干貨:優化細胞規模化制備環節,實現“百億”量級干細胞生產制備

間充質干細胞、免疫細胞、外泌體源頭實驗室

干貨:優化細胞規?;苽洵h節,實現“百億”量級干細胞生產制備

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近年來,細胞與基因治療(CGT)領域得到了全國多地政府出臺政策的支持,細胞與基因治療已作為一種新興的醫學技術在逐步走進大家的視線,在生物醫藥行業不斷升溫。然而,細胞治療產品要真正走向產業化、商業化環節,還需要從政策、原材料、工藝生產等多方面考慮,這對于生物細胞行業來說既是機遇也是挑戰。

干貨:優化細胞規模化制備環節,實現“百億”量級干細胞生產制備圖1.細胞規?;苽涔に嚫庞[

細胞收獲環節,作為細胞藥物生產制備中的最終環節之一,扮演著重要角色。嚴格控制收獲過程,才能保證細胞形成最終制劑的質量,任何的偏差都有可能導致前期的努力付諸東流。

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本文就將以干細胞“百億”量級生產制備工藝為案例,對細胞收獲環節的事項進行簡要分享。
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01

干細胞“百億”量級生產制備工藝流程

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圖2.干細胞“百億”量級生產制備工藝流程圖

? 三維育種

準備UC-MSC細胞2×10*8個,3D TableTrix?微載片W01 8g,3D FloTrix?三維干細胞無血清培養基(簡稱無血清培養基)2L,接種于5L 3D FloTrix? vivaSPIN生物反應器中。

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? 細胞傳代

細胞培養完成后,排出培養上清,加入3D FloTrix?Digest裂解液,原位裂解微載體,收獲細胞懸液,約1.5L左右,進行種子細胞的清洗收獲,收獲UC-MSC細胞約2×10*9個。

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? 放大培養

將細胞接種至裝有3D TableTrix?微載體懸液的15L 3D FloTrix? vivaSPIN 生物反應器中,補加無血清培養基。開啟細胞培養模式,設置參數,培養4-5天。

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? 制劑收獲

細胞培養完成后,排出培養上清,加入3D FloTrix?Digest裂解液,原位裂解微載體,收獲細胞懸液,約5L~6L,進行細胞的濃縮、清洗和收獲,收獲UC-MSC細胞約1×10*10個,并進行分裝處理。

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02

過程的關鍵難點

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圖3.細胞育種及制劑收獲流程圖

從上文的工藝流程中得知細胞是需要經歷兩次的清洗收獲流程,目前行業常規的細胞收獲方法,依舊停留在人工手動或半自動處理階段,使用超速離心機進行輔助濃縮,“手動”進行細胞清洗、重懸以及制劑分裝過程:

干貨:優化細胞規模化制備環節,實現“百億”量級干細胞生產制備4.細胞清洗流程圖

對于細胞規?;a制備,我們目前的主流細胞收獲方法在效率性、重復性、安全性等方面依然存在較多弊端,尤其是在大規模細胞收獲過程中,相關問題進一步凸顯。

? 成本高

環境要求高,需配備至少B+A級環境下處理

工作量大,需配備大量人工收獲,且對與人員無菌操作技術要求較高

? 效率低

人均最高細胞收獲產能約1E+09cells/人(單臺離心機)

? 質控難

人工操作水平、習慣、效率均不一致,導致細胞終產品層次不齊,穩定性差。

人均最大收獲量有限,多人收獲時無法做到有效批次控制

? 易染菌

操作過程過多,反復暴露制劑,染菌風險高

? 不符合法規趨勢

為更好地保障細胞治療產品的質量,國家藥監局于2022年10月發布的《細胞治療產品生產質量管理指南 (試行)》中又一次明確,建議盡量采用連續的生產工藝,盡量采用封閉的生產工藝,盡可能使用專用的、產品特定的或一次性使用的裝置,以減少污染和交叉污染的風險。

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上述的諸多問題與風險嚴重限制了細胞規?;?、商業化生產制備工藝的應用。不論是響應國家政策導向還是考慮實際效益,采用自動化、連續式、封閉式系統進行大規模、商業化的生產才是更優的選擇。

03

工藝難點解決方案

對于細胞規模化生產制備,目前依舊存在諸多問題與風險,為幫助細胞治療規?;a,華龕生物現隆重推出3D
FloTrix? vivaPREP PLUS細胞收獲系統, 助力細胞培養及收獲“智”造領域,達成細胞處理“質”與“量”的新突破。

干貨:優化細胞規?;苽洵h節,實現“百億”量級干細胞生產制備

圖5.3D FloTrix? vivaPREP PLUS細胞收獲系統
▉?產品特點

??高效:

搭載連續流離心清洗技術,收獲最大流速可達18L/h,從而高效率、低損傷、高性能收獲。

全自動化收獲過程,1臺設備可對標10人左右手動收獲工作量。
? 安全
全封閉一次性無菌耗材,極大程度降低染菌風險,且擁有多項資質認證。
??便捷:
配備多種高精度傳感器,精確控制并實時監測設備運轉過程,符合審計要求。

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▉?實際應用效果

??總效率對比數據

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在經過多組和人工手動方式收獲1E+10細胞對比實驗后,自動化設備人均收獲產能遠高于手動收獲方式。

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??自動化收獲細胞對比

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vivaPREP PLUS與某進口細胞處理設備收獲MSC細胞對比,vivaPREP PLUS綜合處理效率與細胞回收率遠遠高于某進口細胞處理設備。

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??收獲細胞質量對比

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收獲MSC細胞回收率高達90%以上,細胞活率均達到95%以上。

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??收獲細胞后,再增殖能力對比

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收獲的MSC細胞再進行二維和三維培養后,依舊可達到10倍以上擴增,增殖能力強。

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??裂解液和微載體殘留分析

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收獲的MSC細胞進行裂解液和微載體殘留分析,符合中檢院質檢標準。

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??其他收獲細胞質量指性

收獲的MSC細胞,進行細胞表型分析、三系分化能力、成瘤性分析、安全性和穩定性分析等關鍵檢測,均符合干細胞藥物申報質檢標準(具體詳細數據請關注”華龕生物”公眾號)。

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