《CAR-T制造工艺的优化升级》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2018-05-10
  • 诺华公司的Kymriah以及吉利德公司的Yescarta是全球首批上市的CAR-T疗法,目前全球有多项CAR-T疗法正在申报中。与任何治疗一样,CAR-T疗法的主要挑战不仅在于安全性和有效性,还在于创建可行的商业供应链。CAR-T开发商不仅要克服安全性和有效性的障碍以通过监管部门审批,还须证明能够应对与制造相关的复杂性,并将这种个性化、时间敏感型的疗法应用至更广泛的患者群体。CAR-T制造工艺的优化是实现这些目标的关键环节之一。

    CAR-T细胞制造是一个非常复杂的过程,制造难、成本高已经成为了行业发展的瓶颈问题。目前,吉利德和诺华公司均采用的是集中生产模式,首先在医院中提取患者的T细胞,然后将这些细胞运送至制造中心,在制造中心对T细胞进行基因工程设计,最后将设计后的T细胞运回医院回输至患者体内。然而,无论使用何种制造模式,成功的CAR-T细胞制造都依赖于端到端流程的优化能力,包括工作流程的简化、产能规划以及生产的可扩展性等等。传统的制造工艺以及传统设备已经不能满足行业发展需求,自动化、全封闭的新一代制造工艺是未来趋势。

    随着CAR-T制造工业的发展,目前市场上已经有一些解决方案供CAR-T开发商选择,例如博雅控股集团旗下的CAR-TXpress™、美天旎的CliniMACS Prodigy™以及GE公司的FlexFactory™等,这些平台受到了整个行业的关注,业内人士也对它们充满了期待。

    一个典型的CAR-T疗法流程主要分为分离、修饰、扩增、回输以及监控五个步骤。在新兴细胞治疗领域,高效分离目标细胞是细胞制品生产和质量控制的基础。传统制造工艺中,细胞分离分选常常采用Ficoll密度梯度分离法和磁珠分离法。据了解,在CAR-T制造工艺升级的道路上,CAR-TXpress™平台采用基于不同细胞组分的不同密度系数进行物理分离的X-LAB™系统以及全新的专利浮力分离法(BACS)来取代传统的Ficoll密度梯度分离法和磁珠分离法;以及采用X-Wash™系统取代了传统的离心细胞收集手段,以避免细胞清洗的数目和活力的损失。

    5月初,国际细胞治疗协会(ISCT)2018年年会公布了创新浮力法细胞分选系统X-BACS™以及X-Wash™系统的最新性能数据,CAR-T细胞制造工艺的优化升级首次以数字形式呈现,有助于人们了解CAR-T制造工业的发展。

    X-BACS™是一种基于浮力的细胞分选方法,将目标细胞从细胞混合物分离出来。该方法使用抗体特异性来分选细胞,使用CD3抗体在混合物中标记T细胞,并使用靶向标记T细胞的微泡从混合物中分离CD3+T细胞。

    分别采用Ficoll-Hypaque和X-LAB™系统来分离MNC(单个核细胞),并采用BACS技术对这两份MNC进行CD3+T细胞分选。试验结果显示,Ficoll法制备的那份MNC经分离所得CD3+的回收率均值为83.5%,活率均值为96.3%,纯度均值为95.1% ,而X-LAB?系统制备的那份MNC经分离所得CD3+的回收率均值为89.0%, 活率均值为98.3%,纯度均值为97.3%。

    简而言之,X-LAB™ 系统分离MNC后用BACS技术分选CD3+的效果优于Ficoll法分离MNC后用BACS技术分选CD3+。浮力法细胞分选系统X-BACS™可以分离获得高纯度(95%)T细胞群,且确保回收率高达85%,细胞存活率高达95%以上。该方法用标准实验室设备即可简单操作完成。

    一直以来,细胞产品,如造血干细胞,在低于-135°C环境下进行为期数十年的冻存,皆采用冷冻保护剂二甲亚砜(DMSO)。虽然复苏后的细胞产品活率较高,但DMSO被认为是引发细胞回输不良反应的潜在原因,清洗已复苏细胞产品去除DMSO和细胞裂解物可以减轻某些移植并发症。X-Wash™系统法是一种简单快速清洗复苏后可回输细胞产品的方法,能够高效去除已复苏细胞产品中的DMSO,有核细胞回收率高于85%,且基本不会失活,整个过程耗时不超过1小时,并且这种方法采用标准实验室设备简单操作就能完成。

    在试验中,根据供应商的操作说明将购买的健康成人冻存组织进行复苏,在已复苏产品中添加复苏清洗溶剂(含2.5%HSA、 5%葡萄聚糖以及20g/mL脱氧核糖核酸酶的生理盐水),再将样本转移至转移袋中(此步骤非必选)。将样本转移至X-Wash?系统一次性处理套件中。离心后,以正压去除废液,再以负压添加新溶剂。经最后一遍离心,细胞被收集至回收仓,溶于事先注入仓中的溶剂。试验结果显示,X-Wash™系统清洗所获CD45+细胞的总量和活率平均值分别为96.0%和93.7%;所获CD3+细胞的总量和活率平均值分别为96.3% 和92.4%。

    对比发现,新一代制造工艺在细胞回收率、活性等性能上取得了显著的优化。目前,新一代CAR-T制造工艺诸如CAR-TXpress™平台融入了全新元素,不仅提高了细胞回收率等数据性能,还能够实现操作过程的自动化,避免了传统人工操作不可预期的可变性,降低制造成本、增加产品的一致性、提高运营效率、降低运营变量,有助于实现整个制造过程的标准化。

  • 原文来源:http://news.bioon.com/article/6721924.html
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-03-19
    • 美国时间3月14日,全球细胞自动化处理、手术室即时系统以及自体细胞疗法市场领导者美国纳斯达克上市公司赛斯卡医疗(Cesca Therapeutics Inc., Nasdaq:KOOL)宣布,与博雅控股集团全资子公司英科赛尔签订了CAR-T及其他细胞制造的合同定制开发与生产制造(CDMO)的服务协议。 根据协议条款,博雅控股集团全资子公司英科赛尔将获得赛斯卡医疗的独家许可,使用X-Series™细胞处理研究设备、耗材和工具包在中国、日本、韩国、新加坡、马来西亚、印度尼西亚和印度地区提供CAR-T及其他细胞处理的CDMO服务。 赛斯卡医疗是全球最大的细胞自动化技术和解决方案供应商,2016年成为了博雅控股集团的控股子公司。英科赛尔是一家提供整体解决方案的CDMO服务商,于2015年成立,总部位于天津,占地面积160000平方英尺,专注于合同定制开发和生产制造肿瘤免疫细胞治疗产品,提供临床级CAR-T 细胞的整体解决方案。 2017年,博雅控股集团分别在美国加州以及中国天津启动建设CAR-T全自动化生产线CAR-TXpress™,采用了博雅控股集团体系内的八条自动化设备,按照FDA的标准建设,符合GMP生产的高标准要求。CAR-TXpress™是一条全自动、全封闭的CAR-T细胞CMC生产线,拥有多项创新专利,整合了多元化自动化流程,包括T细胞的分离、纯化、培养、洗涤以及单盒式自动冷冻保存(-196℃)和检索,能够实现免疫细胞手工分离流程自动化,实现规模化CMC自动化制备工艺。 博雅控股集团董事长、赛斯卡医疗首席执行官许晓椿博士表示,“中国是CAR-T开发的主要市场之一,是仅次于美国的CAR-T临床试验数量最多的国家。未来,我们计划在选定的市场中展开更多的CDMO合作,同时对高度差异化的X系统产品执行全球分销和其他战略合作协议。” CDMO模式有助于创新药开发工艺的优化、大幅降低生产成本、控制风险、提高经营效率,对创新药研发和上市具有重要的影响。CDMO模式同时具备定制研发能力和生产能力,提供临床前研究到商业化生产的一体化服务,近年来成为了新药开发商的战略性选择。 随着CAR-T细胞治疗获得美国FDA批准上市,行业急需更好的细胞生产和控制。制造难已经成为了行业发展的瓶颈,传统的生产工艺无法满足CAR-T细胞生产的需求,全自动、全封闭的细胞制造工艺成为了CAR-T开发商的追求目标。通过CDMO合作模式,博雅控股集团将为CAR-T开发商提供临床级CAR-T细胞制造的整体解决方案,满足CAR-T细胞开发和生产所需的高质控要求,提高商业化生产的机会,推动CAR-T细胞治疗的广泛应用。
  • 《智能制造的试验台》

    • 来源专题:智能制造
    • 编译者:icad
    • 发布时间:2025-01-16
    • 新技术是制造业的增长引擎,但变革有中断和巨大成本的风险。使用技术测试台逐步推出新设备和软件有助于在生产部署之前改进和优化流程。 为什么要建立一个试验台? 技术测试台通过提供一个受控的环境来识别风险并在不中断生产的情况下进行实验,从而降低了全面部署期间失败的可能性。通常,测试台使用按比例缩小的设备来最大限度地降低成本,同时仍然反映全尺寸系统的关键功能和能力。 中试工厂 所有试验台都证明了新的制造工艺,但中试工厂的规模最大。旗舰设施通常是新建的,至少雇佣了一些全职员工,需要大量的资本投资。它们通常是与政府或经济发展组织合作建立的。在中试工厂,研究人员、科学家和工程师的迭代设计、测试和实验导致接近正确的工艺参数,这些参数将延续到全面生产中。 中试工厂示例 2024年,在美国国家能源技术实验室(NETL)的支持下,位于德克萨斯州圣安东尼奥的西南研究所开设了超临界变压电力(STEP)测试设施。通过展示超临界二氧化碳(sCO2)涡轮机技术,中试工厂验证了sCO2布雷顿动力循环的效率、可扩展性和环境效益。它以4兆瓦的电网同步功率运行,为涡轮机性能、热管理和系统集成提供了见解。演示设施能够对设备、工艺设计和操作条件进行真实世界的测试。 2019年至2022年,芬兰VTT技术研究中心有限公司建造了一座纤维加工中试厂,开发了一种半自动的数字双胞胎生产工艺。该工厂使用详细的模拟和受控环境来发现和解决现实世界的挑战,如集成遗留系统和自动化数据提取。这种方法在加速数字化转型的同时最大限度地降低了风险和成本,展示了试点规模的设置如何有助于将理论概念与工业规模的实施联系起来。 2024年宣布或开业的其他试点制造厂: 木质碳纤维 硅电池 乙醇基合成橡胶 无稀土永磁体 改装试验台 与试点工厂不同,这些工厂不会因创造新的就业机会或地区经济收益而成为头条新闻。这种规模的试验台在大学和研究机构很常见。行业联盟也可以成为合作进行后期研发或早期商业化有前景的新技术的途径。 改装试验台示例 从2016年开始,美国国家标准与技术研究院(NIST)主持了智能制造系统测试台,以促进产品生命周期数据的研究。该测试台从位于马里兰州盖瑟斯堡的NIST园区机械车间的12台机床中提取数据。连接到试验台的设备包括立式和卧式加工中心、铣床和三坐标测量机。机械车间向NIST研究人员提供零件,测试台的连接和软件组件分层在现有设备、调度和过程管理软件工具之上。 2022年,芝加哥MxD部署了一个数字孪生框架,以加强制造过程管理。该框架对数据收集和分析进行了标准化,以提高生产运营的可见性和控制。该项目还测试了一种“移动工人”解决方案,使设备操作员能够在移动设备上实时接收任务、访问关键数据和更新状态。该测试平台允许制造商在安全、低风险的环境中评估人工智能驱动的分析、预测性维护、网络安全等,帮助他们在承诺全面采用之前了解每种工具。通过模拟真实世界的流程,该测试平台支持培训和技能发展,使员工能够熟悉新的工具和技术。 台式试验台 中试装置或试验台改造背后的相同原理也可以应用于独立的台式或台式试验台。当这些小规模工具由公司开发时,它们通常不会发布。对于那些在大学环境中建造或共同开发的建筑,学术文献中都有相关报道。 台式试验台示例 基于Linux的数控开放控制系统(萨格勒布大学,2013) 技术试验台的局限性 由于它们旨在反映现实世界的制造条件,因此构建和维护测试台也面临着类似的挑战。这些包括安全、数据安全和隐私、系统集成以及物理和虚拟基础设施管理。有限的空间、资金和利益相关者参与等资源限制也会减缓进展。 此外,还需要良好的实验设计。测试用例需要明确规定并妥善记录。结果需要清晰明了,易于传播。否则,测试平台的发现可能永远不会扩大规模或应用于生产。 AMT试验台 AMT-制造技术协会于2018年建立了一个带有台式五轴铣床的“快闪店”,作为机器连接和数字螺纹的演示和研究平台。后来,增加了一系列协作机器人,将原来的铣床升级为新型号。除了员工培训外,AMT试验台上的活跃研究领域还包括: MTConnect中的规范和功能建模 工业物联网的远程访问、安全和安保 标准协调(ROS、OPC UA、MTConnect、MQTT) 设备清单: Penta Machine Co.PocketNC v2台式五轴数控铣床(带外壳) IGUS ReBeL6机械臂+Schunk夹持器 Intel RealSense D435i深度感应立体相机 Sonicwall防火墙 用于CAD和仿真、单元控制和远程访问的专用Windows工作站 AMT试验台是为机器人辅助加工而建立的。它还有一个基于MTConnect的数据收集系统,以及对该单元的安全、基于帐户的远程访问。 本文由Chloe Radigan与Russ Waddell合作撰写,并得到了Benjamin Moses和Stephen LaMarca的额外支持。