細胞療法是治療許多小分子藥物和生物製劑未能成功治療的疾病的一種前景看好的方式。截至 2023 年 12 月，已有 33 種細胞和基因療法獲得美國食品藥物管理局 (FDA) 批准1，數以千計的候選療法正在臨床開發中。2大量的投資持續支持這一領域的成長，預計到 2025 年將達到 56.503 億美元。3
比較異體和自體細胞療法的開發過程
用於異體細胞療法的細胞種類繁多，依據所選擇的培養平台（基於可用的技術和成本），製造過程並非模板化。與自體細胞製造過程相比，製造過程通常會以較大的規模進行，並且需要較複雜的操作。因此，有更嚴格的製造要求。
推進同種異體療法的新興生物科技公司的獨特需求
推進細胞和基因療法的公司包括成熟的全球性生物製藥公司和新興生物科技公司。在許多情況下，早期階段的組織會與合約開發製造機構 (CDMO) 合作，這是因為資金有限、設立和運作 GMP 設施的成本高昂，以及需要高水準的專業技術來運作 GMP 製造場所。
為了協助確保能順利且有效率地將技術轉移給 CDMO，新興生物科技公司應該注意以下所述的生物製程和無菌保證的相關考量。
異體細胞療法製造的生物製程考量
建立穩健的製程
最終，如果製程不穩健，可能會發生超出規格的事件。
製程與 GMP 套裝和條件的相容性
另一個重要的考慮因素是製程需要與 GMP 套裝條件相容。例如，應避免使用任何會增加 GMP 套間濕度的設備。含水設備容易滋生霉菌和真菌等微生物，增加最終產品的污染風險。可使用其他替代系統和設備，如乾浴和非加濕培養箱。但是，製造過程必須針對這些系統進行驗證。
取樣計劃
A 取樣計畫對製造過程而言至關重要。在異體細胞療法製造過程中，會在多處收集檢測用的樣本。
視可用性和複雜性而定，測試可在公司內部或外包進行，並應在技術轉移之前建立。除了考慮進行測試的地點外，還必須確定樣品的運送方式和時間，以確保樣品的完整性，這對最終的測試結果至關重要。此外，還必須確定收集方法，包括數量、使用的容器，最好是以封閉流程的方式收集。
媒體生產與管理
媒體和緩衝劑（在此統稱為媒質）是製造流程中的關鍵元件；因此，媒體生產規劃對於確保整個製造工作流程中的充足供應至關重要。與介質相關的一個重要考慮因素是，應在公司內部生產，還是將其外包給經過驗證的知名供應商。一般而言，這項決策會依據媒體的複雜性、製程量需求、運輸成本、需要媒體的頻率、儲存需求，以及保存期限/穩定性等因素來決定。此外，還需要測試培養基的生物負荷和內毒素，並考慮從測試到釋放所需的時間，以確保細胞生產製程有適用的培養基。
此外，還需要進行一系列的研究，以確保培養基配方的再現性，包括溶解度和保存期限/穩定性的判定。此外，還必須定義 pH 和滲透壓等培養基的規格。
異體細胞療法製造的無菌性保證考量
GMP 等級材料
無菌性保證也是 GMP 的重要部分，並在製程開發時開始，確保原料適合 GMP 製造。當需要向合約製造商進行技術轉移時，必須使用製藥或 IPEC 等級的材料，否則可能需要尋找和驗證適當的材料，延遲整體製造時間。在耗材方面，例如移液管和 single-use assemblies，它們必須符合嚴格的無菌保證等級 (SAL) 10-6。
試劑必須符合人類使用的標準、不受污染、不含誘發劑，而且如果可能的話，應為非動物來源。如果無法避免動物成分，則必須對這些成分進行風險評估，並根據風險評估結果實施適當的控制策略。支原體污染風險較高的試劑，例如胎牛血清，應使用 0.1 µm 過濾器進行三重過濾。
封閉式處理
由於最終的細胞治療產品無法進行終期消毒或無菌過濾，因此整個製程必須始終保持無菌，因此，封閉式處理是優先選擇，以將污染風險降至最低。無菌連接或焊接/密封可用於連接或斷開單元操作之間的獨立流體路徑，並維持製程路徑的無菌性，即使是在較低等級的環境中也是如此。
當無法避免開放式製程時，應盡量減少移動培養基或細胞等操作，因為每次額外的操作都會造成污染風險。例如，有些廠商提供冷凍袋來取代冷凍瓶，這些冷凍袋可以在細胞解凍後，以封閉式的方式，無菌地連接到細胞處理系統。同樣地，由於需要將生長因子從數個小瓶轉移至大容量培養基，因此多重開放式處理會增加污染風險。一個可行的解決方案是請您的生長因子供應商以定制的較大容量的培養基袋來提供這些培養基補充劑。
總體而言，應進行開放式製程污染的風險評估，並可透過下文所述的無菌製程模擬 (APS) 來測試製程的無菌性。
無菌過濾
當液體試劑需要進行無菌過濾時， 過濾器應進行使用前消毒後完整性測試 (PUPSIT)，或溶液最好進行雙重過濾。對於 PUPSIT，滅菌過濾器和組件在用於無菌過濾前必須進行完整性測試。在雙重過濾中，會使用兩個過濾器，而且必須對過濾器進行壓力監控，以確保過濾器之間的壓差不超標。在這兩種情況下，消毒前的過濾負荷必須小於每 100 mL 10 CFU。在製程中使用過濾器後，過濾器必須進行完整性測試，以確保過濾過程中不會影響過濾器的完整性。完整性測試也適用於通風過濾器和無菌空氣過濾器。
可萃取和可浸出物（E&L）
產品接觸部分可能存在的 E&L 需要評估原料與細胞之間特定交互作用的風險。理想情況下，E&L應該是惰性的，不會影響電池的品質。當使用由添加劑或抗氧化劑組成的一次性使用元件時，應考慮以風險為基礎的方法。
微粒
微粒可能是潛在的健康風險，並可能存在於製程路徑中。這些微粒的潛在來源包括耗材，例如移液器、單次使用組件、介質袋和連接管。雖然製程路徑中的微粒無法避免，最終產品的無菌過濾也無法實現，但仍可採取一些步驟，將微粒在製程中的存在降至最低。這些步驟包括耗材使用前的目視檢查、在最後灌裝階段前加入孔徑介於 40 到 100 µm 之間的微粒過濾器，以及在最後灌裝後由受過訓練的操作人員對產品進行目視檢查。此外，還應進行沖洗研究，並建立顆粒庫，以整理製程中發現的顆粒。任何發現的微粒都應加以定性，以判斷它們是否為製程中固有的微粒，以及它們是否對病患有潛在的危害。
無菌製程模擬 (APS)
APS 是無菌保證的關鍵組成部分。由於細胞療法製造不允許最終細胞產品經過無菌過濾，因此必須在整個製程中維持無菌。其評估方式是使用胰酪大豆肉湯 (Tryptic soy broth)（一種支援微生物生長的培養基）模擬製程，以挑戰：
- ；製程的無菌性
- ；執行製程步驟的操作人員
- ；執行製程的環境<
首次執行 APS 時，必須連續成功執行三次；之後每六個月進行一次模擬。在大多數情況下，APS 由 CDMO 設計和執行，包括最複雜的無菌加工步驟。它必須包括 50% 的封閉製程和 100% 的開放製程。APS 是 GMP 製造的一項要求，應將其納入整體時間表和預算中。
案例研究：培養基製造
以下案例研究使用培養基製造來強調上述的生物製程和無菌保證考量。
從製程的角度來看，必須知道將要生產的培養基、所需的原物料和使用量，以及溶解性資料，包括在何種溫度和何種混合速度下，需要多久才能溶解培養基粉末。此外，還必須有計劃製備過量的介質（在本例中，製備了 200 L 的介質，過量的介質為 50 L），以作為安全庫存、測試之用，並計算在生產線上損失的介質。必須定義傳介質的規格，包括 pH 值和滲透率。對於無菌過濾，必須收集樣品進行過濾前的生物負荷測試。
裝滿十二個培養基袋；其中十袋滿足處理要求，一袋用作安全庫存，一袋用於過濾後的 QC 測試。還必須確定所生產的培養基的保質期和穩定性。
在無菌保證方面，製程中使用的所有材料都應適合 GMP 製造。單次使用組件的 E&L 不應對細胞造成有害影響，使用前應目視檢查材料和耗材是否有微粒。雙重無菌過濾配合控制措施使用，過濾前的生物負荷必須小於每 100 mL 10 CFU。最後，培養基填充程序將使用密閉式處理完成。如上所述，一袋培養基將用於生物負荷和內毒素的 QC 測試。在第一次培養基製作開始之前，APS 會在無菌邊界或無菌過濾後連續執行三次；在此時期之後，APS 會每六個月執行一次。由於使用的是密閉系統，APS 將模擬 50% 的培養基填充。
圖 1.製程需求 = 150 公升 (10 x 15 公升培養基袋)。培養基製作情境，強調製程、生產和無菌保證的關鍵考量。"P "表示壓力感測器。
參考資料
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