技术|免疫细胞疗法从研发到生产、质控挑战重重

然而，在免疫细胞治疗热潮的背后，我们必须要看到，免疫细胞治疗还是一个新兴领域。一方面人们对免疫细胞治疗的科学认识尚有许多需要未知的问题，另一方面又有许多新的技术不断进入该领域，且人们尚未有足够的数据为新技术的评估加以支持。

免疫细胞疗法相比于传统药物有着截然不同的特点。其细胞来源、类型、体外操作等都存在着较大的异质性；另外，作为一种“活细胞”药物，免疫细胞药物在人体内会不断发生变化，治疗原理和体内作用也更加复杂。

▲ 数据来源：星耀研究院

鉴于此，免疫细胞疗法从科研到商业化生产，非临床研究、生产工艺、质量控制检测都存在着难点。例如，非临床研究中，免疫细胞疗法的药理学表征特殊；生产工艺方面，制备工艺不成熟、成本高、产量小等；质量控制方面，起始材料差异大、效力和安全性的评价复杂等需要克服的难点。因此，免疫细胞疗法的开发和监管都面临着重重挑战，对有志于免疫细胞治疗的企业来说，这些都是必须解决攻克的问题。

赛默飞深谙细胞免疫治疗产业化之道，为将“好的研究”转化为“好的药物”提供切实的路径。2021第二季度提供免疫细胞治疗应用解决方案，涵盖免疫细胞疗法上市前药理、生产工艺及质控分析、CAR-T全流程解决方案、创新领域的探索（NK TIL 巨噬细胞）等技术内容。

药代动力学（PK）

传统的药代动力学ADME研究并不适合免疫细胞治疗产品。以“活细胞”CAR-T为例，《CAR-T细胞治疗产品质量控制检测研究及非临床研究考虑要点》中指出，CAR-T细胞的PK检测主要关注靶细胞在体内的增殖水平、分布情况和存续时间。

CAR-T细胞在体内具有主动迁移和复制的能力，其给药后的生物分布和PK曲线是独特的。据分析，诺华Kymriah和吉利德Yescarta在体内有类似的PK特征。7-14天经过克隆扩增，数量达到峰值，之后有一个缩减期，直至3个月左右，最后一部分记忆性亚群可能会在体内留存数年。

▲ CAR-T体内药代动力学（图片来源：ANNUAL REVIEWS）

临床前PK研究的检测方法包括：成像技术直接观察、流式细胞术、免疫组化技术、定量PCR技术等。

药效学（PD）

CAR-T的PD研究可以分为体外效力的检测以及体内药效的研究。

CAR-T体外的效力可以通过肿瘤杀伤率或增殖抑制率来体现，也可以通过IFN-γ的表达量、CAR-T细胞表型变化来进行检测。

体内研究中，CAR-T的药效需要观察动物体内的肿瘤的荷载量、肿瘤细胞数量和细胞因子变化等；并综合肿瘤体积、重量、动物存活期等多项指标。除此以外，还需要观测反映 CAR-T 的靶向活性、脏器累及情况等相关指标。

PD常用的检测方法包括：生物发光成像、流式细胞术、ELISA、MSD以及常规药理学或病理学方法等。

赛默飞的Invitrogen Attune NxT是一款高度智能化的流式细胞分析仪，专为实现高效检测、节约实验时间而设计，为细胞及其功能分析提供全方位解决方案。

▲ Invitrogen Attune NxT流式细胞分析仪

如本文开头提到的，免疫细胞疗法的工艺与质控面临着成本高、产量小、效力和安全性评价复杂等难点。实际上，制造企业目前其实可以通过两方面策略来克服这些痛点，一是提高工艺效率和稳定性，二是降低生产过程中的失败率。

对于前者来说，使用模块化生产体系能够提升生产效率，除此之外，使用创新性的产品和解决方案能够提升质粒和病毒载体的得率。对于后者来说，企业可以更多地采用封闭式生产体系，以及新型、快速的检测方法来提升产品过程质量控制以降低生产失败率。

模块化、封闭式生产体系

在过去，免疫细胞生产以传统人工为主，然而人工操作不仅效率低，还难以保证稳定性；并且开放式生产带来的占地面积大、污染风险、产品一致性差异、耗时长且细胞损耗大等问题，也都极大地限制了产品的制备成功率和最终使用。

随着技术的发展，现在，模块化、封闭式的制造体系已成为行业的发展趋势，其具有提高生产力和安全性的优势。在国家食品药品监督管理局制定的《细胞治疗产品研究与评价技术指导原则（试行）》文件中，也建议尽量采用封闭或半封闭的制备工艺，以减少污染和交叉污染的风险。

**拥有商业化CAR-T产品的两家公司，诺华和吉利德/Kite，都经历了从手动到自动化、封闭式的工艺转变，布局先进的细胞疗法制造设施网络提高竞争力的同时，减少了产品制造的周转时间利于患者获得及时治疗。

▲ 诺华Kymriah的制备过程（图片来源：Molecular Therapy）

封闭式制造系统的使用，还可减少对ISO标准洁净室的需求，降低洁净室的空间成本；结合数字化连接，这些系统可实现可重复、可跟踪和符合GMP的生产流程。如果采用模块化设计，为每个过程步骤选择或设计最适合的程序来优化整个制造过程，仪器的效率和实用性还能够大大提高。例如，细胞扩增等耗时的过程可以与缓冲液更换和细胞浓缩之类的快速过程分开，这可能会将设施和固定设备的投资减少多达70％。

赛默飞的Gibco^TM CTS^TM Rotea^TM 逆流离心系统，是一款适用于细胞治疗生产的灵活、可扩展、封闭式的细胞处理系统。这种多功能系统可在细胞治疗开发和生产系统中提供非凡的灵活性。它将成熟的逆流离心方法应用于广泛的细胞处理应用，如CAR-T治疗、干细胞治疗和PBMC分离。

▲ Gibco^TM CTS^TM Rotea^TM逆流离心系统

质量控制的考虑要点

为了提高工艺效率和稳定性，并降低生产过程中的失败率，除了尽可能使用封闭式自动化的工艺体系来加强工艺的稳定性外，还可以使用高质量、高批次稳定性的原材料用于生产，严格把控生产工艺和质量标准。

➤ 免疫细胞疗法原材料的选择

原材料是指其生产过程中所用的所有生物原材料和化学原材料。以CAR-T细胞产品为例，这类产品的原材料包括培养基、PBMC分离试剂、T细胞分选试剂、激活剂、细胞因子、血清或血清替代物等。

原材料的质量对于下游细胞治疗的产品的稳定性、安全性、效率以及纯度有着非常大的影响和风险，因此，一开始就要考虑到最终产品的品质，选择高质量、具有充足文档支持的GMP级细胞治疗原材料，才有安全高效的产品输出；如果到了后期临床的阶段，再做原材料的变更，付出的代价将是非常的高昂。

➤ 细胞治疗产品的鉴定

细胞治疗产品等生物制品的特性鉴定，是证明产品的关键质量标准。制造商需要将生物制品的特性鉴定提交给监管机构进行审核，作为药品获批的附加条件。生物制品的特性鉴定包括：物理化学性质的确定、生物活性、免疫化学特性、纯度和杂质等。需要注意的是，特性鉴定需要适当的技术和方法来建立相应的规范。

▲ 图片来源：shimadzu.dk

特性鉴定对于细胞治疗产品的制造来说也是最主要的挑战之一，例如，通常需要使用大量的细胞，因此，制造商需关注减少样品的使用量、选择更好更能预测结果的分析方法等。除此之外，这些检测后续还需要实现对产品的持续监控，以便更好地进行工艺控制和实时放行。因此，在选择特性鉴定方法时，要考虑方法的易用性，以及所选方法在实施和验证时是否具备相关的技术支持。

➤ 生产过程控制和质量检测

以CAR-T细胞治疗的生产过程为例，中间控制检测可以主要针对细胞的增殖情况和质量，例如细胞数、活力、表型、无菌性等。最后的批放行检测可能会相对来说更加严格，包括了安全性，产品的性质、纯度、剂量以及效力等多个方面的指标和检测。

▲ 诺华Kymriah关键的质量属性（图片来源：Molecular Therapy）

根据**食品药品检定研究院发布的《CAR-T细胞治疗产品质量控制检测研究及非临床研究考虑要点》，CAR-T细胞治疗产品的质量控制研究及检测项目一般应包括：细胞数量及细胞活率、细胞表型、CAR阳性率检测、生物学效力检测，无菌检查、支原体、热原/内毒素的检测、CAR-T细胞基因组中病毒载体拷贝数及整合的检测、RCr/rCL检测、工艺残留物检测及肿瘤细胞残留检测等。对于异体CAR-T 细胞，还应进行组织相容性抗原检测及采用核酸法进行特定人源病毒的检测。

内毒素检测是生产过程中的必备环节，无论是光吸收还是荧光法的内毒素检测，Thermo Scientific™ 酶标仪都能提供适合的检测方案。Thermo Scientific™微孔板酶标仪包含Varioskan LUX，Multiskan SkyHigh/Multiskan FC，Fluoroskan/Fluoroskan FL/Luminoskan，应用灵活、性能优异、简单易用，广泛适用于各类基于微孔板的实验。

▲ Thermo Scientific™ 微孔板酶标仪

细胞治疗项目正在从研发到临床试验再到商业批准的过程中迅速发展。然而将研发成果推向市场是一项艰巨的工作，面临着法规监管、工艺放大、稳定性和一致性、风险控制等诸多方面的挑战。

为了满足临床和最终商业化规模生产细胞的需求，一方面，高质量的GMP级细胞治疗原材料和充足的文档支持至关重要，可以**程度地降低风险，减轻质量控制系统的负担并满足监管要求；另一方面，尽早建立一个稳健，可重复和可持续的工艺，可以帮助加速开发并避免与生产变更相关的延误。

赛默飞世尔科技长期与细胞和基因治疗开发商合作，通过提供创新技术和产品，以及专业知识、服务和定制解决方案，帮助企业的细胞疗法从发现转化到临床研究与商业化生产。

赛默飞提供超过100项领先临床应用案例背书的高度专业化CTS（Cell Therapy Systems）产品线，按cGMP标准生产，拥有严格测试和支持文档，蕴含比研究级产品更有效的监管途径。除此之外，CTS系列产品支持细胞疗法的规模化生产，优化成本；灵活、封闭式的生产体系适用于广泛的细胞处理，并能够提高生产力与安全性。相信依托于扎实数据支撑的一座座里程碑，将连线擘画细胞疗法规模化、商业化的成功之路。

文章来源：生物制药小编 https://mp.weixin.qq.com/s/TZJuTOReuepsNQjqzFUU1g