自体CAR-T细胞产品开发的考量：生产平台
本文节选自来自Autolus等的研究人员发表的文章“Considerations for the development of autologous CAR-T cell products”，由于水平有限，详细内容，请参考原文或往期推送“自体CAR-T细胞产品开发的考量：理解 & 控制起始材料”。
肿瘤患者的成功临床结果正在推动大量投资流入目前正在临床开发中的新型创新 CAR-T 细胞产品。尽管迄今为止初步获批的药物数量相对较少，但目前正在进行中的 CAR-T 细胞疗法管线将显著扩大这些疗法的影响，并释放它们真正的、前所未有的潜力。然而，这些个性化疗法对生产和商业规模放大/扩展提出了独特的挑战。从我们的角度来看，我们将在这里介绍一些关键挑战，以建立一个有效的临床生产及更进一步的工艺流程，包括患者起始物料（细胞单采）、用于自体治疗的灵活封闭生产平台的日益商业化、分析方法开发、关键原材料和试剂的适用性以及载体供应。
生产平台：我们的选择是否有限？
自体 CAR-T 细胞的生产依赖于每位患者单个批次的方法。生产 CAR-T 细胞的初始工艺是模块化和灵活的，每个单元操作使用不同的设备，并结合了开放和封闭的步骤。其中一些工艺使用 CliniMACS Plus® 仪器进行细胞分选，并结合摇摆式生物反应器、G-Rex® 和细胞培养袋进行激活、转导和扩增步骤。然而，这种模块化面临过程控制和稳健性问题，导致对工艺进行优化、以克服商业化阶段的可放大性问题的需求不断增加。将工艺集成到单个解决方案中的愿望推动了半自动化平台的出现，例如 CliniMACS Prodigy® 系统。尽管 CliniMACS Prodigy® 可以以封闭和部分自动化的方式适应多个单元操作，例如细胞分选、激活、转导和扩增，但考虑到患者起始材料的可变性以及具体工艺的特殊要求时，这种“一刀切”的方法可能会导致一定程度的工艺限制。
表2. 使用主流规模扩展集成式半自动化平台的潜在生产限制
近年来，Cocoon® 平台（Lonza）、Facer 细胞培养平台（Aglaris）和Quantum® 细胞扩增系统（Terumo BCT）等更多涌现的新技术被用于自体CAR-T细胞治疗应用。这些系统融合了自动化、封闭工艺、集成过程分析技术 (PAT) 的趋势，并提供更灵活的半自动化工艺步骤。将这些新兴平台和技术整合到更加模块化的 CAR-T 生物工艺工作流程中具有不小的挑战性，但可以潜在地缓解与“一刀切”的方法相关的局限性。
确定所选平台的灵活性程度很重要，尤其是在考虑需要转化为未来商业化生产的早期工艺开发和表征要求时。考虑到起始材料的可变性和产品之间的差异，这一点变得更加关键。量身定制工艺的能力对于确保用作患者 DP 的最佳CAR-T 细胞质量和数量至关重要，同时需提供调整系统以满足未来需求变化的能力。
Aglaris Facer 系统是一种新型生产平台，它采用透气膜技术，如 G-Rex® 产品线，以功能性封闭和自动化的方式培养及处理细胞。该平台试图缓解表 2 中所列的一些工艺限制，进一步将 PAT 与用于 pH、溶氧、葡萄糖、乳酸和生物质监测的在线传感器相集成。该系统的控制单元允许异地远程监控、控制和记录这些关键的细胞培养参数，理论上减少了在系统前操作员进行手动操作的要求以及相关的劳动力成本。每个组件中培养区域的几何形状为从更小到更大表面积的自动传代步骤的实现提供了有利的机会。对于起始材料数量较低的项目，无论是由于不利的患者预处理线还是病理性质，这种传代选项可以使少量细胞最初以合适的工作体积扩增，并在需要时进行规模放大。鉴于系统中的培养几何形状与 G-Rex® 板的相似，G-Rex®产品线有可能用作工艺开发研究的可行规模缩小模型或对照，但需要进一步的研究以加强这一假设。
Quantum® 细胞扩增系统 (Terumo BCT) 是一个采用中空纤维生物反应器技术培养细胞的生产平台，已被证实具有非常高的 T 细胞生长动力学（在 9 天内增加了大约500 倍），同时保持可比的表型细胞质量以控制并行的运行。该系统通过在中空纤维柱的两端灌流培养基来培养悬浮细胞类型，从而将细胞聚集在中央，在此，细胞间的相互作用更为普遍。这种培养模式还缓解了接种密度和工作体积限制的问题，并且与主流的半自动化平台相比，可以适应更小的接种数量。与其它平台相比，Quantum® 系统的灵活性较低，目前的操作仅限于 CAR-T 生产过程的扩增阶段。然而，系统中可实现的高生长动力学理论上可以使治疗性产物在更短的时间内扩增。
问题仍然是是否继续采用基于模块化的封闭工艺，或者是否仍有实施开放或部分开放的工艺工作流的空间，如商业化 CAR-T 细胞产品的工艺（表 1）。尽管开放式操作可以保持高度的工艺灵活性，但围绕污染风险、操作员手动处理的可变性以及相关的操作支出等问题可能对成功生产不利。G-Rex®‘M’系列（Wilson Wolf Manufacturing）等技术采用了常用的开放式培养平台，并将其转化为封闭式工艺。通过 G-Rex® ‘M’ 系列与 Wilson Wolf Gathe Rex™ 液体处理系统（半自动气泵装置）之间的无菌焊接，可以在不将细胞暴露于环境的情况下进行细胞浓缩和细胞收获步骤。虽然这是在保持工艺灵活性的同时，解决产品完整性问题的部分解决方案，但缺乏 PAT 以及对操作员的高要求仍然是实现商业化可持续生产模型的限制因素。
在产品商业化的过程中，应尽早仔细评估生产平台的选择，无论是集成的还是模块化的，因为每种病理学和 DP 都有不同的处理要求。平台的选择将对工艺表征、工艺验证、成本效益、监管事务产生影响，并最终影响商业化生产控制策略的制定。
表3. 可用于自体CAR-T细胞生产的技术的关键特性
原文：A.Davidson, G.S.Toledo, K.Lilova, Considerations for the development of autologous CAR-T cell products. Cell & Gene Therapy Insights 2021; 7(11), 1685–1696.
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