CAR-T制造工藝的優化升級
發布時間：
2018-06-20 11:56
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2017年美國FDA批準CAR-T療法上市標志著重要的里程碑。諾華公司的Kymriah以及吉利德公司的Yescarta是全球首批上市的CAR-T療法，目前全球有多項CAR-T療法正在申報中。與任何治療一樣，CAR-T療法的主要挑戰不僅在于安全性和有效性，還在于創建可行的商業供應鏈。CAR-T開發商不僅要克服安全性和有效性的障礙以通過監管部門審批，還須證明能夠應對與制造相關的復雜性，并將這種個性化、時間敏感型的療法應用至更廣泛的患者群體。CAR-T制造工藝的優化是實現這些目標的關鍵環節之一。
CAR-T細胞制造是一個非常復雜的過程，制造難、成本高已經成為了行業發展的瓶頸問題。目前，吉利德和諾華公司均采用的是集中生產模式，首先在醫院中提取患者的T細胞，然后將這些細胞運送至制造中心，在制造中心對T細胞進行基因工程設計，最后將設計后的T細胞運回醫院回輸至患者體內。然而，無論使用何種制造模式，成功的CAR-T細胞制造都依賴于端到端流程的優化能力，包括工作流程的簡化、產能規劃以及生產的可擴展性等等。傳統的制造工藝以及傳統設備已經不能滿足行業發展需求，自動化、全封閉的新一代制造工藝是未來趨勢。
隨著CAR-T制造工業的發展，目前市場上已經有一些解決方案供CAR-T開發商選擇，例如博雅控股集團旗下的CAR-TXpress?、美天旎的CliniMACS Prodigy?以及GE公司的FlexFactory?等，這些平臺受到了整個行業的關注，業內人士也對它們充滿了期待。
一個典型的CAR-T療法流程主要分為分離、修飾、擴增、回輸以及監控五個步驟。在新興細胞治療領域，高效分離目標細胞是細胞制品生產和質量控制的基礎。傳統制造工藝中，細胞分離分選常常采用Ficoll密度梯度分離法和磁珠分離法。據了解，在CAR-T制造工藝升級的道路上，CAR-TXpress?平臺采用基于不同細胞組分的不同密度系數進行物理分離的X-LAB?系統以及全新的專利浮力分離法（BACS）來取代傳統的Ficoll密度梯度分離法和磁珠分離法；以及采用X-Wash?系統取代了傳統的離心細胞收集手段，以避免細胞清洗的數目和活力的損失。
5月初，國際細胞治療協會（ISCT）2018年年會公布了創新浮力法細胞分選系統X-BACS?以及X-Wash?系統的最新性能數據，CAR-T細胞制造工藝的優化升級首次以數字形式呈現，有助于人們了解CAR-T制造工業的發展。
X-BACS?是一種基于浮力的細胞分選方法，將目標細胞從細胞混合物分離出來。該方法使用抗體特異性來分選細胞，使用CD3抗體在混合物中標記T細胞，并使用靶向標記T細胞的微泡從混合物中分離CD3+T細胞。
分別采用Ficoll-Hypaque和X-LAB?系統來分離MNC（單個核細胞），并采用BACS技術對這兩份MNC進行CD3+T細胞分選。試驗結果顯示，Ficoll法制備的那份MNC經分離所得CD3+的回收率均值為83.5%，活率均值為96.3%，純度均值為95.1% ，而X-LAB?系統制備的那份MNC經分離所得CD3+的回收率均值為89.0%, 活率均值為98.3%，純度均值為97.3%。
簡而言之，X-LAB? 系統分離MNC后用BACS技術分選CD3+的效果優于Ficoll法分離MNC后用BACS技術分選CD3+。浮力法細胞分選系統X-BACS?可以分離獲得高純度（95%）T細胞群，且確保回收率高達85%，細胞存活率高達95%以上。該方法用標準實驗室設備即可簡單操作完成。
一直以來，細胞產品，如造血干細胞，在低于-135°C環境下進行為期數十年的凍存，皆采用冷凍保護劑二甲亞砜（DMSO）。雖然復蘇后的細胞產品活率較高，但DMSO被認為是引發細胞回輸不良反應的潛在原因，清洗已復蘇細胞產品去除DMSO和細胞裂解物可以減輕某些移植并發癥。X-Wash?系統法是一種簡單快速清洗復蘇后可回輸細胞產品的方法，能夠高效去除已復蘇細胞產品中的DMSO，有核細胞回收率高于85%，且基本不會失活，整個過程耗時不超過1小時，并且這種方法采用標準實驗室設備簡單操作就能完成。
在試驗中，根據供應商的操作說明將購買的健康成人凍存組織進行復蘇，在已復蘇產品中添加復蘇清洗溶劑（含2.5%HSA、 5%葡萄聚糖以及20g/mL脫氧核糖核酸酶的生理鹽水），再將樣本轉移至轉移袋中（此步驟非必選）。將樣本轉移至X-Wash?系統一次性處理套件中。離心后，以正壓去除廢液，再以負壓添加新溶劑。經最后一遍離心，細胞被收集至回收倉，溶于事先注入倉中的溶劑。試驗結果顯示，X-Wash?系統清洗所獲CD45+細胞的總量和活率平均值分別為96.0%和93.7%；所獲CD3+細胞的總量和活率平均值分別為96.3% 和92.4%。
對比發現，新一代制造工藝在細胞回收率、活性等性能上取得了顯著的優化。目前，新一代CAR-T制造工藝諸如CAR-TXpress?平臺融入了全新元素，不僅提高了細胞回收率等數據性能，還能夠實現操作過程的自動化，避免了傳統人工操作不可預期的可變性，降低制造成本、增加產品的一致性、提高運營效率、降低運營變量，有助于實現整個制造過程的標準化。
自動化、全封閉的CAR-T制造工藝是規模化生產以及降低制造成本的有效途徑。隨著CAR-T療法獲批上市，市場對新一代制造工藝的需求日益劇增。目前，CAR-T制造創新專利陸續問世，CAR-T細胞合同定制開發與生產制造（CDMO）的服務模式也開始進入國內外市場，CAR-T療法迎來了全新發展階段，有望造福更多患者！
參考文獻：
[1] Zambelli et al. (1998) Clinical toxicity of cryopreserved circulating progenitor cells infusion. Anticancer Res.18(6B); 4705-4708.
[2]Grigg et al. (2000) Neurological events associated with the infusion of cryopreserved bone marrow and/or peripheral blood progenitor cells. Bone Marrow Transplant25(12);1285-1287.
[3]Ayello et al. (1995) A semiautomated technique for volume reduction of stem cell suspensions for auto-transplantation. J Hematother 4:545–549.
[4]DelMastro et al. (2001) Intensified chemotherapy supported by DMSO-free peripheral blood progenitor cells in breast cancer patients. Ann Oncol 12:505–508.
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