客户专栏|10月29日,2021年

汽车制造业所需的技术创新在哪里?

大卫·林(David Lin), BioPlan Associates

基因治疗

在细胞治疗生物制造方面的投资继续遵循稳定上升的趋势。根据BioPlan的2021年生物制药制造年度报告,1预计今年的细胞疗法的生产能力将增加29.4%,类似于2019年和2018年的观察。此外,预计细胞疗法将在未来五年内进一步扩展,其容量增加29.2%和31.0%预期对于生物制造商和CMOS。

资料来源:《2021年第18次生物制药生产能力和生产报告和调查》,第18年度版,BioPlan Associates, Rockville, MD, 2021年4月,491页。

即使有预期的产能增加,目前和未来的细胞治疗生产能力仍然面临担忧,包括预期的“产能紧缩”,类似于主流生物加工的紧缩,这在21世纪初是担心的,但基本上避免了。在2019冠状病毒病(COVID-19)大流行期间,也在进行必要的产能提升,使供应链的时间安排复杂化。为了进一步改进细胞治疗和CAR-T的制造工艺,以满足未来几年的需求,创新在很大程度上是需要的。

在今年的《2021年生物制药制造年度报告》中,受访者被问及他们目前正在测试/评估哪些设施可能在明年增加生产流程。超过40%的受访者表示,上游制造技术是未来一年需要评估/测试的主要系统之一。这对于增加细胞治疗和CAR-T靶产物的生产尤为重要,因为在下游加工和逐步恢复增强方面存在局限性。

CAR-T有一些关键的潜在改进领域,以帮助缓解一些预期的需求增长。这些包括:

  • 改进的细胞分离技术
  • 改善转染/转导技术

这两项技术有可能提高制造过程的效率,帮助缓解未来几年的预期压力。

改进的细胞分离技术

目前在CAR-T制造领域使用的主要细胞分离技术是磁细胞分离,它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。这可以通过积极和消极的方法来实现。

磁力分离技术有几个优点使其特别适合于汽车制造。与其他更传统的细胞分选技术相比,它相对较快,例如荧光激活的细胞分选。这允许大量的细胞以相对较短的时间分类。此外,可以根据需要和吞吐量来缩放,并且可以以多功能的方式使用以适应各种协议。然而,需要改进一些含有一些底片。升级,虽然简单,可能是费力且昂贵的。所需的材料可以随着时间的推移而增加,这进一步加剧,因为吞吐量增加。用于制造汽车-T疗法的磁分离技术的最显着缺点是分离精细细胞群时看到的低可力力。磁场和珠子本身可能导致弱弱或不健康的细胞群体损坏。这使得从经过多种现有治疗的患者中排序细胞种群非常困难,并且在该过程结束时产生的可活细胞的低百分比。

通过解决由磁珠引起的损坏可以提高磁分离,例如通过有助于减轻放置在细胞上的应力的附加步骤或介质。另一种解决方案是在制造汽车-T疗法时引入全新的细胞分离解决方案。替代细胞分离技术的一些实例包括浮力激活的细胞分选技术和生物相容性可溶解的聚合物。

浮力激活的细胞分选 -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以高效率和活力收集。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。

生物相容的可溶解聚合物这项技术使用一种水凝胶,可以根据各种细胞捕获剂,如抗体,来帮助目标细胞。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规模的应用,但它们代表了比使用磁珠更温和的磁选方法。这使得这两种方法在处理脆弱细胞类型时可能比磁选更有效。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/转导技术的改进

另一个可以提高CAR-T制造流程上游效率的替代技术领域是转染/转导。在这个阶段提高效率可以为制造商带来多种好处:

  • 生存能力,转染/转导技术的任何改进都会提高所产生的疗法的效率。一种更温和的非病毒转染方法,为Car-T转染细胞提供高效率,有助于保持更高水平的活细胞。然后,这将导致制造商的更高容量能力。
  • 降低成本- 获取慢病毒或其他病毒方法进行转导的是昂贵的过程。它也很难保持足够的供应以保持生产。更具成本效益的替代解决方案将使制造商提供资金更加逼真,以提高生产能力以满足需求。
  • 安全问题,在生产CAR-T疗法时,病毒转导技术的安全性仍然令人担忧。高效、非病毒的方法可以灵活地解决这些问题。

携带慢病毒和电穿孔的替代技术的一个潜在例子是Kytopen的流量技术。通过使用连续的流体流动和电场,制造商可以以比传统电穿孔不那么有害的方式转染细胞。此外,该技术是非病毒,减轻了传统病毒方法的制造问题。如果针对汽车T疗法进行了优化,这将提供可行的替代方案,用于缩放用于汽车疗法的制造。

在整个CAR-T制造过程中需要改进,以满足对疗法的未来需求。通过对细胞上游加工的改进进行改进,可以通过所需的能力的预期增加来了解该过程。

参考文献

1)Langer,E.S.等。,2021年18岁th回购RT与生物制药制造能力和生产调查, 18th年度版,Bioplan Associates,Rockville,MD,4月2021年,491页。

关于作者:

David Lin是Bioplan Associates技术研究高级总监。随着分子生物学的硕士学位,他拥有生物制药和制药生命科学研究的经验,包括多样化的科学和营销背景。专业从事内容创造和市场研究,他以前是Bioinformatics Inc.和Genscript。他可以在dlin@bioplanassociates.com,+1 301-921-5979,或www.bioplanassociates.com。