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細胞治療是對腫瘤患者或健康供者來源的免疫細胞于體外(wài)進行基因改造，賦予其腫瘤靶向性識别和殺傷能力，經體外(wài)擴增後将其回輸患者體内，對腫瘤發起精準、高效的攻擊，并可激活自身免疫系統對腫瘤的免疫應答。細胞治療藥物(wù)被稱爲“活”的藥物(wù)。2022年Nature的文章揭示CAR-T細胞可在人體内持續存在至少10年，并實現白(bái)血病持續緩解【1】。
要生(shēng)産CAR-T細胞治療産品，必需先從人體内分(fēn)離出T細胞，在體外(wài)對其進行修飾和擴增【2】，然後将其回輸患者體内，以達到治療疾病的目的。目前，CAR-T療法的研究方向主要分(fēn)爲自體CAR-T和同種異體CAR-T兩種。自體CAR-T由于是從患者自身采集的細胞原料，避免了許多問題，例如患者自身免疫系統的排斥反應、道德倫理問題等，同時多項研究中(zhōng)表明自體CAR-T細胞的有效性較高【3】。
目前我(wǒ)(wǒ)國已有兩款自體CAR-T細胞治療藥物(wù)獲批上市，在過去(qù)幾年裏，每年有數百名患者進行注射。但我(wǒ)(wǒ)國有龐大(dà)的患者基數，相對于此，最終接受昂貴的細胞治療藥物(wù)的隻占極少數。如何在滿足法規中(zhōng)自動化、封閉式生(shēng)産要求的同時，把細胞治療藥物(wù)的生(shēng)産成本降低，提高藥物(wù)的可及性，成爲當今CGT産業發展的難題。
賽科成SKC600擺床生(shēng)物(wù)反應器專爲細胞培養企業所研發，配合一(yī)次性細胞培養袋或片狀載體袋進行使用，通過模拟波浪的擺動來實現封閉系統中(zhōng)的高效氣液和物(wù)質交換。
SKC600配合賽科成自主開發的軟件系統，可以通過控制平台，對培養過程中(zhōng)的pH、DO、重量等參數進行實時監控，并對培養過程中(zhōng)的擺動速度、擺動角度、溫度、pH、DO、通氣量、氣體成分(fēn)濃度等參數進行設置，滿足生(shēng)産企業實時監控、靈活調整、優化工(gōng)藝參數的要求。SKC600還有獨創的級聯設計，可以關聯反應過程中(zhōng)的參數，如重量和蠕動泵的運行、pH和二氧化碳濃度的增減，通過簡潔、直觀的邏輯實現自動化操作，減少人工(gōng)幹預，減少人爲誤差，長遠降低勞動力成本。
應用SKC600擺床生(shēng)物(wù)反應器，可以有效對CAR-T細胞進行擴增，在6-14天内收獲到所需要的劑量。
以下(xià)是使用賽科成10L擺床生(shēng)物(wù)反應器，配套一(yī)次性細胞培養袋，進行波浪式培養得到CAR-T細胞治療藥物(wù)的應用案例。
實 驗 材 料
細胞類型：病毒修飾的CAR-T細胞，已激活
設 備：SKC600波浪式生(shēng)物(wù)反應器，搭配10L托盤
一(yī)次性耗材：賽科成2L一(yī)次性截留膜細胞培養袋，帶尾氣冷凝袋及濾器加熱器，有效防止出氣口冷凝水堵塞；
公魯爾口注射器（取樣用）
儲液袋（灌流時儲存培養基）
其他一(yī)次性耗材（一(yī)次性手套，離心管等）
培 養 基： 商(shāng)品化T細胞無血清培養基
實 驗 操 作
激活後的細胞在Flask T225中(zhōng)培養至第5-7天，接種到懸浮細胞培養袋中(zhōng)，袋中(zhōng)已預平衡了一(yī)定量培養基，使最終接種時細胞密度達到5×105 cells/mL以上。在SKC600擺床生(shēng)物(wù)反應器中(zhōng)培養，通過fed-batch逐漸增加培養基至培養體積1L，在細胞密度達到2×106 cells/mL時開啓灌流。
參 數 設 定
參數 | 模式 | 設定值 |
角度 | 打開 | 灌流前6，灌流開啓後從6逐漸增加至8 |
速度 | 打開 | 灌流前從6增加至8，灌流後從8逐漸增加至16 |
溫度 | 打開 | 37℃ |
pH | 打開 | 7.1±0.1 |
DO | 打開 | 80 |
氣體流量（壓縮空氣/二氧化碳兩氣體模式） | PH/DO模式 | 0.2L/min |
pH低于設定值，自動減少CO2濃度；pH高于設定值，自動補償增加O2濃度。 | ||
DO低于設定值，自動增加進氣中(zhōng)的壓縮空氣比例。 | ||
灌流速度 | Day2開啓 | 1L/day，後續以0.5-1.5L/day遞增 |
稱重 | 灌流後打開 | 1L（即體積維持在1L） |
濾器加熱 | 打開 | NA |
實 驗 結 果
灌流培養5天後，細胞密度達到2×107 cells/mL以上，擴增了近100倍，活率上升至96%以上，滿足細胞治療藥物(wù)單人份劑量的要求。進行了T細胞和非T細胞表型及比例、效力等一(yī)系列測試，均達到細胞治療産品質量要求。
結 語
雖然當今細胞治療行業發展面臨多重挑戰，但是在保險體制逐漸建立、患者支付能力上升，以及設備耗材國産化替代所帶來的成本下(xià)降等多重推動力之下(xià)，未來細胞治療産業必定會向着降本增效的方向發展，爲更多患者帶來治愈的希望。
參考文獻：
[1] J. Joseph Melenhorst et al. Decade-long leukemia remissions with persistence of CD4+ CAR T-cells. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-021-04390-6.
[2] Thakkar, A. , Igarashi, R. Y. , & Lee, D. A. . (2019). Automated closed-system large-scale expansion of clinical-grade natural killer cells - sciencedirect. Cytotherapy, 21( 5), S31-S32.
[3] https://www.nature.com/articles/s41571-021-00485-1
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