2022年8月18日/医麦客新闻 eMedClub News/--近年来，全球范围内干细胞治疗技术和产业化快速发展，逐渐成为生命科学领域的重要方向之一，受到全球范围的广泛关注，干细胞的应用前景也在不断扩大。根据Grand View Research预测，到2028年全球干细胞市场规模预计将达到184亿美元，2021年到2028年的预计复合年增长率为8.8％，亚太地区将以9.0％的最快复合年增长率增长。
在良好的前景驱动下，干细胞已成为全球热门赛道，越来越多企业布局了这一赛道，但干细胞产品开发流程复杂，涉及工艺可放大，可重复性，以及合法合规等问题，尤其是干细胞的工艺开发部分，给不少企业的干细胞产品开发带来了一定阻碍。鉴于此，本文从干细胞工艺流程出发介绍干细胞工艺流程中的痛点，并从安全性和有效性分析工艺开发的策略。
干细胞生产的工艺流程
在不同类型的干细胞中，间充质干细胞（MSCs）因其独特的优势成为了治疗临床多种疾病的潜力股，诸多早期间充质干细胞临床试验已经证明了安全性和有效性，因此，下面以间充质干细胞为例讨论干细胞的生产工艺。MSCs产品的生产工艺是从供者体内获得组织细胞，直至成品细胞输入到患者体内的一系列操作过程。
有学者将细胞库建立前的过程归为上游工艺，包括供者细胞采集和早期小规模体外培养;而从细胞库复苏、大规模生物培养开始，包括细胞培养扩增、微载体分离(如采用生物反应器工艺)、纯化、浓缩、配制、细胞清洗、冷冻保存、批签发的生产过程被归为下游工艺。
随着生产工艺的改进，干细胞产品的生产效率已经得到了显著的提升，但仍然存在一些问题阻碍着干细胞制造工业的发展，例如干细胞的诱导效率、临床转化工艺探索、安全性问题（致瘤性、免疫原性和异质性）及研发成本高等。而工艺开发作为干细胞产品开发的重要基础则是解决这些问题的重要手段，但由于国内干细胞工业体系起步较晚，整个产业链体系完备程度和匹配程度较低，不少企业在工艺开发方面遇到了一些问题，鉴于此，下面从安全性和有效性方面讨论工艺开发的策略。
干细胞工艺开发
首先，GMP质量保证体系可确保MSC产品的生产和控制始终符合适用于临床使用的最先进的质量标准，临床级MSCs生产应遵循GMP指南，按照IND法规在保障药品质量的前提下进行生产。为符合GMP原则，制造商必须建立、实施和维护药品质量体系，监督所有生产活动，确保整个生产流程的规范性。
其次，MSCs 产品的制造依赖于训练有素且符合岗位要求的员工，中国 GMP 的期望是涉及生产和管理各个方面的员工将接受系统的教育、持续的培训和定期考核，而且负责人应具有具体职责并有充分的授权来履行职责。
第三，MSCs产品的生产环境和设施的空气洁净度水平应与产品和生产操作相适应，生产环境和设施不得对原材料、中间体和成品造成污染，相关内容包括：
➤MSCs产品的生产环境和设施应易于有效清洁和消毒；
➤MSCs产品的制造环境和设施必须持续监控；
➤MSCs产品的制造环境和设施的清洁、消毒、维护和监控操作必须定期验证和持续控制；
➤制造设备的设计、定位和维护应符合其预期目的和用途；
➤制造、测量、称重、记录和控制设备应通过适当的方法和合格的机构在规定的时间间隔内进行维护、校准和检查。
为了能够满足干细胞产品成药的个性化需求，艾贝泰Cell+100智能细胞制备系统（赛佳）作为一款符合GMP标准的全封闭、模块化、全参数控制的智能细胞制备系统，能够实现高精度的温度、气体（CO2、O2）浓度控制及压力控制，结合高效HEPA过滤系统、消毒系统、传递隔离系统，达到GMP-A级的洁净度和生物安全性要求，可按不同的细胞生产工艺流程进行定制，从而更好地符合GMP细胞制品生产要求。
材料是指用于制造MSCs产品的原料，制造材料直接关系到MSCs产品的质量。因此，材料管理必须建立在良好、规范的质量保证和评估体系之上。材料的来源、成分、用途、用量和质量控制应当明确、合理。在选择材料时，应考虑必要性、合理性和安全性，开展工艺去除效果验证和安全风险评估，必要时进行材料残留检测放行。此外，优先使用已被批准用于人类或符合药典标准的材料是非常重要的。
MSCs 产品的整个制造过程应符合《药品生产质量管理规范（GMP）》的基本原则和相关要求，在生产过程和质量控制中应特别注意人员、环境、设备等的要求。此外，MSCs 产品的制造应建立全过程或全生命周期质量保证和控制体系，生产过程应进行严格的工艺验证，并建立明确的关键控制点。还应采取有效的隔离措施，防止混淆来自不同供者或不同预期用途的产品。鉴于此，下面从产品制造以及产品测试和放行来具体阐述GMP车间的CMC。
1. MSCs产品制造
针对MSCs产品的制造，制造商必须进行工艺开发和验证，以证明制造工艺的可行性和稳健性，控制的每个工艺生产步骤以确保成品符合所有质量属性。工艺过程设计应该避免细胞发生非预期或不正常的变化，并满足消除相关杂质的要求。为了确保成品满足质量要求，制造商应继续优化制造工艺，减少物理、化学或生物效应对细胞特性的意外影响，并减少杂质。
除了消除杂质外，如果制造过程中存在不连续生产，则应制定并验证细胞的储存条件和持续时间。建议采用封闭或半封闭的制备工艺，例如，赛佳采用更好的过程控制方案和全封闭环境生产工艺，能够全天候监控温度、湿度和CO2等参数，保持培养和操作环境的一致性，保护细胞免受外部环境影响，保护操作者免受样品威胁，防止样品间交叉污染。
此外，为了确保制造过程中产品符合质量属性要求，建立技术标准、工艺标准操作规程、关键工艺控制参数、内控指标和废品标准来对整个制造过程进行监控是十分必要的，整个制造过程的监控应包括关键过程参数（CPP）的监控和过程控制指标的实现。制造商还应根据对整体工艺的了解和产品经验的积累，明确工艺控制中的关键制造步骤，制定敏感参数的有限范围，避免工艺漂移，必要时还可以对制造过程中的细胞进行质量控制。将过程中的质量控制和细胞放行检测相结合，从而实现对整个过程和产品质量的控制。针对产品的质量控制，赛佳采用更佳的质量控制方案，有利于PAT/QbD参数放行，易于细胞产品工艺改进和保证不同批次产品的质量稳定。
2．MSCs产品的测试和放行
MSCs 产品的质量研究应贯穿整个开发和规模化生产过程，于代表性产品批次和适当生产阶段样品中选择的样品中进行。质量研究应涵盖各种细胞分析，包括功能、纯度和安全性，可根据产品特性和属性添加其他相关研究项目。制造商应当为MSCs产品建立质量标准和质量控制策略，保证MSCs产品符合国家药监局批准的药品质量标准。为了确保MSCs产品符合药品质量标准，赛佳的设计充分结合《药品⽣产质量管理规范2010》和《GMP附录--细胞治疗产品》，可为干细胞产品的测试和放行提供优质解决方案。
此外，为了确保MSCs产品的质量，MSCs 产品的分析程序和方法必须经过系统地验证和确认，申请人应提交分析程序和方法以及验证的数据，以支持 MSCs 细胞库和 MSCs 产品的鉴别。为了达到预期目的，分析程序和方法的典型验证特性应考虑准确度、精度、特异性、耐用性等因素。
在全球范围内，干细胞治疗技术和干细胞产业正在迅速发展，许多国家出台了支持性政策，并且诸多公司的成熟产品已经陆续走向市场，加速了干细胞行业的发展。目前干细胞最令人关注的应用前景是用于重大慢性疾病、疑难杂症、和抗衰老以及组织修复。例如用胚胎干细胞治疗免疫系统疾病、神经系统疾病、心血管疾病、代谢系统疾病、造血系统疾病等。如何在这一赛道抢占先机则是对每家企业干细胞产品开发能力的考验，而工艺开发作为干细胞产品开发的重要基础则是每家干细胞企业需要考虑的重要问题。
参考资料：
1.PrincipalCriteriaforEvaluatingtheQuality,SafetyandEfficacyofhMSC-BasedProductsinClinicalPractice:CurrentApproachesandChallenges.
2.Pharmaceutics.2019Oct;11(11).pii:E552.doi:10.3390/pharmaceutics11110552.
3.https://stemcellsjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sctm.21-0083
4. Grand View Research
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