/news/2025_02/067213.html
[84] 세포없는 단백질 합성: 바이오의약품 생산의 새로운 패러다임 https://www.jaenung.net/tree/23649
[85] Cost Optimization Tips for Scaling Up Cell-Free Protein Expression https://www.biosynsis.com/cost-optimization-tips-for-scaling-up-cell-free-protein-expression.html
[86] A simplified and highly efficient cell-free protein synthesis system for prokaryotes(pdf) https://elifesciences.org/reviewed-preprints/109495v2.pdf
[87] Cell-Free Biotechnology in Clinical Therapeutics: Protein Synthesis Platforms for Rapid Drug and Vaccine Development https://www.pharmagrowthjournal.com/uploads/archives/20250925191133_PGR-2025-2-006.1.pdf
[88] A simplified and highly efficient cell-free protein synthesis system for prokaryotes https://elifesciences.org/reviewed-preprints/109495v2/reviews
[89] Cell-Free PURE System: Evolution and Achievements https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10521753/
[90] 无细胞蛋白合成系统的技术原理与工业化应用前景分析.docx-原创力文档 https://m.book118.com/html/2026/0427/5041034342013203.shtm
[91] OnePot PURE 和粗核糖体生产的精细化，用于可重复的无细胞蛋白质合成 https://www.jove.com/cn/t/68826/refinement-onepot-pure-crude-ribosome-production-for-reproducible/
[92] 物质学院团队合作开发液滴-AI高通量皮升级组合筛选平台 https://www.shanghaitech.edu.cn/2025/0403/c1006a1108810/page.htm
[93] Cell-Free Approaches in Synthetic Biology Utilizing Microfluidics https://www.mdpi.com/269934
[94] Droplet Microfluidics for High-Throughput Screening and Directed Evolution of Biomolecules https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11356158/
[95] The Tiny Lab Revolution https://www.rnabiosci.com/posts/the-tiny-lab-revolution-how-microfluidics-is-powering-a-highthroughput-protein-boom
[96] Cell-Free PURE System: Evolution and Achievements https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10521753/
[97] Automated and Programmable Cell-Free Systems for Scalable Synthetic Biology with a Focus on Biofoundry Integration https://pdfs.semanticscholar.org/7ce4/cb40d9cbe4ab4c62c13ab8e2f710158a6230.pdf
[98] 基于模块化设计的机械系统功能集成方法研究 http://xueshu.qikan.com.cn/preview/1/104/5168772
[99] Cell-Free Protein Synthesis Reactor Formats: A Brief History and Analysis https://mdpi.com/2674-0583/3/3/10
[100] A simplified and highly efficient cell-free protein synthesis system for prokaryotes https://elifesciences.org/reviewed-preprints/109495v1.pdf
[101] Designing Modular Cell-free Systems for Tunable Biotransformation of l -phenylalanine to Aromatic Compounds https://www.frontiersin.org/journals/bioengineering-and-biotechnology/articles/10.3389/fbioe.2021.730663/full
[102] 无细胞蛋白合成(cell free system)在复杂蛋白表达中的应用丨曼博生物-技术文章-上海曼博生物医药科技有限公司手机版 https://m.chem17.com/st406804/article_4403355.html
[103] 从抗体到疫苗，无细胞平台如何成为药物研发的 “加速器”? https://c.m.163.com/news/a/KI3VB4PA0532CO9S.html
[104] 无细胞蛋白质合成:面向高效生物催化剂筛选的新平台 - 生物通 https://m.ebiotrade.com/newsf/2026-2/20260225232141799.htm
[105] Cell-free protein synthesis platforms for accelerating drug discovery https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11929937/
[106] 无细胞合成生物学:革新生物医药产业的新策略 http://journals.im.ac.cn/html/cjbcn/2019/12/gc19122269.htm
[107] 无细胞合成生物学在生物医学领域的应用研究进展 https://lifescience.sinh.ac.cn/202508/20250811.htm
[108] A scalable cell-free manufacturing platform for two-step bioproduction of immunogenic conjugate vaccines https://jewettlab.org/wp-content/uploads/2025/08/2025.08.05.668792v1.full_.pdf
[109] A rapid cell-free expression and screening platform for antibody discovery https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10318062/
[110] Cell-Free System Enables Rapid Assembly of Nipah Virus Vaccine Candidate https://www.edc.northwestern.edu/news/articles/2025/07/cell-free-system-enables-rapid-assembly-of-nipah-virus-vaccine-candidate/index.html
[111] A simplified and highly efficient cell-free protein synthesis system for prokaryotes https://elifesciences.org/reviewed-preprints/109495
[112] Cell-free Protein Synthesis: Principle, Advantages, and Applications https://www.sinobiological.com/resource/antibody-technical/cell-free-protein-synthesis
[113] Cell Free Protein Synthesis https://www.genscript.com/cell-free-protein-expression.html
[114] 无细胞蛋白质合成技术的发展：从实验室到工业制造advancementsincell-freeproteinsynthesis(cfps)technology:fromlaboratorytoindustrialproduction(pdf) https://lifescience.sinh.ac.cn/webadmin/upload/20250714135841_3986_4302.pdf
[115] Cell-Free Protein Synthesis: Scalable Biologic Production Beyond the Cell https://www.patsnap.com/resources/blog/ls-blog/cell-free-protein-synthesis-patsnap-eureka/
[116] Cell-Free Protein Synthesis Reactor Formats: A Brief History and Analysis https://mdpi.com/2674-0583/3/3/10
[117] Designing of an extract production protocol for industrial application of cell‐free protein synthesis technology: Building from a current best practice to a quality by design approach https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10715128/
[118] Advancing synthetic biology through cell-free protein synthesis https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10196276/
[119] Cell-free Protein Synthesis System: Rapid Expression in Mere Hours https://www.sinobiological.com/resource/featured-review/cell-free-protein-synthesis-system
[120] Cell-free Protein Expression Market Size, Share & Trends Analysis Report By Product (Expression Systems, Reagents), By Application (Enzyme Engineering), By Method, By End Use, By Region, And Segment Forecasts, 2024 - 2030 https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/cell-free-protein-expression-market-report
[121] 无细胞蛋白表达:突破传统瓶颈，解锁3大高难度蛋白应用场景-苏州珀罗汀生物技术有限公司 http://www.cellfreeprotein.com.cn/Article-4101664.html
[122] 无细胞合成生物学:革新生物医药产业的新策略 http://journals.im.ac.cn/html/cjbcn/2019/12/gc19122269.htm
[123] 无细胞蛋白质合成技术推动未来医药创新发展 https://www.iesdouyin.com/share/video/7515396453583588671/?region=&mid=7515396521911913225&u_code=0&did=MS4wLjABAAAANwkJuWIRFOzg5uCpDRpMj4OX-QryoDgn-yYlXQnRwQQ&iid=MS4wLjABAAAANwkJuWIRFOzg5uCpDRpMj4OX-QryoDgn-yYlXQnRwQQ&with_sec_did=1&video_share_track_ver=&titleType=title&share_sign=Nvnedmv0kDSI9ktJjYJUq2kcrf6wBq9RYNWsJZnmC2Y-&share_version=280700&ts=1778885326&from_aid=1128&from_ssr=1&share_track_info=%7B%22link_description_type%22%3A%22%22%7D
[124] 从抗体到疫苗，无细胞平台如何成为药物研发的 “加速器”? https://c.m.163.com/news/a/KI3VB4PA0532CO9S.html
[125] 无细胞合成生物学在生物医学领域的应用研究进展researchprogressoncell-freesyntheticbiologyinbiomedicalapplications(pdf) https://lifescience.sinh.ac.cn/webadmin/upload/20250805152105_3997_5496.pdf
[126] 珀罗汀解锁 AI+CFPS 黑科技，引领蛋白表达新未来_苏州珀罗汀生物技术有限公司 https://www.cellfreeprotein.cn/news_1/108.html
[127] 综述:无细胞蛋白质合成平台加速药物发现 - 生物通 https://m.ebiotrade.com/NEWSF/2025-4/20250422131743921.htm
[128] Accelerated enzyme engineering by machine-learning guided cell-free expression(pdf) https://jewettlab.org/wp-content/uploads/2025/01/s41467-024-55399-0.pdf
[129] Cell-free Protein Synthesis Market worth $308.9 million by 2030 with 7.3% CAGR | MarketsandMarkets™ https://www.prnewswire.com/news-releases/cell-free-protein-synthesis-market-worth-308-9-million-by-2030-with-7-3-cagr--marketsandmarkets-302596407.html
[130] Optimising protein synthesis in cell‐free systems, a review https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9996726/
[131] Cell-Free Synthesis: Expediting Biomanufacturing of Chemical and Biological Molecules https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11054211/
[132] Cell-Free-Based Thermophilic Biocatalyst for the Synthesis of Amino Acids from One-Carbon Feedstocks https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.5c00352
[133] Carbon Negative Synthesis of Amino Acids Using a Cell-Free-Based Biocatalyst https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acssynbio.4c00359
[134] Mini-review: In vitro Metabolic Engineering for Biomanufacturing of High-value Products https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5288458/pdf/main.pdf
[135] Designing Modular Cell-free Systems for Tunable Biotransformation of l -phenylalanine to Aromatic Compounds https://www.frontiersin.org/journals/bioengineering-and-biotechnology/articles/10.3389/fbioe.2021.730663/full
[136] Advancing synthetic biology through cell-free protein synthesis https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10196276/
[137] An AI-driven workflow for the accelerated optimization of cell-free protein synthesis https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41111918/
[138] 一种简单且多功能的无细胞表达方法，用于生产次级代谢产物 - 生物通 https://m.ebiotrade.com/newsf/2025-12/20251226105735219.htm
[139] 康码生物全球首台无细胞蛋白质合成反应器推动生物医药制造革新 https://www.iesdouyin.com/share/video/7304288699003522338/?region=&mid=7304289040776776457&u_code=0&did=MS4wLjABAAAANwkJuWIRFOzg5uCpDRpMj4OX-QryoDgn-yYlXQnRwQQ&iid=MS4wLjABAAAANwkJuWIRFOzg5uCpDRpMj4OX-QryoDgn-yYlXQnRwQQ&with_sec_did=1&video_share_track_ver=&titleType=title&share_sign=Cy7FWkLzcTMkmAtU3VrLxi2grWIFcLTeWq3WotTPzLA-&share_version=280700&ts=1778885343&from_aid=1128&from_ssr=1&share_track_info=%7B%22link_description_type%22%3A%22%22%7D
[140] Streamlined Production, Protection, and Purification of Enzyme Biocatalysts Using Virus-like Particles and a Cell-Free Protein Synthesis System https://www.mdpi.com/2674-0583/3/1/5
[141] 2026年生物制药酶催化技术报告-20260428103408.docx-原创力文档 https://m.book118.com/html/2026/0428/8120047040010066.shtm
[142] Biotechnology Applications of Cell-Free Expression Systems https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8705439/
[143] 2026年生物制药酶催化技术创新报告-20260430133027.docx-原创力文档 https://m.book118.com/html/2026/0430/8123013124010066.shtm
[144] 無細胞タンパク質合成のグローバル市場規模は2025年に2億1720万ドル、2033年までにCAGR 7.3％で拡大する見通し https://www.marketsinformation.com/cell-free-protein-synthesis/
[145] Cell Free Protein Expression Market Size, Share, Growth, and Industry Analysis, By Types (E. Coli Lysate, Wheat Germ Extract Lysate, Rabbit Reticulocyte Lysate, Insect Cell Lysate, Human Cell Lysate, Other Lysate Systems), By Applications Covered (Biotechnological Companies, Pharmaceutical Companies, Contract Research Organizations, Academic/Research Institutes), Regional Insights and Forecast to 2035 https://www.globalgrowthinsights.com/market-reports/cell-free-protein-expression-market-109000
[146] Análisis de Tamaño y Participación del Mercado de Expresión de Proteínas Libre de Células - Tendencias de Crecimiento y Pronósticos (2025 - 2030) https://www.mordorintelligence.com/es/industry-reports/cell-free-protein-expression-market
[147] Cell-Free Protein Expression Market Size, Share & Trends Analysis Report By Product (Accessories and Consumables, Lysate Systems), By Applications (Enzyme Engineering, High Throughput Production, Protein Labeling, Protein-Protein Interaction, Other Applications) and By Region (North America, Europe, APAC, Middle East and Africa, LATAM) Forecasts, 2025-2033 https://straitsresearch.com/report/cell-free-protein-expression-market
[148] Cell-free Protein Expression Market https://www.marketresearchfuture.com/reports/cell-free-protein-expression-market-22000
[149] Cell Free Protein Synthesis Market https://www.emergenresearch.com/industry-report/cell-free-protein-synthesis-market
[150] Cell-free Protein Expression Market Size, Share & Trends Analysis Report By Product (Expression Systems, Reagents), By Application (Enzyme Engineering), By Method, By End Use, By Region, And Segment Forecasts, 2024 - 2030 https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/cell-free-protein-expression-market-report
[151] Cell-Free Protein Expression Market Size, Share and Growth Forecast for 2025 - 2032 https://www.persistencemarketresearch.com/market-research/cell-free-protein-expression-market.asp
[152] Cell-Free Protein Synthesis Market Set to Reach USD 470.58 Million by 2035 Amid Synthetic Biology Growth https://www.openpr.com/news/4510778/cell-free-protein-synthesis-market-set-to-reach-usd-470-58
[153] Financial Planning Services Market https://www.marketresearchfuture.com/reports/financial-planning-services-market-66755
[154] Cash Flow Per Share: Cash Flow Per Share and Valuation: Finding Undervalued Stocks https://www.fastercapital.com/content/Cash-Flow-Per-Share--Cash-Flow-Per-Share-and-Valuation--Finding-Undervalued-Stocks.html
[155] Cell-free Protein Synthesis Market worth $308.9 million by 2030 with 7.3% CAGR | MarketsandMarkets™ https://www.prnewswire.com/news-releases/cell-free-protein-synthesis-market-worth-308-9-million-by-2030-with-7-3-cagr--marketsandmarkets-302596407.html
[156] Cell-free Protein Synthesis Market by Offering (Cell Extract Systems (Prokaryotic, Mammalian, Plant), Kits, Instruments, Services), Workflow, Method (Coupled TX/TL, Transcription, Translation), Application (Protein Purification) - Global Forecast to 2030(pdf) https://pdf.marketpublishers.com/marketsnmarkets/cell-free-protein-synthesis-market-mnm.pdf
[157] 6.4%年复合增长率!无细胞蛋白质合成产业调研报告2026年投资机遇 https://m.gelonghui.com/p/3961441
[158] 康玛生物无细胞蛋白质合成技术实现产业化突破 https://www.iesdouyin.com/share/video/7580007044272675274/?region=&mid=7580006995478088498&u_code=0&did=MS4wLjABAAAANwkJuWIRFOzg5uCpDRpMj4OX-QryoDgn-yYlXQnRwQQ&iid=MS4wLjABAAAANwkJuWIRFOzg5uCpDRpMj4OX-QryoDgn-yYlXQnRwQQ&with_sec_did=1&video_share_track_ver=&titleType=title&share_sign=5NTNA0tcs_gapq4ZU8N5qhAdUC29AbuCT_iVtvF2G9k-&share_version=280700&ts=1778885355&from_aid=1128&from_ssr=1&share_track_info=%7B%22link_description_type%22%3A%22%22%7D
[159] 2025-2031全球及中国无细胞蛋白表达行业研究及十五五规划分析报告--QYResearch(恒州博智) https://www.qyresearch.com.cn/reports/5572984/cell-free-protein-expression
[160] 2025至2030中国无细胞蛋白表达行业项目调研及市场前景预测评估报告.docx-原创力文档 https://m.book118.com/html/2025/0807/8054034031007120.shtm
[161] 2025至2030中国无细胞蛋白表达行业细分市场及应用领域与趋势展望研究报告.docx-原创力文档 https://m.book118.com/html/2026/0227/7120163126011054.shtm
[162] Preparing for the future of precision medicine: synthetic cell drug regulation(pdf) https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10849770/pdf/ysae004.pdf
[163] FDA vs. EMA: Navigating Divergent Regulatory Expectations for Cell and Gene Therapies. What Biopharma Companies Need to Know https://cromospharma.com/fda-vs-ema-navigating-divergent-regulatory-expectations-for-cell-and-gene-therapies-what-biopharma-companies-need-to-know/
[164] 글로벌 규제기관 한자리에…세포·유전자치료제 규제 대전환 조망 http://m.yakup.com/news/index.html?mode=view&nid=323928
[165] 2024-2030全球无细胞蛋白质合成(CFPS)行业调研及趋势分析报告 - 豆丁网 https://www.docin.com/p-4802037182.html
[166] (pdf) https://downloads.regulations.gov/FDA-2025-N-0121-0004/attachment_1.pdf
[167] Cell-Free Biotechnology in Clinical Therapeutics: Protein Synthesis Platforms for Rapid Drug and Vaccine Development https://www.pharmagrowthjournal.com/uploads/archives/20250925191133_PGR-2025-2-006.1.pdf
[168] 無細胞タンパク質合成のグローバル市場規模は2025年に2億1720万ドル、2033年までにCAGR 7.3％で拡大する見通し https://www.marketsinformation.com/cell-free-protein-synthesis/
[169] Cell-Free Protein Expression Service https://us.sinobiological.com/services/cell-free-protein-synthesis-service
[170] 无细胞合成生物学:革新生物医药产业的新策略 http://journals.im.ac.cn/html/cjbcn/2019/12/gc19122269.htm
[171] Biotechnology Applications of Cell-Free Expression Systems https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8705439/
[172] Exploring the Potential of Cell-Free Protein Synthesis for Extending the Abilities of Biological Systems https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6797904/
[173] In Vitro Cell-free Protein Expression Market (By Product Type: (Prokaryotic Systems, Eukaryotic Systems, Hybrid Systems), Application: (Drug Discovery, Functional Genomics, Structural Biology), End User: (Pharmaceutical Companies, Academic Institutes, Contract Research Organizations)) - Global Market Size, Share, Growth, Trends, Statistics Analysis Report, By Region, and Forecast 2025-2033 https://www.datahorizzonresearch.com/in-vitro-cell-free-protein-expression-market-59138
[174] The Promise And Challenges Of Cell-Free Protein Systems https://www.bioresearchonline.com/doc/the-promise-and-challenges-of-cell-free-protein-systems-0001
[175] 无细胞蛋白质合成技术推动未来医药创新发展 https://www.iesdouyin.com/share/video/7515396453583588671/?region=&mid=7515396521911913225&u_code=0&did=MS4wLjABAAAANwkJuWIRFOzg5uCpDRpMj4OX-QryoDgn-yYlXQnRwQQ&iid=MS4wLjABAAAANwkJuWIRFOzg5uCpDRpMj4OX-QryoDgn-yYlXQnRwQQ&with_sec_did=1&video_share_track_ver=&titleType=title&share_sign=Nvnedmv0kDSI9ktJjYJUq2kcrf6wBq9RYNWsJZnmC2Y-&share_version=280700&ts=1778885362&from_aid=1128&from_ssr=1&share_track_info=%7B%22link_description_type%22%3A%22%22%7D
[176] 2025至2030中国无细胞蛋白表达行业项目调研及市场前景预测评估报告.docx-原创力文档 https://m.book118.com/html/2025/0807/8054034031007120.shtm
[177] Advancing Therapeutic and Vaccine Proteins: Switching from Recombinant to Ribosomal Delivery—A Humanitarian Cause https://www.mdpi.com/1422-0067/25/23/12797
[178] 2026年中国无细胞体外系统行业市场现状调查及投资机会研判报告 - 豆丁网 https://www.docin.com/touch_new/preview_new.do?id=4992531868
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生物科学智能作为第四次工业革命的核心驱动力，将进一步释放历次科技革命和产业变革积蓄的巨大能量，并创造新的强大引擎；重构设计、生产、供应链和服务等经济活动各环节，形成从宏观到微观各领域的智能化新需求，催生新技术、新产品、新产业、新业态和新模式；引发经济结构重大变革，深刻改变人类生产生活方式和思维模式，实现社会生产力的整体跃升。
生物产业智能化技术分支用来的今天，从业者必须了解如何将生物科学智能全面渗入整个公司、产品、业务等商业场景中，利用生物科学智能形成数字化、网络化和智能化力量，实现行业的重新布局、企业的重新构建和焕然新生。
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2026-04-01
·药学习园
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1、相关性与背景
醛氧化酶（Aldehyde Oxidase, AO）和黄嘌呤氧化酶（Xanthine Oxidase, XO）是含钼酶家族的重要成员，在药物和外源物代谢中扮演关键角色。这些酶参与多种含氮杂环化合物、醛类及其他物质的氧化代谢。理解其代谢机制对药物化学家至关重要，因其显著影响候选药物的药代动力学、疗效和安全性。
2、酶学家族特征
AO和XO属于黄嘌呤氧化酶家族，它们是胞质溶胶中的复合钼黄素蛋白，含有两个[2Fe–2S]簇、黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）以及对于酶活性至关重要的钼辅因子（MoCo）。这些酶催化多种醛类和含氮杂环的药物分子的代谢。
3、表达与活性
4、结构与机制
在不同动物物种中，AO和XO的氨基酸序列一致性约为40%，且这两种酶均以同源二聚体的形式发挥活性，由两个约150 kDa的相同亚基组成。每个亚基细分为三个不同的结构域：一个20 kDa的N端结构域，结合两个不等价的含铁簇；一个40 kDa的中间结构域，包含黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）结合位点；以及一个85 kDa的C端结构域，容纳钼辅因子（molybdenum cofactor），并靠近底物口袋。钼（Mo）是酶的重要组成部分，与FAD一起参与酶催化反应。在形成被称为“MoCo”的四环吡喃蝶啶复合物之前，它在生物学上是无活性的。
在典型的催化循环中，底物在Mo中心被氧化为产物。还原当量随后传递给FAD，FAD通过分子氧（最终电子受体）再氧化，主要副产物为H2O2。含铁的[2Fe–2S]中心作为MoCo和黄素辅因子之间电子转移的介质，并在催化过程中充当电子库，储存还原当量。
AO和XO对底物的氧化羟基化作用与CYP450介导的作用互为补充。尽管这两个酶家族都利用分子氧作为最终的电子受体，但在AO介导的氧化羟基化过程中掺入产物的氧原子来自水而非氧气。AO催化的氮杂芳环氧化涉及对邻近杂原子碳原子的初始亲核攻击。因此，杂环对这种亲核攻击的敏感性决定了该杂环是否为AO的底物。
5、功能与底物
6、筛选策略
为何需要专门筛选AO/XO代谢？
1）常规肝微粒体体系缺失胞质酶
肝微粒体（LMs）仅含微粒体酶（如CYP450、FMO），不含胞质酶（AO、XO位于胞质），因此单用LMs无法发现AO/XO介导的代谢；
2）AO/XO底物识别广泛且结构多样
AO尤其能氧化多种含氮芳香杂环，而这类结构在药物分子中常见，若未及早识别，可能导致物种差异、代谢清除异常或非预期毒性；
3）早期发现可指导结构优化
在药物发现早期明确代谢途径，可避免因AO/XO导致的临床前/临床失败。
筛选策略的层次与判断依据：
1.初步判断：利用肝细胞与LMs数据对比
方法：比较化合物在肝细胞（含全部 I/II相酶）与 LMs（仅微粒体酶）中的母药消耗速率。
结论：若肝细胞中周转显著快于LMs，则提示存在非CYP450酶（如AO/XO）的代谢贡献。
2.酶归属确认：胞质溶胶/S9孵育+特异性抑制剂
方法：将化合物与胞质溶胶或S9组分（不含NADPH）孵育，观察氧化代谢物生成。
加入选择性抑制剂：别嘌醇（抑制XO）、雷洛昔芬/肼屈嗪（抑制AO），观察代谢物减少情况。
结论：
在无NADPH条件下仍生成氧化代谢物→确认非CYP450酶参与。
代谢物被特异性抑制剂显著抑制→明确该代谢由AO或XO主导。
3.快速风险评估：DFMS石蕊试验与标尺法
标尺法（Yardstick approach）：在胞质溶胶或S9中与参比化合物比较，划分低/中/高固有清除率。
DFMS石蕊试验：利用双((二氟甲基)亚磺酰基)氧基锌（DFMS）模拟亲核自由基反应，其反应性与AO代谢敏感性相关。
结论：
可在无酶条件下快速预判含氮杂环化合物是否为AO底物；产物中引入CF₂H基团后还可直接用于后续AO风险测试。
4.计算预测：结构建模与量子化学
方法：基于人AO同源模型进行对接，或采用密度泛函理论（DFT）优化亲核攻击后的四面体中间体。
结论：
可预测AO氧化的区域选择性及可能的代谢位点。
但无法直接判断是否会发生AO氧化，需结合实验验证。
7、对药物研发影响实例
由于酶活性存在物种差异，近期多个案例表明，AO代谢可因人体内清除率高于预期，或因临床前未能预见的人体代谢物引发安全性问题，从而导致临床失败。以下实例清楚地表明，仅基于肝微粒体数据和/或临床前种属药代动力学研究来预测人体清除率的做法，未能考虑到人类体内更高的AO活性，本质上是一种高风险的转化策略。
7.1卡巴泽兰（Carbazeran）
强效离子型药物卡巴泽兰1在人体内主要由AO代谢为酞嗪酮2。功能功效最初在狗身上得到证实，但在类似剂量下在人体内没有复制。随后发现，虽然狗的口服生物利用度约为68%，但人类的口服生物使用度太低，无法测量，因此停止了化合物的开发。比较该化合物在狒狒、人类和狗细胞质组分中的代谢率，发现它在狒狒和人类中迅速失活，但在狗中没有，表明后者的AO活性很低。
7.2 RO1
在猴子、大鼠和狗中对p38抑制剂RO1进行的常规临床前评估表明，其在人类中的预计药代动力学半衰期约为6小时。出乎意料的是，在一项1期临床研究中，发现RO1的暴露水平非常低，半衰期仅为0.7小时，导致化合物终止。计算遗传分析以及使用特定抑制剂的实验证实，AOX1催化了人类主要4-羟基代谢物4的形成，而临床前模型物种中没有产生。
7.3 FK3453
FK3453是治疗帕金森病的新型腺苷A1/2双重抑制剂，AO介导的氧化代谢导致在1期研究中未改变药物的血浆浓度极低，FK3453的开发提前停止。
7.4 BIBX1382
表皮生长因子受体（EGFR）抑制剂BIBX1382通过AO进行广泛的氧化代谢，转化为代谢产物BIBU1476，在临床研究中因口服暴露不佳而失败。
7.5 SGX523
基于在大鼠和狗体内良好的药代动力学特征，c-met抑制剂SGX523进入治疗实体瘤的临床开发。在人类中，该化合物会导致患者出现梗阻性肾功能衰竭，因此不再进行进一步评估。在一系列的研究中证明SGX523被人类和猴子AO以物种特异性的方式广泛代谢为喹诺酮类，但在大鼠中的代谢程度要小得多，在狗s9培养中根本没有。母体SGX523在4µg/mL的中性pH值下具有适度的水溶性，但值得注意的是，喹诺酮代谢物在相同pH值下仅0.1µg/mL的溶解度。该报告的作者提出，代谢物在肾小管中形成不溶性晶体，导致肾毒性。
7.6 Zoniporide
Zonipride是一种强效的钠氢交换异构体-1（NHE-1）抑制剂，正在开发用于治疗心肌缺血损伤。当在人体内给药时，AO介导的喹诺酮代谢物是主要的排泄物，在大鼠中也有发现，但在狗中没有发现。
7.7 Auglurant
Auglurant是代谢型谷氨酸受体5（mGluR5）的强效负变构调节剂，其代谢表现出相当明显的物种差异。主要代谢产物14是AO介导的嘧啶环6位氧化的结果，这在多个物种和人类中都有发现。在嘧啶环的2位也观察到第二次氧化，但使用特定的酶抑制剂，作者表明这是由猴子的AO和大鼠的XO介导的，而在人类中几乎没有观察到这种代谢物。同一作者之前在该系列中报道了类似的发现，并提出嘧啶2位的大鼠AO活性通常可能非常低。
7.8 VX-509
VX-509（decernotinib）16是一种口服janus激酶3（JAK3）抑制剂，已在类风湿性关节炎患者中进行了研究。活性羟基代谢物17由AO在人肝细胞质中形成，然后不可逆地结合以灭活药物代谢酶，尤其是CYP3A4。这种羟基代谢物很可能是VX-509临床环境中基于时间依赖性抑制（TDI）的药物相互作用（DDI）的主要肇事者。
7.9 JNJ-38877605
一种强效且高选择性的c-Met酪氨酸激酶抑制剂JNJ-38877605在所有患者中均显示出肾毒性。在大鼠和狗的临床前研究中未观察到肾毒性。AO对18（及其脱甲基衍生物19）的氧化代谢形成了不溶性代谢物20和21的晶体。这些观察结果导致JNJ-38877605的临床开发停止。
7.10 BILR355
BILR355是一种HIV-1非核苷逆转录酶抑制剂，但被发现在人体口服时半衰期短，暴露量低。体外代谢研究的结果表明，CYP3A4主要负责限制22的全身暴露，并研究了与利托那韦的联合给药。然而，这导致了一种意想不到的代谢产物BILR516的形成，当单独给予22时，这种代谢产物在人类早期没有被检测到。经证实，BILR516是通过N-氧化物22还原为喹诺酮BILR402，然后AO氧化形成的。进一步研究了母体对还原物种BILR402的代谢，表明肠道细菌是生成还原产物的原因。
7.11 Ripasudil
Ripasudil（K-115）是Rho相关蛋白激酶（ROCK）的强效抑制剂，已被证明可以降低青光眼和高眼压患者的眼压。AO介导的代谢导致人体口服生物利用度极低，瑞帕定作为口服药物的开发已停止。
7.12 SB-277011
选择性多巴胺D3受体拮抗剂SB-277011最初被发现对大鼠、狗、食蟹猴和人类的肝微粒体非常稳定，而在食蟹猴及人类的全肝匀浆中代谢得更快。AO介导的代谢导致人类体外数据尤其引人注目，匀浆中的清除值比微粒体高出约35倍。
7.13 Lenvatinib
Lenvatinib是一种多酪氨酸激酶抑制剂，可抑制血管内皮生长因子受体，被开发为抗癌药物。对Lenvatinib在动物和人类肝脏s9组分中的氧化代谢途径进行了研究，并确定其仅在猴子和人类中受AO代谢的支配。主要代谢产物通过高分辨率质谱鉴定为O-去甲基化Lenvatinib 30的喹诺酮31和羟基喹诺酮32形式，由中间体CYP450去甲基化形成。
7.14 BIIB021
BIIB021是热休克蛋白90（HSP90）的有效抑制剂，其在临床前模型中表现出有希望的抗肿瘤活性，并正在开发用于治疗乳腺癌症。BIIB021在大鼠、狗和人肝细胞质组分中的分析，揭示在人类制剂中由AO催化的嘌呤环氧化产生了一种主要的代谢产物34，但在大鼠和狗的制剂中没有。
8、关键缓解策略
8.1 远程官能化
在远离易反应中心的位点改变取代基、手性或官能团的相对位置，可显著改变反应活性，并在某些情况下完全消除AO代谢，这与化合物能否适配AO活性位点有关。目前这一点极难预测。
8.2 替代杂环
易发生AO氧化的杂环具有与芳香氮原子相邻的C-H键。一种简单的缓解AO代谢的方法是将其替换为对初始亲核攻击反应性降低、或没有可用C-H键的替代环系，前提是目标SAR（构效关系）能容忍此类改变。
8.3 芳香氮原子邻位的阻断基团
缓解杂环AO代谢最常见且直接的方法是对芳香氮原子相邻的C-H基团进行阻断或取代，同时不影响分子的效力或其他主要性质。这是迄今为止应用最成功的策略。
9、成功案例详解
9.1远程官能化
远程醇立体化学可以控制AO介导的嘧啶氧化。RS-8359是外消旋体，但只有远程中心的S-对映体36经历AO介导氧化，而R-对映体37是稳定的。
喹啉磷脂酰肌醇-3-激酶δ（PI3Kδ）抑制剂38被证明通过苯并咪唑与喹啉环系统的空间碰撞显示出阻转异构性，阻转异构体39和40很容易通过色谱法分离。其中一个阻转异构物40几乎具有外消旋体中观察到的所有效力，而另一个阻变异构体39对于所有PI3K异构体来说都要弱得多。较弱的39在人肝细胞中的清除速度也比其异构体快得多。这被证实是通过AO介导的代谢转化为喹诺酮类药物。
远程功能化会影响远程吡啶环的AO氧化。来自恶唑取代的Toll样受体7（TLR7）系列（如41）化合物在吡啶环上被大鼠AO快速代谢为羟基吡啶42，而不是人类AO。发现恶唑（43和44）的远程杂环官能化或交换会消除这两种物种的AO活性。
大的酰胺基团可以延缓三环核心远程位点的AO氧化。一系列PI3K/ mTOR抑制剂45显示出良好的大鼠药代动力学，但在人类s9中迅速转化为吡啶46。远程哌啶中心分子大小的系统性增加，例如延伸的酰胺47，可能会消除远程吡啶环上的AO识别。
9.2替代杂环
AO介导的吡啶环48氧化为羟基吡啶代谢物49。发现吡啶环的简单杂环变换到与芳香族N原子相邻没有可用位置的体系，如异构吡啶51，哒嗪50、异恶唑52、噻唑53和恶唑54都成功地防止了AO氧化。
研究人员对一系列高效的雄激素受体拮抗剂进行了系统评估，旨在寻找能够有效阻止咪唑并嘧啶类化合物55经AO介导氧化为羟基代谢物56的结构修饰。最初尝试对分子中芳基醚部分进行远程改造，但并未降低AO风险。同样，早期尝试对易反应的咪唑并嘧啶环上的咪唑环进行甲基化，或将酰胺官能团的连接点移至环系上，也均未成功。直到探索了不同的杂环体系，例如还原体系59、相关的三唑并嘧啶58以及咪唑并吡啶57时，才使AO的识别得以消除。不幸的是，这些环系均未能保持对雄激素受体的高效力。
吡啶并嘧啶酮类化合物60经AO代谢生成尿嘧啶衍生物61。为避免该代谢途径所做的尝试包括在易反应中心用甲基进行阻断，这虽消除了AO代谢，但也基本消除了Syk活性。从核心骨架中移除一个杂原子得到化合物62，并增加相应萘啶酮类化合物的电子密度，确实完全消除了AO代谢。
Magee等人报道了以克拉霉素骨架为基础、带有杂环取代氮杂环丁烷官能团的酮内酯类抗生素系列。早期杂环类似物采用1,8-萘啶环系63，在人体单次给药后，该化合物迅速发生AO氧化，生成羟基化衍生物64，同时母体药物血浆暴露量较低。结合3-羟基基团和异构的1,5-萘啶环系65，在ADME特性方面提供了最佳组合，且未观察到AO代谢。
9.3芳香氮原子邻位的阻断基团
诺华的科学家基于氮杂苯并咪唑核心结构合成了一系列高效血管紧张素受体（ATR）拮抗剂。先导化合物66在大鼠中表现出高清除率，在使用18O标记水的胞质溶胶孵育中进一步分析发现，AO介导的代谢通过化合物67是导致该化合物清除的重要原因。一个简单的氟化衍生物68阻断了吡啶环的AO氧化，并在大鼠中显示出显著提高的口服生物利用度。
辉瑞案例中，最终避免咪唑并嘧啶55发生AO代谢最成功的策略是阻断嘧啶环上的易反应位点。甲氧基衍生物69完全没有任何AO活性，吗啉类似物也是如此。
吡啶并[3,4-d]嘧啶-4(3H)-酮类小分子是组蛋白赖氨酸去甲基化酶4和5（KDM4和KDM5）亚家族的双重抑制剂，该家族属于参与肿瘤发生和耐药的Jumonji C（JmJC）组蛋白赖氨酸去甲基化酶。Hayes等人报道，一个C8位取代的实例70在小鼠和人肝微粒体中表现出中等清除率，但体内清除率非常高。通过AO抑制剂证实了AO参与化合物70的代谢，确定了氧化位点71。一个阻断该位点的C2位取代衍生物72在胞质溶胶孵育中保持稳定。
一种需要谨慎考虑的阻断基团是氘。Vaz及其同事证明，氘代版本的卡巴折仑74和佐尼泊肽73表现出完全的动力学氘同位素效应（KDIE），但这在药时曲线下面积（AUC）和最大血药浓度（Cmax）上仅转化为中等程度的KDIE，表明在所采用的种属和测试系统中存在替代性清除机制。氘代确实是一种可行的选择，前提是该策略不会简单地将代谢重定向到非AO主导的途径。
一系列取代的喹唑啉酮类化合物75被开发为选择性PI3Kδ抑制剂，但发现其在二氨基嘧啶取代基处易受AO作用，形成2-氧代嘧啶76。通过在该2位引入胺基可以阻断氧化，但这一改变导致亚型选择性丧失。随后对喹唑啉核心进行了进一步修饰，以恢复PI3Kδ的选择性谱77。
JNJ-63623872（VX-787）78是一种强效流感病毒聚合酶抑制剂。研究发现其吲哚核心的2位易被AO氧化生成79。引入杂原子生成氮杂吲唑核心结构出乎意料地并未显著改变其在胞质溶胶中的稳定性，可能是由于代谢被切换至分子上的另一个位点。然而，在2位进行取代则大大增加了胞质溶胶中的稳定性。经过筛选不同取代基后，发现羟甲基80是最优选择，该衍生物保留了所有其他性质，并引入了对AO的稳定性。
几种萘啶衍生物被证明是细胞周期蛋白依赖性激酶8和19（CDK8/CDK19）高效且选择性的双重抑制剂。该系列中的化合物（例如81）具有良好的生物利用度，但清除率很高。分析主要代谢物82表明，AO是氧化萘啶核心5位从而导致快速清除的酶。通过在5位引入氨基83，显著提高了先导物对AO的稳定性；得到的氨基衍生物保持了与原先导物相似的效力，但口服生物利用度大大提高。
10、结论
醛氧化酶和黄嘌呤氧化酶是胞质代谢酶，在药物代谢中发挥着重要作用。AO和XO代谢是药物研发中必须重视的重要通路。通过建立早期筛选体系，并灵活运用三大化学策略（远程功能化、杂环替换、邻位阻断），可以有效优化化合物代谢性质，提高研发成功率。
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2026-04-01
前言
Science & Technology
双特异性抗体（简称双抗；Bispecific Antibody，BsAb），是通过重组DNA或细胞融合技术等生物技术制备的人工抗体，可以同时或先后特异性结合两种靶抗原或同一靶抗原的两个不同表位。目前已上市的双抗药物的药物主成分分子大多为非对称构型，同源二聚体是这类双抗产品中重要且特有的一类产品相关杂质/变体，是潜在关键质量属性（pCQA）。
ICH Q8（R2）将控制策略（Control Strategy）定义为：“根据当前对产品和工艺的了解， 为确保工艺性能和产品质量而计划进行的一系列控制。这些控制可包括与原料药以及药物制剂的材料和组分相关的参数和属性、设施和设备运行条件、过程控制、成品质量标准以及相关的监测和控制方法与频率”。
ICH Q8（R2）认为，制订控制策略的目的是确保能持续地生产出符合质量要求的产品，应确定和了解会影响产品质量的变异来源，并加以控制。了解变异来源及其对下游的工艺、操作、中间体和药物制剂质量的影响，有助于将控制移到上游并减少成品检验的需求。
笔者曾在前一篇小奕说药公众号文章中介绍了有关非对称构型双抗同源二聚体的各种分析方法的应用《非对称构型双抗的同源二聚体分析》，在首先合理选择适当的同源二聚体分析方法的基础上，本文以常用的受控Fab臂交换技术为例，就如何建立同源二聚体的控制策略进行简要的理论介绍和探讨。
同源二聚体的关键质量属性(CQA)评估
Science & Technology
在建立控制策略之前，需要先对所需关注的质量属性进行评估，以确定其关键性或非关键性。ICH Q8（R2）将CQA定义为：“应该在适当的限度、范围或分布之内的物理、化学、生物或微生物性质或特征，用以确保所需的产品质量”。CQA评估是贯彻质量源于设计（QbD）理念的药物研发活动中关键的基石之一（见图1），并且是一个长期持续性的活动，CQA的评估广度及深度取决于研发需求和所处的产品开发阶段。
图1. CQA评估（左虚线框）与控制策略（右虚线框）的关联
通常可以将质量属性分为以下四个类别：产品相关变异体、工艺相关杂质、原材料&可浸出物以及强制性CQA。常见的产品相关变异体有尺寸相关变异体、电荷相关变异体、氧化相关变异体、Fc糖基化变异体和结构变异体等。双抗的同源二聚体即属于一种二硫键连接或广义的半胱氨酸类型产品变异体。
对于不同的质量属性类别，CQA评估的策略及所用工具是不同的。产品相关变异体可采用制备或组分分离的方式先收集到，然后对其进行构效关系的深入研究以获得其对产品安全性（免疫原性和非免疫原性安全性）和有效性（生物学活性和PK/PD）的影响程度信息（如表1示例所示），再结合文献和平台经验及临床观察数据（如可能），最后使用风险评分工具（如风险排序和过滤工具RRF）进行打分，根据预设的评分标准判定该质量属性是否属于CQA。
表1. 常见质量属性对治疗性蛋白的安全性和有效性影响
同源二聚体可能影响双抗产品的生物学活性，如治疗A型血友病的艾美赛珠单抗（Emicizumab），其治疗作用的发挥依赖其完整且正确的分子结构，才能实现预期的治疗作用机制，即同时与Factor X和Factor IXa同时结合以促进Factor X和Factor IXa之间的相互作用（见图2），然后在磷脂膜上发挥Factor VIII模拟活性，以实现凝血的疗效。而其同源二聚体（Q-Homo或J-Homo）因为只能分别结合Factor X或Factor IXa，故无法发挥预期的生物学功能，因此同源二聚体的存在会降低产品的疗效。
图2. Emicizumab的分子结构、作用机制及同源二聚体结构简图
相比于双抗，同源二聚体可能有与靶点不同的结合能力。Hui-Min Zhang等的研究发现，双抗与其臼-臼同源二聚体（Hole-hole HD）对抗原的结合活性存在明显差别。由于双抗只有一个臂与抗原结合（单价结合），因此双抗相对于其同源二聚体（二价）显示只有约50%的结合活性。该研究观察到的结果（双抗的抗原结合活性为53%，见图3）证明了双抗及其同源二聚体的抗原结合活性存在差异。
图3. 臼-臼同源二聚体（-70 °C、pH 3.0和2–8 °C储存5个月）与其双抗(BsAb1)的抗原结合活性对比
除了观察到上述抗原结合活性差异外，该研究还通过FcRn亲和色谱分析了不同储存条件的臼-臼同源二聚体及其双抗样品，发现不同储存温度下的臼-臼同源二聚体样品存在2-3个色谱峰，而相比之下其双抗只有单一的色谱峰。这可能预示臼-臼同源二聚体与其双抗存在一定程度的FcRn亲和力差异，从而有可能会导致体内药代动力学的差异。
此外，同源二聚体的存在还可能影响双抗产品的安全性，尤其对于T细胞依赖性双特异性抗体（T-cell-dependent bispecific antibodies, TDB）这一类双抗产品。TDB通过结合T细胞表面受体（T cell receptor，TCR）复合物的抗CD3（aCD3）臂从而与T细胞结合。而aCD3同源二聚体（aCD3 HD）之所以具有显著的安全性风险问题，是因为它能够在没有靶细胞的情况下通过TCR二聚化激活T细胞。这种脱靶（也称为靶细胞非依赖性）T细胞活化可以诱导细胞因子分泌，从而引发非期望的患者体内的免疫反应。
因此，对于双抗的同源二聚体是否为CQA的评估，需要通过双抗产品及其同源二聚体的结构和作用机制等特征，结合实践数据综合加以分析。
另外值得一提的是，对于CQA评估的第一步即如何制备或收集同源二聚体，取决于该双抗的分子构建平台和分子的氨基酸序列（两个半分子的物理化学特性差异）等因素。如双抗产品采用受控Fab臂交换技术制备得到，则其半分子来源的两个母体单抗即为同源二聚体；如目标双抗为胞内组装的杵臼（Knob-in-Hole）结构，则需要通过选用适当的工艺中间样品并进行分离纯化以得到同源二聚体组分，或构建分别表达两种同源二聚体单抗的细胞株后进行制备收集。
如果同源二聚体被评估为CQA，则需要在系统的工艺开发和工艺表征研究中，通过合理的风险评估和对工艺的理解逐步建立其控制策略，以使其含量水平在生产工艺和最终的产品中能得到有效的控制，从而保证产品的质量。
同源二聚体的控制策略
Science & Technology
总体控制策略以单元操作的设计空间为基础，代表了一种科学和基于风险的方法，为实现所有产品质量目标提供了高度保证。为此，每个质量属性都有一个单独的控制策略，该策略基于控制元素的组合构建，包括工艺和程序控制以及基本原理测试策略。因此，它是代表整个工艺控制策略的单个控制策略的总和。
图4. 控制策略元素（红框）是基于将工艺理解（蓝框）与产品理解（黄框）联系起来的合理方法
总体控制策略是基于风险评估结果制定的，同时考虑到对产品和工艺的理解，以确保CQA始终保持在可接受范围内。总体控制策略包括测试（中间体、放行、表征/可比性和工艺监测）和控制（输入材料、程序和工艺参数）。测试和控制水平应与风险相称。常用的一种风险评估方法（FMEA风险评估法）可由CQA的关键级别、工艺能力（或CQA在给定步骤失败的概率）和检测到CQA失败的概率来确定，它们的乘积RPN（Risk Priority Number）数值大小代表了风险水平的高低（见图5）。
图5. 总体CQA风险评估
测试计划是总体控制策略的一部分，该策略考虑了质量属性关键性的评估和控制质量属性的工艺能力。测试可以包括常规监测、表征测试、中间体测试、稳定性测试或原材料测试。
并非所有高风险CQA都自动映射到测试，而所有低风险CQA也并非会自动排除在测试之外。例如，具有低至中等工艺能力的高风险质量属性通常需要中间体控制或质量标准测试，而具有高至极高工艺能力的高风险质量属性通常不需要测试。在后一种情况下，验证批次的验证测试可足以论证控制能力，因而在工艺验证之后不需要再进行测试。此外，具有极低或低关键性和中等至高工艺能力的质量属性也可能不需要测试。
每个单独质量属性的控制级别是根据该属性的关键性级别，以及对工艺持续交付符合每个属性验收标准的产品的能力的风险评估来确定的。根据此风险评估结果，通过选择适当的控制要素，来为每个质量属性制定合理的控制策略。各个控制策略的总和代表了该产品的总体工艺控制策略。
双抗的同源二聚体来源于原材料/中间体（如，采用受控Fab臂交换技术生产的双抗的母体单抗可视为原料或工艺中间体）、上游生产工艺或还原-氧化交换反应工艺，并在下游工艺的层析（如，离子交换层析、疏水层析，混合模式层析等）步骤中被逐步去除并控制在一定范围内；此外，暂无文献表明在原液/成品的储存过程中同源二聚体会进一步生成。因此，本文论述的同源二聚体的控制策略仅在原液生产工艺范围内讨论。探索控制同源二聚体水平的方法是进行风险评估和工艺表征研究，以确定影响同源二聚体产生和去除的工艺步骤和参数，然后定义设计空间和控制范围，以确保原液中的同源二聚体水平被控制在合理范围内。
以受控Fab臂交换（Controlled Fab-arm exchange, cFAE）技术（原理见图6）生产工艺（工艺流程简图见图5）为例，Aran F. Labrijn等人的研究表明Fab臂交换的孵育时间、孵育温度、所使用的还原剂类型和还原剂浓度都会影响Fab交换工艺的效率，从而影响两种母体单抗即两种同源二聚体的残留水平。一般情况下，得益于反应的高效率（反应产物中目标双抗的纯度可达95%以上），采用受控Fab臂交换技术生产的双抗中的残余同源二聚体较少；但两种母体单抗与目标双抗分子的理化性质差异大小将一定程度上决定前者作为后者产品相关杂质的去除难易，并会影响到同源二聚体在下游纯化步骤的控制策略。因此，需要对这些影响因素分别进行风险评估，以确定对交换效率/同源二聚体去除效率影响最大的工艺参数，然后在Fab臂交换和下游纯化工序的工艺表征研究中进行检查。在这些研究完成后，在最终的风险评估中对输入参数进行分类（关键工艺参数CPP，可控的关键工艺参数WC-CPP，重要工艺参数KPP，非重要工艺参数Non-KPP，等）。
图6. cFAE技术原理简图（该技术是一种通过将两种亲本单抗重组并形成稳定的异二聚体来产生双抗的有效过程。将两个匹配的点突变F405L和K409R分别引入两个亲本单抗的CH3结构域，并在温和的还原条件下，这些点突变驱动异二聚体双抗的形成，并在再氧化条件下锁定在最终构象中。与其他双抗制备方法相比，cFAE可以快速、恰当地生成双抗）
图7. cFAE技术生产非对称双抗的工艺流程简图
基于以上内容并限于篇幅，我们以受控Fab臂交换（cFAE）技术制备的非对称双抗产品为例，简单示例同源二聚体的总体控制策略（风险评估和控制策略的建立过程略），见下表：
表2. cFAE技术制备双抗中的同源二聚体总体控制策略示例*
*注：本表示例是基于文献知识的简要概论，非基于实际案例，受限于诸多因素，其参考价值请读者自辩。
总结
Science & Technology
非对称双抗产品中的同源二聚体可能会影响产品的安全性和有效性，因此后者是前者中的一类特有且重要的产品相关变体/杂质，是潜在的关键质量属性，可能需要通过建立系统的策略在生产工艺中加以控制。
不同技术平台构建的双抗产品，因每个分子独特的序列和结构及其所决定的物理化学特性、生产工艺等因素差别可能较大，需根据产品和生产工艺等特点及开发过程中逐步累积的经验进行渐进式的系统风险评估，并最终制定适用的控制策略，以保证产品中的同源二聚体在不同层面中能得到有效控制，并最终保证产品质量的一致性和工艺的稳健性。
后记
Science & Technology
在这篇文章撰写完成后，我的同事Simon在审稿时给了一些他的个人体会：对于分子量与目标双抗差异明显的同源二聚体，有可能在大小变异体的分析方法（如，CE-SDS）中同时观察到同源二聚体的分离，这种情况下可以借监控大小变异体的机会同时关注同源二聚体的百分比情况；而对于跟目标双抗的分子分子量差异较小的同源二聚体，除用于结构表征的质谱方法外，可能还需要开发特定的分析方法（如，基于疏水差异的HIC/RPLC）用于在工艺开发中有效监控同源二聚体，并结合这些方法的用途和特点，综合考量以制定适当的控制检测策略。
参
考
文
献
[1] ICH Q8(R2). Pharmaceutical Development. 2009.
[2] Nadja Alt, et.al. Determination of critical quality attributes for monoclonal antibodies using quality by design principles. Biologicals. Volume 44, Issue 5, September 2016, Pages 291-305.
[3] Alex Eon-Duval, et.al. Quality Attributes of Recombinant Therapeutic Proteins: An Assessment of Impact on Safety and Efficacy as Part of a Quality by Design Development Approach. Biotechnol. Prog., 2012, Vol. 28, No. 3: 608-622.
[4] A–Mab: A Case Study in Bioprocess Development, Version 2.1. 30 October 2009. CMC Biotech Working Group.
[5] Aran F. Labrijn, et.al. Efficient generation of stable bispecific IgG1 by controlled Fab-arm exchange. Proc Natl Acad Sci U S A 2013; 110:5145-5150.
[5] Takehisa Kitazawa, et.al. Emicizumab, a humanized bispecific antibody to coagulation factors IXa and X with a factor VIIIa-cofactor activity. International Journal of Hematology (2020) 111:20–30
[6] Bastiaan L. Duivelshof, et.al. Bispecific antibody characterization by a combination of intact and site-specific/chain-specific LC/MS techniques. Talanta 236 (2022) 12283.
[7] FDA. Product Quality Review(s) of Emicizumab. Application Number: 761083Orig1s000. 2017.
[8] Hui-Min Zhang f, et.al. Structural and Functional Characterization of a Hole-Hole Homodimer Variant in a “Knob-Into-Hole” Bispecific Antibody. Analytical Chemistry. 2017;89(24):13494-13501.
[8] Ho Young Lee, et.al. Development of a bioassay to detect T-cell-activating impurities for T-cell-dependent bispecific antibodies. SCIENTIFIC REPORTS. 2019, 9:3900.
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| 胰腺癌 | 临床前 | 美国 | - |
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