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细胞疗法制造的封闭和无菌工艺

发布时间:2022-02-24 10:30:26 阅读:15372次 来源:“细胞疗法生产”中发表的系列文章中的一篇

  在过去的四年里,医学治疗的领域已经从小化合物扩展到包括由人类细胞组成或衍生的疗法。随着血癌细胞疗法的成功,细胞疗法市场迅速扩大,有可能为更广泛的适应症提供改变生活的疗法。细胞疗法制造商现在必须迎接独特的挑战,即以稳健且具有成本效益的方式生产复杂的生物疗法,同时防止其他生物制剂的潜在污染。尽管针对小型患者群体的这些疗法的开发是在研究实验室规模上使用手动、开放的流程进行的,但市场需求需要一致、稳健和可扩展的新型制造流程。

  在传统的基于单元的生产系统中,开放式工艺步骤很常见,并且可以以“一个产品,一个设施”的格式兼容。然而,针对患者的自体细胞疗法需要大量个体化的小批次,这些批次必须防止外部微生物污染以及来自其他患者的交叉污染。封闭系统的实施允许并行制造针对患者的疗法,同时使制造商能够有效地工作并减少污染和生产损失的机会。

  在本文中,我们确定了帮助研究人员成功地将细胞疗法从实验室转变为商业生产的关键策略。我们详细介绍了实施封闭系统的优势以及从传统生物工艺过渡时的一些关键障碍。

  什么是封闭系统?

  根据定义,封闭系统是指产品的制造与周围环境和操作者隔离的系统1。如果需要将气体或其他试剂添加到封闭系统中,则必须使用经过验证的终端或过滤器灭菌方法对其进行预灭菌,并且必须以不会将产品暴露于不受控制的环境的方式进行添加。

  没有环境暴露的真正封闭系统消除了污染物的风险,但细胞疗法生产中某些工艺步骤的性质目前可能无法以封闭系统的方式实现。因此,“功能封闭系统”允许用户以现实、合乎逻辑但安全的方式执行单元操作

  方式。在功能封闭的系统中,任何开放事件(例如介质交换)都在受控空间(例如生物安全柜)中进行,并且材料的处理方式应避免来自环境、操作员或其他试剂的污染。

  细胞治疗的封闭系统

  在“过程就是产品”的细胞疗法范式中,一个有效的过程也是一个安全的过程。一致的生产计划可避免批次失败并防止昂贵的调查以及工作空间的重新认证和广泛的环境测试。封闭系统的实施可以帮助开发人员提高效率,并且有许多技术可用于创建与细胞治疗过程兼容的系统。

  它为什么如此重要?

  一个封闭的系统,通过设计,提供物理屏障,以保护操作员在处理传染性病原体时,反之,保护工作免受微生物污染或其他患者样本交叉污染的风险。特别是对于大规模制造,封闭系统降低了与由于污染导致的批次失败或损失相关的风险和成本,但带来了制造空间灵活性的额外好处。封闭过程消除了外部环境,从而减少了对控制该环境的机制的需求,例如专用洁净室和生物安全柜 (BSC)。消除对洁净室的要求可以减少设施占地面积并更好地利用空间,所有这些都可以节省成本。

  封闭系统技术也可以与自动化平台相结合,这不仅可以通过减少操作员的可变性来提高产品的一致性,还可以提高制造效率,并可以减少细胞疗法中关键的静脉到静脉的时间。

  如何实现封闭系统?

  封闭系统的实施在流程效率和安全性方面提供了共同的好处,但在封闭系统流程的设计中没有“一刀切”的做法;成功的流程将考虑蜂窝产品的多样性以及设施布局和能力;因此,流程是高度定制的,需要开发。任何封闭系统的设计都始于对当前流程的详细分析,以确定适合封闭的关键单元操作。例如,如果制造过程中有一个步骤需要向产品中引入材料,则可以使用无菌管焊接或无菌连接器来替代 BSC 中的尖刺端口针或开放式浇注。

  封闭系统设计的另一个考虑因素是风险和成本之间的平衡。在一个过程中,某些步骤的污染风险可能比其他步骤低,或者由于预算或设施限制,关闭该步骤的机制可能还不实用。虽然最终目标是拥有一个完全集成和完整的封闭系统,但设计这样一个过程可能既费时又费钱。因此,评估可以确定单元操作的风险级别,如果污染风险较低,则可能不需要关闭该特定流程步骤。因此,系统关闭可以通过优先考虑高风险单元操作的逐步方式实现。

封闭系统集团正面

  一旦系统封闭设计和建成,就必须对其进行验证,以确保其准备就绪和维持无菌环境的能力。有许多资源可用于帮助验证封闭系统,但利用供应商的专业知识可能很有价值。定义封闭系统准备就绪的三个标准:生物负载水平、清洁度水平和环境隔离或完整性程度2. 可以通过直接和间接措施来满足这些标准。例如,测试封闭系统完整性的直接方法是进行生物负载测试,这是通过在封闭系统中运行细菌生长培养基(如 TSB(胰蛋白酶大豆肉汤),然后培养培养基以检测任何微生物生长来完成的。诸如核实消毒记录(正确的时间、温度和浓度)等间接措施也有助于确保封闭系统的完整性2。此外,封闭系统组件的供应商拥有适当的质量体系,包括适当的验证研究和合规性文件,可以进一步证明所使用的系统和材料适合使用。

  实施封闭系统的最后一个环节是设施内的人员。向封闭系统操作技术过渡的充分员工培训应确保操作员对新设备和程序感到满意。

  何时考虑封闭系统?

  在细胞治疗产品的生命周期内,研究和开发的成功变成了工艺开发的讨论,关注点转移到扩大规模或可能外包给合同制造商。这种转变为启动封闭系统设计提供了机会,也是康宁团队成员与开发人员及其选择的制造合作伙伴互动的共同点。在过程开发讨论中自然考虑规模也是封闭系统设计的一个关键方面。您选择的组件和操作应该可以跨制造阶段进行扩展,并且足够灵活以允许流程在不同类型的制造空间中运行。

  概括

  随着对细胞治疗产品的需求增加,可行的细胞治疗制造工艺必须具有可扩展性、一致性和成本效益。在细胞疗法制造中实施封闭系统需要初始投资,但可以提供短期和长期利益。从批次到批次,封闭系统带来更稳健和一致的制造,帮助制造商避免因批次故障而产生的巨额成本。在更大的范围内,封闭系统使制造商能够在更灵活的环境中工作,从而降低资本和运营成本。最终,细胞疗法制造中的封闭系统流程为改善患者获得改变生活的疗法提供了一种手段。


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