細(xì)胞工廠的介紹及其在疫苗產(chǎn)業(yè)、細(xì)胞與基因治療及干細(xì)胞領(lǐng)域的應(yīng)用
隨著科技的發(fā)展，細(xì)胞工廠越來越多的應(yīng)用于細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)中，相對(duì)于傳統(tǒng)的滾瓶培養(yǎng)，細(xì)胞工廠具有培養(yǎng)面積大、占用空間少、人工操作少、可結(jié)合自動(dòng)化設(shè)備等優(yōu)勢。
由于細(xì)胞工廠的培養(yǎng)特性，放大的最簡單方式就是增加細(xì)胞工廠的數(shù)量。當(dāng)細(xì)胞工廠數(shù)量增多時(shí)，我們就會(huì)遇到與使用細(xì)胞瓶培養(yǎng)時(shí)一樣的麻煩——多次的開蓋操作。隨著開蓋次數(shù)的增加，操作的時(shí)間會(huì)延長，污染的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)隨之增高。為了解決這個(gè)問題，就可以用到一個(gè)很簡單的方式，將細(xì)胞工廠從單個(gè)的單位組成一組，并且將開放的培養(yǎng)組件組合成一個(gè)密閉的系統(tǒng)。操作方法如下：
1.準(zhǔn)備定制傳液蓋、培養(yǎng)基、細(xì)胞工廠、連接管路。
2.將傳液蓋與培養(yǎng)基瓶、細(xì)胞工廠與連接管路在A級(jí)環(huán)境下連接。
3.將傳液蓋與連接管路通過快接口連接，組成封閉系統(tǒng)。
4.進(jìn)行傳液操作，傳液結(jié)束后，連接管路可以保留在細(xì)胞工廠上進(jìn)行培養(yǎng)，以及供下一步的換液與傳代操作使用。
經(jīng)過組合后的細(xì)胞工廠將形成一個(gè)密閉的系統(tǒng)，培養(yǎng)基不再經(jīng)過開放的環(huán)境，大大降低外界污染的風(fēng)險(xiǎn)，培養(yǎng)基瓶也可以通過定制的傳液蓋，在超凈臺(tái)中組裝后與管路系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)密閉的傳液。
細(xì)胞工廠是一種用于細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)的容器，在貼壁細(xì)胞培養(yǎng)中應(yīng)用比較多。它具有節(jié)省空間，減少污染等優(yōu)勢，在實(shí)際的應(yīng)用中，這種細(xì)胞培養(yǎng)容器在以下三個(gè)領(lǐng)域比較常見。
1.疫苗產(chǎn)業(yè)：作為一種重要的生物制品，疫苗研發(fā)與生產(chǎn)的復(fù)雜性不言而喻，如何實(shí)現(xiàn)疫苗經(jīng)濟(jì)、高效且安全的大規(guī)模生產(chǎn)，一直是業(yè)內(nèi)考慮的重點(diǎn)。雖然疫苗的技術(shù)路線有所差異，但大體的制備與生產(chǎn)流程是相似的，都需要經(jīng)過細(xì)胞或細(xì)菌的培養(yǎng)階段。起初我國疫苗大規(guī)模生產(chǎn)多借助細(xì)胞轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)技術(shù)，隨著技術(shù)的不斷革新，已經(jīng)逐步被細(xì)胞工廠所替代。目前，細(xì)胞工廠已廣泛應(yīng)用于新冠疫苗、口服脊髓灰質(zhì)炎滅活疫苗、凍干甲型肝炎減毒活疫苗、麻腮風(fēng)疫苗、口服輪狀病毒活疫苗、水痘疫苗等的工業(yè)化生產(chǎn)。
2.細(xì)胞與基因治療：在醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域，細(xì)胞與基因治療成為近些年衍生出來的新賽道。這種治療方式歸根到底是載體治療，如何將目的基因或者細(xì)胞安全有效地傳送到人體內(nèi)成為這一療法需要突破的重要瓶頸。一般來講，遺傳物質(zhì)不能直接插入人體的細(xì)胞或基因中，需要借助病毒作為載體，如腺病毒、腺相關(guān)病毒以及慢病毒。以研發(fā)為目的的小規(guī)模生產(chǎn)是采用生長在培養(yǎng)皿、培養(yǎng)瓶、細(xì)胞工廠的貼壁細(xì)胞。當(dāng)轉(zhuǎn)向臨床實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)需要大量的慢病毒載體，將生產(chǎn)工藝放大則顯得尤為重要，這個(gè)時(shí)候就需要用到多層細(xì)胞工廠。從便于操作性方面考慮，10層細(xì)胞工廠應(yīng)用較多。
3.干細(xì)胞領(lǐng)域：干細(xì)胞是一類具有無限的或者永生的自我更新能力的細(xì)胞、能夠產(chǎn)生至少一種類型的、高度分化的子代細(xì)胞，干細(xì)胞治療是目前再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。根據(jù)美國臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫clinicaltrials.gov顯示，目前全球與間充質(zhì)干細(xì)胞相關(guān)的臨床試驗(yàn)有1300多項(xiàng)，已獲批上市的干細(xì)胞新藥14款。截至2022年4月28日，國內(nèi)共有21家企業(yè)的26款獲準(zhǔn)默許進(jìn)入臨床試驗(yàn)(IND)。利用細(xì)胞工廠進(jìn)行間充質(zhì)干細(xì)胞、多功能干細(xì)胞的工藝放大，是干細(xì)胞研究中的重要步驟。
以上是細(xì)胞工廠應(yīng)用比較多的三個(gè)領(lǐng)域，借助配套的管路系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)液體的無菌轉(zhuǎn)移，大大降低染菌風(fēng)險(xiǎn)。這種培養(yǎng)方式已經(jīng)成為當(dāng)下主流的一種細(xì)胞培養(yǎng)模式。
由于細(xì)胞工廠的培養(yǎng)特性，放大的最簡單方式就是增加細(xì)胞工廠的數(shù)量。當(dāng)細(xì)胞工廠數(shù)量增多時(shí)，我們就會(huì)遇到與使用細(xì)胞瓶培養(yǎng)時(shí)一樣的麻煩——多次的開蓋操作。隨著開蓋次數(shù)的增加，操作的時(shí)間會(huì)延長，污染的風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)隨之增高。為了解決這個(gè)問題，就可以用到一個(gè)很簡單的方式，將細(xì)胞工廠從單個(gè)的單位組成一組，并且將開放的培養(yǎng)組件組合成一個(gè)密閉的系統(tǒng)。操作方法如下：
1.準(zhǔn)備定制傳液蓋、培養(yǎng)基、細(xì)胞工廠、連接管路。
2.將傳液蓋與培養(yǎng)基瓶、細(xì)胞工廠與連接管路在A級(jí)環(huán)境下連接。
3.將傳液蓋與連接管路通過快接口連接，組成封閉系統(tǒng)。
4.進(jìn)行傳液操作，傳液結(jié)束后，連接管路可以保留在細(xì)胞工廠上進(jìn)行培養(yǎng)，以及供下一步的換液與傳代操作使用。
經(jīng)過組合后的細(xì)胞工廠將形成一個(gè)密閉的系統(tǒng)，培養(yǎng)基不再經(jīng)過開放的環(huán)境，大大降低外界污染的風(fēng)險(xiǎn)，培養(yǎng)基瓶也可以通過定制的傳液蓋，在超凈臺(tái)中組裝后與管路系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)密閉的傳液。
細(xì)胞工廠是一種用于細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)的容器，在貼壁細(xì)胞培養(yǎng)中應(yīng)用比較多。它具有節(jié)省空間，減少污染等優(yōu)勢，在實(shí)際的應(yīng)用中，這種細(xì)胞培養(yǎng)容器在以下三個(gè)領(lǐng)域比較常見。
1.疫苗產(chǎn)業(yè)：作為一種重要的生物制品，疫苗研發(fā)與生產(chǎn)的復(fù)雜性不言而喻，如何實(shí)現(xiàn)疫苗經(jīng)濟(jì)、高效且安全的大規(guī)模生產(chǎn)，一直是業(yè)內(nèi)考慮的重點(diǎn)。雖然疫苗的技術(shù)路線有所差異，但大體的制備與生產(chǎn)流程是相似的，都需要經(jīng)過細(xì)胞或細(xì)菌的培養(yǎng)階段。起初我國疫苗大規(guī)模生產(chǎn)多借助細(xì)胞轉(zhuǎn)瓶培養(yǎng)技術(shù)，隨著技術(shù)的不斷革新，已經(jīng)逐步被細(xì)胞工廠所替代。目前，細(xì)胞工廠已廣泛應(yīng)用于新冠疫苗、口服脊髓灰質(zhì)炎滅活疫苗、凍干甲型肝炎減毒活疫苗、麻腮風(fēng)疫苗、口服輪狀病毒活疫苗、水痘疫苗等的工業(yè)化生產(chǎn)。
2.細(xì)胞與基因治療：在醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域，細(xì)胞與基因治療成為近些年衍生出來的新賽道。這種治療方式歸根到底是載體治療，如何將目的基因或者細(xì)胞安全有效地傳送到人體內(nèi)成為這一療法需要突破的重要瓶頸。一般來講，遺傳物質(zhì)不能直接插入人體的細(xì)胞或基因中，需要借助病毒作為載體，如腺病毒、腺相關(guān)病毒以及慢病毒。以研發(fā)為目的的小規(guī)模生產(chǎn)是采用生長在培養(yǎng)皿、培養(yǎng)瓶、細(xì)胞工廠的貼壁細(xì)胞。當(dāng)轉(zhuǎn)向臨床實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)需要大量的慢病毒載體，將生產(chǎn)工藝放大則顯得尤為重要，這個(gè)時(shí)候就需要用到多層細(xì)胞工廠。從便于操作性方面考慮，10層細(xì)胞工廠應(yīng)用較多。
3.干細(xì)胞領(lǐng)域：干細(xì)胞是一類具有無限的或者永生的自我更新能力的細(xì)胞、能夠產(chǎn)生至少一種類型的、高度分化的子代細(xì)胞，干細(xì)胞治療是目前再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。根據(jù)美國臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫clinicaltrials.gov顯示，目前全球與間充質(zhì)干細(xì)胞相關(guān)的臨床試驗(yàn)有1300多項(xiàng)，已獲批上市的干細(xì)胞新藥14款。截至2022年4月28日，國內(nèi)共有21家企業(yè)的26款獲準(zhǔn)默許進(jìn)入臨床試驗(yàn)(IND)。利用細(xì)胞工廠進(jìn)行間充質(zhì)干細(xì)胞、多功能干細(xì)胞的工藝放大，是干細(xì)胞研究中的重要步驟。
以上是細(xì)胞工廠應(yīng)用比較多的三個(gè)領(lǐng)域，借助配套的管路系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)液體的無菌轉(zhuǎn)移，大大降低染菌風(fēng)險(xiǎn)。這種培養(yǎng)方式已經(jīng)成為當(dāng)下主流的一種細(xì)胞培養(yǎng)模式。
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