从源头上获得正确的细胞治疗
细胞和基因疗法 (CGT) 中使用的材料来自人类捐赠者,这带来了使制造过程复杂化的可变性。为了确保产品安全性和功效的一致性,解决捐赠者可变性问题并在 CGT 生产的每个步骤中优化制造过程至关重要。而这一切都始于细胞采集之前。
尽管 CGT 行业发展迅速,但它尚未在细胞采集和供体筛查等领域形成强有力的、基于证据的标准。部分原因是,除了已经获批的材料(如嵌合抗原受体 (CAR)-T 和胰岛细胞)以及成簇规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 和病毒载体等支持平台外,还有许多新技术正在开发中。更复杂的是,供体资格规定因国家而异,自体疗法和同种异体疗法的要求也存在分歧 ( 1 )。
结果是,开发商(尤其是在早期阶段)可能难以确定其起始材料的质量,这导致他们制定了狭隘的标准,增加了时间和成本,使他们无法做好招募捐献者的准备。通过更好地了解血液中心如何筛选捐献者以及收集和测试细胞,公司可以优化起始材料并加速其临床应用。
自动血液分离技术能够高效分离血液来源的起始材料,用于高级疗法,但这仍然是一个耗时的过程,并且有许多变量会影响最终的白蛋白产品。该技术涉及
• 从捐献者体内抽取一定量的血液
• 将采集的血液通过含有抗凝剂的封闭系统
• 通过离心和/或过滤分离成分
• 在白细胞介素中收集目标成分
• 将血液返回给捐献者。
在规划供体筛选时,开发人员必须了解其起始材料需求,包括生物和社会筛选标准、首选的血液分离终点、目标细胞类型和所需体积、计划使用的材料以及首选的运输条件。也许最重要的区别是自体疗法和同种异体疗法,这两种疗法的血液分离过程有很大不同。
从许多方面来看,自体产品比同种异体产品更易于从患者血液
分离术中获取最大收益。尽管两种流程中都以相同的方式进行基线传染病筛查,但所得数据的使用方式不同。由于患者在自体治疗中接受的是自己的改良细胞,因此某些传染性病原体的存在并不妨碍这些细胞的使用。相反,在制造后会比较起始材料和最终产品的测试结果,以确保该过程没有受到污染。
患者的血液分离体验会因开发人员的规格而异。在某些情况下,血液收集在达到所需细胞类型的目标计数后结束,该目标计数通常是临床级良好生产规范 (GMP) 材料的最高计数。在其他情况下,血液中心可能会使用不同的程序,例如限制患者进行血液分离的时间或对一定血量使用预定数量的过滤。对捐献前白细胞计数和总血量进行测试有助于血液中心确定收集需要多长时间。
Leukopaks 可在现场筛选出特定细胞。根据开发人员的需求,收集范围可以足够广泛以包括所有外周血单核细胞 (PBMC),也可以足够狭窄以仅包括表达特定标记物(例如 CD4 或 CD8)的 T 细胞亚群。
血液分离过程需要几个小时。在进行血液分离之前,血液中心会检测患者的 CD34+ 细胞计数或进行全血细胞计数和分类计数 (CBCD),以评估患者是否准备好进行血液分离,并估计达到预期目标所需的血液量。在血液分离过程中,血液中心会从白细胞分离器本身进行细胞计数,以计算达到目标所需的时间。血液分离技术人员必须监控开始和结束时间,以免延长血液分离过程,因为这可能会给患者和血液收集过程带来风险。如果收集的血液未达到目标数量,患者可能需要返回进行额外的血液分离。
一旦达到开发人员的目标,血液分离站就会使用流式细胞术或 CBCD 等技术对成品进行检测。CBCD 的结果可以帮助确定细胞数量并评估细胞类型比例。目标是确保收集到的目标细胞中含有最少的污染细胞(如红细胞和粒细胞)。在运输或加工之前,还会进行额外的质量控制 (QC) 测试,例如细胞活力或无菌性测试,以捕获白细胞包中的活细胞百分比。
白细胞包囊可在制造前以新鲜或冷冻形式运送。从采集地到制造地的距离、运输物流和开发商协议决定了是否可以支持新鲜运送。新鲜白细胞包囊在采集当天运送,通常在收到后立即处理。或者,白细胞包囊可在制造前冷冻,冷冻保存可在采集地或单独地点进行。
如果白细胞包囊不是新鲜制造的,则应在采集后 4 至 6 小时内冷冻。在将白细胞包囊放入可控速冻机中冷却之前,应添加二甲基亚砜 (DMSO) 等冷冻保护剂,以最大程度地减少细胞死亡。然后,将产品装在带有数据记录器的温控容器中运输,以便工人在整个运输过程中监测温度。
同种异体适应性
同种异体血液分离术的不同之处在于,该过程中使用的血液来自健康捐献者,这大大降低了患者血液材料中观察到的一些变异性,这些患者可能处于疾病晚期。但对于同种异体疗法,开发人员正在尝试了解供体基线状况与成品质量之间的联系。因此,筛选标准是建立在假设基础上的,尤其是关于供体年龄和生活方式的假设。
同种异体白细胞分离产品始于 CBCD。与自体产品不同,几乎所有同种异体白细胞包都经过冷冻保存,然后运送到制造厂,在那里它们可以加工成用于治疗 100 名或更多患者的材料,并提供尽可能多的治疗剂量。但是,尽管健康的捐献者可以在白细胞分离椅上待更长时间而不会出现健康问题,但同种异体疗法也有其自身的并发症。
当异基因疗法计划在多个司法管辖区使用时,供体筛选需要符合每个地区的法规。例如,日本监管机构要求供体必须进行爱泼斯坦-巴尔病毒 (EBV) 检测,但全球 90% 的人口都曾接触过该病原体,这给招募工作带来了复杂性 ( 2-4 )。在东京设有分支机构的试验可能需要在其整个临床网络中应用此类要求。不同国家通常对产品汇集有不同的规定,这种情况可能需要根据蛋白质标记物(如人类白细胞抗原 (HLA))的存在情况进行额外的检测和供体分类。
治疗开发人员经常寻求潜在捐献者中罕见的标准,而从潜在捐献者到收集白细胞的过程需要谨慎管理。这可能包括广泛的筛选和相关成本,因此研究人员必须在对特定捐献者特征的渴望与项目成功标准之间取得平衡——尤其是在考虑起始材料扩大规模的长期需求时。
另一个考虑因素是供体可回忆性。该领域对于决定某些供体细胞功效的一些因素仍不确定。开发人员可能希望招募能够为多次生产提供 PBMC 的“超级供体”。使用流式细胞术对目标细胞进行供体表征可以帮助识别能够提供特别适合治疗开发的起始材料的超级供体。一旦确定了这样的供体,开发人员就可以要求他们回来进行额外的收集。一个特征明确的供体登记处有助于有针对性地招募,但大规模的供体筛选可能是识别超级供体所必需的。
标准化和优化
一些行业趋势正在改变先进疗法开发商的需求,从而增加了制定收集标准以优化产品质量的紧迫性。自体疗法制造正在转向分散运营,这可能会改变白细胞包的收集后管理方式。随着越来越多的同种异体方法进入临床测试,亚型种类也在增加,这使得细胞选择过程变得更加重要。这些亚型包括 γδ T 细胞,它们缺乏免疫标记,必须从更庞大的 αβ T 细胞和自然杀伤 (NK) 细胞中干净地过滤掉,而这两者都具有相似的表型。
随着临床数据的涌入,治疗开发商可能会决定改进其筛选标准。血液中心通常是这一过程中不可或缺的合作伙伴。它们可以支持对捐献者进行额外的鉴定和检测,并评估新标准的实施情况。尽管精通协议,但一些血液中心也可以识别非最佳流程,并就如何改进其采集协议向公司提供建议。合适的合作伙伴首先要问正确的问题:提高捐献者年龄截止值是否会更容易找到合适的捐献者?现有数据是否支持诸如巨细胞病毒阴性状态标准等限制?如果时间要求严格,我们是否应该通过调整体重指数 (BMI) 截止值来扩大潜在人群?
精明的开发人员对自适应协议的兴趣日益浓厚,血液中心也能够根据其在血液分离方面的经验就特性提出建议。此类协议可能包括建立决策树以排除故障和内置应急措施。例如,开发人员可以在血液分离产品发生结块时引入替代流程,或者在最佳血液分离时间内引入其他方法来达到细胞计数目标。
大规模基因组和人口健康研究,尤其是美国国立卫生研究院 (NIH) 的“我们所有人”研究计划,可以提供广泛的见解并指导标准化工作。此类计划可以更好地阐明影响健康的因素,并且此类数据将来可用于将患者或捐赠者的输入与治疗结果联系起来。
这种关联性对于 CGT 领域完全成熟至关重要。血液分离为先进疗法的生产提供了基础起始材料。通过提高开发人员对安全性和有效性影响最大的因素的理解,在开发早期阶段进行流程优化将为未来的患者带来更好的结果。