过去三十年中，通过动物细胞大规模培养关键技术的研发突破和集成创新，基于哺乳动物细胞表达生产的治疗性蛋白在产量上已经极大地满足了市场的需求。在越来越严苛的药物安全性监管体系以及人们对高品质药物诉求的背景下，培养过程中抗体药物质量的设计和优化成为动物细胞大规模培养技术又一研究热点。抗体类药物片段化(HHL)能显著影响抗体类药物安全性和有效性，是抗体类药物关键的质量控制参数之一。目前关于抗体片段化的研究主要集中在固液分离和纯化阶段，对培养过程中的影响因素知之甚少。　　前期我们在建立表达IgG1的CHO-1细胞培养工艺时发现，经细胞培养和Protein-A亲和层析后蛋白片段化水平为10.58％，是参考品的4.81倍。在表达IgG2的CHO-2细胞培养工艺中也有类似现象。说明抗体片段化现象在现行工艺中具有普遍性，且非常严重。为降低培养过程中抗体片段化水平，本文以基于CHO-1细胞大规模培养过程生产获得的IgG1抗体为研究对象，在“质量源于设计”的理念指导下，通过动力学计算明确了胞内二硫键合成和胞外二硫键降解对抗体蛋白片段的影响程度，以及胞外二硫键降解的途径。首先通过动力学计算分析发现约有91.49％的抗体片段化来源于细胞培养阶段，而仅有8.51％来源于Protein-A亲和层析纯化阶段。其次，通过比较典型培养过程及无细胞过程中抗体片段化的生成情况，计算了由胞内二硫键错配和胞外二硫键降解在培养第14天所产生的抗体片段化比例，分别为16.18％和83.82％。最后，我们比较了细胞活性为95％的培养过程中，胞外非酶催化所导致的二硫键的降解比例为98.32％，而借助酶催化所占的比例仅为1.68％。　　另一方面，通过组分叠加实验以及Plackett-Burman实验设计考察了细胞培养过程参数特别是培养基组分对抗体蛋白片段化的影响，明确了胞外氧化还原条件与抗体蛋白片段化的关系。以无细胞冷模实验为基础，通过叠加、交互作用和PB等实验手段发现当微量元素TE-1、TE-2与氨基酸E和F共同存在于培养基中时，抗体片段化水平从未添加的对照组的3.65％上升至11.32％。而单独添加该微量元素或氨基酸时仅分别提高了3.15％和2.08％。说明培养基中微量元素（TE-1和TE-2）与氨基酸（E和F）发生了显著的交互作用，提高了环境的还原状态，从而加剧了抗体片段化现象，最终确定了培养基氧化还原状态与片段化的关系。　　根据上述研究成果提出了基于氧化还原电位(ORP)的培养基设计策略，在2L反应器规模抗体蛋白片段化水平从优化前的10.04％降低至3.58％，接近参考品水平，解决了表达IgG1抗体蛋白的CHO-1细胞培养过程中抗体蛋白片段化的问题。通过本文的工作，不仅填补了细胞培养过程对抗体蛋白药物片段化影响认识的空白，同时提出了行之有效的培养策略解决了细胞培养过程中抗体蛋白片段化的问题，为IgG1抗体高质量的工业化生产奠定了坚实的基础。