CAR-T生产需要哪些技术创新？
在细胞治疗生物生产方面的投资继续遵循着稳定上升的趋势。根据BioPlan的《2021年生物制药生产年度报告》，今年细胞治疗的产能预计将增加29.4%，与2019年和2018年的情况类似。此外，细胞治疗有望在未来五年内进一步扩大，预计生物制药公司和CMO的产能将分别增加29.2%和31.0%。
来源：2021年第18次生物制药产能和生产报告与调查，第18年度版，BioPlan Associates, Rockville, MD, 2021年4月，491页。
即使有预期的产能提升，行业仍然对目前和未来的细胞治疗产能有所担忧，包括预期的“产能紧缩”，类似于主流生物工艺的紧缩，这在21世纪初是行业担心的主要内容，但基本上避免了。在COVID-19大流行期间，也在进行必要的产能提升，使供应链的时间线复杂化。为了进一步改进细胞治疗和CAR-T的生产工艺，以满足未来几年的需求，在很大程度上需要创新。
在今年的《2021年生物制药生产年度报告》中，受访者被问及他们目前正在测试/评估哪些工厂可能在明年增加的生产工艺。超过40%的受访者表示，上游生产技术是未来一年需要评估/测试的主要系统之一。这对于提高细胞治疗和CAR-T目标产物的生产尤为重要，因为在下游工艺和步骤收率增强方面仍存在局限性。
CAR-T有一些关键的潜在优化领域，以帮助缓解一些预期的需求增长。这些优化包括：
优化的细胞分离技术 优化的转染/转导技术
这两项技术有可能提高生产工艺的效率，帮助缓解未来几年的预期压力。
优化的细胞分离技术
目前在CAR-T生产领域使用的主要细胞分离技术是磁性细胞分离，其利用磁性颗粒和抗体相互作用与目标细胞的表面标记物结合。然后这些目标细胞就可以从样本的其余部分中分离出来。
磁性分离技术有几个优点，使它特别适合于CAR-T的生产。与其它更传统的细胞分选技术(如荧光激活细胞分选)相比，它的速度相对较快。这允许在相对较短的时间内对大量的细胞进行分选。此外，它可以根据需求和吞吐量进行规模放大，并可以以一种通用的方式使用，以适应各种方案。然而，它也有一些需要改进的缺点。规模放大虽然简单，但可能是费力和昂贵的。随着时间的增加，所需的物料会不断增加，而随着产量的增加，这种情况会进一步加剧。围绕CAR-T治疗生产的磁性分选技术最大的缺点是分离脆弱细胞群时的低活性。磁场和磁珠本身会对脆弱或不健康的细胞群造成损害。这使得从之前接受过多次治疗的患者中分选细胞群变得非常困难，并且导致在工艺结束时活细胞的百分比很低。
通过解决磁珠造成的损害，例如通过额外的步骤或介质来帮助减轻施加在细胞上的应激，可以优化磁性分离。另一个解决方案是在生产CAR-T疗法时，引入一种全新的细胞分离方法。一些替代性细胞分离技术的例子包括浮力激活细胞分选技术和生物相容性可溶解聚合物。
浮力激活细胞分选 - 这项技术使用微泡分离目标细胞。微泡被用来代替磁性分离中的磁珠，通过细胞标记物和抗体之间的相互作用，特异性地结合到所需的细胞上。这种结合会增加细胞的浮力，在目标细胞和其余细胞群之间形成清晰的分离。这些目标细胞现在可以高效、高活性地收集。这种技术代表了一种温和的细胞分离方法，可用于脆弱的细胞。
生物相容性可溶解聚合物 - 该技术使用一种水凝胶，可以根据各种帮助靶向细胞的细胞捕获剂 (如抗体) 进行定制。目标细胞捕获后可以通过特定的细胞释放缓冲液释放。
虽然这两种方法还没有被开发用于商业化规模的应用，但它们代表了比使用磁珠的磁性方法更温和的替代方法。这使得这两种方法在处理脆弱细胞类型时可能比磁性分选更有效。通过改进为科学家提供的细胞分离选择，产生的治疗方法将更加稳健。
转染/转导技术的优化
另一个替代技术可以提高CAR-T生产工艺上游效率的领域是转染/转导。在这个阶段提高效率可以为制造商带来多种好处：
活性 - 转染/转导技术的任何改进都将提高所产生的治疗的效率。一种可为CAR-T转染细胞提供更高效率的更温和、非病毒的转染方法，将有助于维持较高水平的活细胞。这将提高制造商的产能。 降低成本 - 获得用于转导的慢病毒或其它病毒方法是一个昂贵的过程。要维持足够的供应以维持生产也很困难。更具有成本效益的替代解决方案将在财务上更加现实，以使制造商提高产能，满足需求。 安全性问题 - 在生产CAR-T疗法时，仍然存在病毒转导技术的安全性问题。高效、非病毒的方法可以灵活地解决这些问题。
Kytopen的Flowfect技术是替代慢病毒和电转的一个潜在例子。通过使用连续的液流和电场，制造商可以以一种比传统电转对细胞危害更小的方式转染细胞。此外，该技术是非病毒的，减轻了传统病毒方法生产的担忧。如果针对CAR-T疗法进行优化，这将为放大CAR-T疗法的生产提供一个可行的替代方案。
CAR-T的整个生产过程都需要优化，以满足未来对治疗的需求。通过投资改进细胞的上游工艺，其可为预期所需的产能提升做好准备。
原文：D.Lin, WhereIs Technological Innovation Needed For CAR-T Manufacturing? Bioprocess Online,2021.
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