细胞治疗CDMO--解决行业痛点，助力细胞治疗产品商业化

目前，全球生物医药产业发展处于快速上升期，后疫情时代的医药健康行业，迎来新一轮的变革与机遇。其中细胞治疗药物被认为是未来医药领域发展的“潜力股”，是目前最受关注的、增速最快的创新医药领域之一，随着复星凯特和药明巨诺的两款CAR-T细胞治疗产品的在国内先后上市，2021年也被行业定义为中国基因与细胞治疗的商业化元年。最近两年，政府利好政策、研发及产业化资金支持、技术发展、人口基数大及老龄化带来的临床需求等也进一步推动了细胞治疗从萌芽阶段驶入快速发展期。

细胞治疗市场的快速发展带来的旺盛产能需求，使得国内涌现出来一批细胞治疗CDMO企业，其中处于国内细胞治疗CDMO第一梯队的博腾生物具有丰富的项目经验、完善的质量体系及优秀的CDMO平台能力，其核心成员均为该领域的资深专家，具有卓越的国际化领导力，国际化的视野、国际化的能力，为客户提供先进的产品服务和解决方案，帮助客户解决其细胞治疗产品商业化过程中面临的诸多挑战。

细胞治疗行业目前面临的挑战存在于各个层面，例如：工艺生产、冷链运输与储存、不同机构药物开发管线的重叠、药物安全性、治疗费用高昂等。其中细胞产品工艺仍是细胞治疗行业面临的最主要挑战，其困难涉及细胞制备平台选择、基因载体的制备、细胞治疗产品的质控等。

（1）细胞制备平台的选择

AAV基因治疗药物或单克隆抗体药物的可进行大批量规模化的制备，单个批次可获得很大剂量的药物，这种一次性大批量的制备在免疫细胞治疗领域还没有有效实现。尽管一些同种异体细胞治疗产品，例如通用型CAR-T产品已经进入临床试验阶段，但离获批上市还有较长一段路要走。制备自体细胞治疗药物的过程可以是模块化灵活的，每个模块化单元步骤操作使用不同的设备，并结合开放操作或封闭操作方式。例如，其中一些过程使用独立的仪器进行细胞筛选，并结合wave生物反应器或细胞培养袋进行免疫细胞的激活、转导和扩增步骤（Mol.Ther.Oncolytics 2016; 3: 16015）。然而，这种模块化过程不利于商业化阶段工艺的进一步放大。

为了增加工艺的可扩展性，将制备过程集成到单一解决方案中的需求导致出现了半自动化平台。半自动化平台以封闭和半自动化的方式集合了多个制备步骤的操作，可自动完成细胞分选、激活、转导、扩 增、制剂、冻存等步骤。

小批量临床试验引入自动化工艺无大必要，但过渡到后期临床需尽早引入自动化工艺，否则可能涉及到工艺变更等。就自动化工艺而言，更加灵活的半自动化是目前的主流技术，凯特、诺华、巨诺等多采用此路线。目前主流观点是，半自动化工艺或基于机械臂的模块化全自动工艺为最具潜力的发展路径。

在产品商业化的过程中，应尽早仔细评估选择何种细胞产品制造平台，是集成的还是模块化，抑或其他考虑？平台的选择将对工艺表征、工艺验证、成本效益、相应监管等产生影响，并最终影响商业化生产质控策略的制定。

总体而言，多数细胞治疗生产设备价格昂贵、细胞制备流程开发费时费力，与端到端CDMO服务商探讨与合作，尤其是初创企业，可节省大量前期资金、人力投入，可满足快速推进产品上市的需求，加速细胞治疗药物的商业化进程，其中博腾生物CDMO平台的密闭和模块化工艺平台、大规模细胞治疗产品生产和灌装平台密闭自动化工艺，或与模块化工艺结合的平台可满足不同类型的细胞治疗产品。截至目前，博腾生物细胞治疗CDMO平台已累计服务25个客户，覆盖CAR-T、UCAR-T、 TCR-T、TIL 、MSC、 CAR-NK、NK及RBC等多种细胞类型。

（2）基因载体的供应

基因修饰的细胞治疗（也叫做体外基因治疗）中采用的基因载体大部分为慢病毒载体或普通逆转录病毒载体，但目前越来越多细胞治疗产品采用慢病毒载体，因为它能够转导分裂和非分裂细胞，并且非整合慢病毒载体开发的最新成果大大减少了基因组插入诱变，诺华的Kymriah® 和百时美施贵宝的Lisocabtagene maraleucel均使用慢病毒载体，Kite 的Yescarta使用逆转录病毒。如果从一开始就没有进行好的战略规划，基因载体的供应短缺可能会成为一个主要问题。商业化考虑中，确定载体的制备也是重要一环，例如，（1）选择贴壁细胞的瞬时转染工艺，那么cGMP 级质粒质量是需要重点考虑的一点，或（2）选择在 cGMP 下生成稳定细胞系 (SCL) 的主细胞库 (MCB) 和工作细胞库 (WCB)。I 期临床试验对载体量的需求相对不大，可以通过相对较小的生产规模来满足，产品将覆盖10至30名患者。再往后期或商业化考虑时，要考虑的主要方面是载体的制造地点、瞬时转染体系或稳定细胞系、技术工艺平台的可放大性和质粒载体质量等。在药物研发公司研发的初始阶段或早期阶段，公司内部相关的技术平台或载体制备经验不足时，可以寻求与外部经验丰富的CDMO厂商合作，CDMO厂商的丰富经验显着降低了与载体供应及其质量相关的风险，并为早期监管备案以及随后产品许可申请的成功提供了更好的机会。

载体的生产需要考虑所用的细胞培养体系（悬浮培养系统还是贴壁培养系统，见表1）、转染试剂、质粒的质控等因素。用于慢病毒载体生产的无血清悬浮系统现在越来越受到青睐，且可在 50L 至 2000 L 的一次性 STR 生物反应器中进行工艺放大（Cell Gene Ther. Ins. 2020; 6: 455–67）。在Gantier R等人的一份研究中，描述了切向流深度过滤 (TFDF™) 技术，用于收获在无血清悬浮系统中培养的慢病毒载体，并证明与对照标准批次相比，载体生产力提高了两倍以上（Gantier R. Gene Therapy Manufacturing 2.0. 2021）。国内的CDMO服务商也已经成功建立了悬浮无血清慢病毒工艺开发和GMP生产平台，例如可提供从质粒到病毒再到细胞的端到端CDMO服务的博腾生物，其自主开发的悬浮无血清慢病毒工艺平台PTLV-SMAR™，具有细胞培养上清病毒载体滴度高、无动物源性成分、工艺操作简单化、纯化工艺感染滴度回收率高、生产成本降低以及易于放大等优势。博腾生物可提供从摇瓶到生物反应器规模（2L、10L、50L、200L）的研究级病毒、GMP-like 病毒以及毒理批和GMP批慢病毒制备服务，满足客户多样化的需求，加快细胞治疗与基因治疗药物（CGT）从临床前到商业化生产的进程。

表1. 悬浮培养系统与贴壁培养系统的特点（Cell & Gene Therapy Insights 2021; 7(11), 1685–1696）

目前有多种质粒转染的方法，但都有各自的局限性。例如，利用磷酸钙进行的转染，其试剂纯度和pH敏感性会导致病毒载体生产在批次间存在显著差异。脂质体转染效率相对较高且细胞毒性较低，但试剂费用昂贵，特别是在病毒载体规模化的生产中。目前病毒载体规模化生产中使用最广泛的转染试剂是聚乙烯亚胺（Polyethyleneimine，PEI）又称聚氮杂环丙烷，其主要的优势是价格便宜，但对细胞具有一定毒性，且对pH的变化敏感。此外，一些企业和研究机构在进行相应的稳定整合细胞系的开发，由于无需瞬时转染，也就不需要大剂量质粒的供应，减少了手动操作，同时降低了污染风险和相关杂质的引入、去除，从而大大简化了病毒载体制备工艺。

总之，细胞治疗药物生产流程复杂，质量控制严格，涉及的技术平台众多，需大量专业人才与资金支持，初创型细胞治疗药物开发企业往往没有充分的能力和精力去建设高标准的GMP生产设施和众多的检测技术平台，因此，往往选择与优质CDMO服务商合作。此外，对于多数初创型药企，若把任务交给不同的CDMO服务商分段式外包，不仅需要掌握每个环节的成本、工艺效率及质控等，还需提前评估不同服务商工厂产能、生产基地情况等，因此，一站式CDMO平台是较佳的选择。今年获批IND的两个CAR-T细胞治疗产品项目（分别来自蓝盾生物及拓新天成），均由博腾生物作为独家CDMO合作伙伴。博腾生物搭建了针对细胞治疗与基因治疗产品的CDMO一站式平台，覆盖质粒、细胞治疗、基因治疗、溶瘤病毒、核酸治疗及活菌疗法等，提供从建库，工艺方法及分析方法开发，cGMP生产到制剂灌装的端到端服务，贯穿早期研究、研究者发起的临床、新药临床试验申请（IND）、注册临床试验到商业化生产等不同药物阶段。

即将投入使用的博腾生物CDMO产业化基地（来源：博腾生物）

此外，为了更好的服务客户，博腾生物启动了二期项目CDMO产业化基地的布局，位于苏州桑田岛生物医药产业园，总面积约16000平方米，进一步提高基因与细胞治疗的工艺开发与商业化生产能力。其中，部分实验室已于2021年下半年正式投入使用，公司预计2022年Q4桑田岛的生产车间将陆续投入使用，届时博腾生物将有总面积超过20000m²的基因与细胞治疗工艺开发和生产车间、10条GMP病毒载体生产线、10条GMP细胞治疗生产线以及上百个洁净车间，极大拓展公司产能供给，为全球客户提供优质和高效的服务，让好药更早惠及大众。

E.N.D

往期文章推荐：

声明：本文旨在知识共享，所有内容仅学术交流研究，不构成任何建议。