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应用案例:Car-T的细胞培养工艺优化方案


美国时间2023年5月10日,Emily Whitehead 基金会网站如期发布了Emily无癌生存11年的照片[1]。这位全球首位接受试验性CAR-T细胞免疫治疗的儿童,如今已经18岁了,11年前,Emily身患急性淋巴白血病,在生命垂危之际接受了CAR-T免疫疗法。


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Emily的成功治愈,吹响了全球CAR-T免疫细胞治疗的飞速发展的号角。


细胞治疗具备高度精准化和个性化的优势。自2017年首款 CAR-T 细胞疗法 Kymriah 获美国 FDA 批准上市以来,细胞疗法在过去的几年发展迅猛,全球范围内有多款CAR-T药物获批上市。中国企业也在全球范围内上市了3款产品。



CAR-T是怎么炼成的?


CAR-T免疫细胞疗法的全称是Chimeric Antigen Receptor (CAR) T-cell Therapy,也就是嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法。


最初CAR的概念的提出是1989年著名科学家Gross G 、Waks T和Eshhar Z认为“赋予T细胞一个嵌合的抗原受体,将是未来人类对抗肿瘤的一种重要途径”。在过去的几十年里,细胞治疗已经成为治疗恶性肿瘤非常有前景的方法,通过这些治疗,嵌合抗原受体(CAR)修饰的T细胞治疗已经被证实在血液肿瘤中有非常好的疗效。



在CAR-T 治疗过程中,需将经过技术改造的 T 细胞进行体外培养,达到符合治疗要求的细胞数量后,再回输到病人体内靶向杀死癌细胞。


CAR-T细胞生产过程包括:最初分离和富集T细胞、T细胞活化、使用病毒或非病毒载体系统进行CAR基因转移、体外CAR-T细胞扩增,以及最后的末端工艺和冷冻保存,整个制造周期一般需要2~4周。


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CAR-T的一般生产过程



CAR-T生产的每个环节都存在一些变量,这些变量会影响CAR-T细胞质量,因而是关键质量属性及优化重点考量点。根据我国首个《CAR-T细胞制剂制备质量管理规范》,CAR-T细胞产品在生产时的每一个环节都应严格遵循临床要求。


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CAR-T细胞生产中的关键影响因素


CAR-T细胞产品作为“活的”药品,与传统生物制品相比,其在生产工艺、质量研究、质量控制、放行检测和稳定性研究等方面均需要特殊考量,面临的挑战更大,需要更加全面和充分的分析方法来保证CAR-T细胞质量控制方法的稳定性和高效性。



更适合T细胞的培养方式

波浪式生物反应器


百林科作为生物制药工艺核心解决方案供应商,致力于为细胞治疗研发企业提供更高效趁手的工具,从而助力药物的发展和创新。由百林科自主研发生产的CytoLinX® WB 系列一次性波浪式生物反应器,采用先进的 PID 反馈控制技术和光纤电极光补偿技术,可进一步助力CAR-T企业提高细胞培养工艺的稳定性和可靠性:

❖精准控制:通过精准的检测及反馈调节功能,进行细胞培养过程的全方位监控和数据采集,更适合敏感的T细胞培养。

❖低剪切力:轻柔的波浪式摇摆,将对细胞的剪切力降低,减少对细胞造成的损伤

❖密闭系统:减少外源性污染的风险

❖一次性无菌耗材:采用预先辐照灭菌的细胞培养袋,杜绝污染风险,有效避免反应器的清洗和验证

❖工作体积范围大:支持300 mL-25 L的培养体积。



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CytoLinX® WB一次性波浪式生物反应器



实际应用案例分享


细胞培养生产工艺路线为:摇瓶扩增→接种至WB反应器进行培养。每日取样检测细胞活率和密度,根据细胞状态补料。


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结论


由上述实验结果可以看出,使用CytoLinX® WB 一次性波浪式生物反应器流加培养T细胞,在培养第8天,细胞密度达到17.1×106 cells/ml,细胞增长趋势、活率和代谢产物也与历史批次相似,培养的结果符合预期。


CytoLinX® WB 一次性波浪式生物反应器具备多种型号,包括10L、20L和50L,能够兼容 0.3L-25L 培养体积。通过将培养袋置于摇动平台上摇动,培养基在培养袋中形成波浪式运动,起到良好的供氧和混合作用,提供温和低剪切力高溶氧的细胞培养微环境,避免了传统罐体中搅拌桨叶端产生的剪切力和鼓泡对细胞的伤害,有利于改善细胞状态。波浪式起伏的培养基液面,不断地和通入培养袋内的氧气反复接触混合,为细胞生长提供足够的溶氧。通过调节平台摇动转速和角度,以及向培养袋内通入一定比例的空气 / 氧气混合气,能够提高细胞密度和产品产量。


CytoLinX® WB的培养体积范围灵活、操作简单、控制精密可靠、易于工艺放大,适用于各种类型的细胞培养,可广泛用于科研、研发、生产中的种子培养,及新型疗法如细胞治疗等领域。


【参考文献】

[1]https://emilywhiteheadfoundation.org/news/celebrating-11-years-cancer-free/


CytoLinX® WB波浪式生物反应器详细资料



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