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淺談電轉染如何助力細胞治療降本增效

閱讀:981        發布時間:2023-6-25

近年來,細胞治療經歷了突飛猛進的發展,CAR-T療法因在血液腫瘤中展現出了優異的療效而成為國內外研究的熱點。目前全球已有8款獲準上市的CAR-T細胞藥物,其中其中FDA批準6款,中國國家食藥監總局(NMPA)批準2款CAR-T上市。截至目前,中國的CAR細胞療法的臨床研究數目為433項,美國為288項。隨著越來越多的細胞治療產品進入臨床研究和上市申請階段,越來越多患者開始了解并接受這類21世紀變革性的、創新的療法。


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▲ 已批準上市的CAR-T細胞療法(醫麥客整理)


然而目前CAR-T治療價格高昂,在歐美收費折合人民幣250萬元以上,在中國是120萬元以上,這樣的價格引發了廣大議論——為什么CAR-T那么貴?


CAR-T成本解析:工藝復雜要求高!

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創新藥物定價涉及的因素較多,特別是CAR-T細胞治療目前為個性化制備方案,有著復雜的制備工藝及質控流程。其次,價值基礎也是藥物定價的重要參考依據。盡管目前通用型CAR-T正熱,但是從已上市的產品來看,CAR-T仍具有極'強的特異性,千人千藥、按批次檢查,高昂的成本來自于工藝和生產的每一個環節。


從工藝角度來看,遵循《藥品生產質量管理規范》(GMP)是CAR-T細胞制劑制備的基本原則要求。但目前每個制造商在CAR設計、基因導入、細胞培養和細胞純化技術方面存在差異,CAR-T細胞產品尚無形成統一的技術標準。“工藝決定產品",個性化工藝的探索和創新造成相當一大部分的生產成本。


在CAR-T整個生產流程中,占用成本最多的是培養及轉導CAR-T所用的培養液、質粒、核酶、病毒載體等耗材,占總成本的約40-50%,其中所用病毒載體的GMP生產約占總成本的30%,然后是質控過程檢測CAR-T產品病毒殘留、無菌水平、細胞活力、CAR表達水平等所需的耗材與檢測費用,占用總生產成本的20-30%。


可見,對CAR-T生產成本影響最大的兩個因素是工藝和生產過程中的高值耗材病毒載體。短期來看,減少原材料廢品及廢料的技術與程序、通過國內供應品替代進口材料等方法,將幫助企業節省一部分的成本;長期來看,提升生產規模、降低基因轉導載體的成本、采用優化新工藝和技術以降低質控成本 將是降低CAR-T總成本的有效方式。


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資料來源:和元生物招股書,智銀資本整理



工藝優化降成本,需要電轉染!

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CAR-T作為一種“活藥物",與其它傳統藥物相比,其制備流程更為復雜,質量控制環節眾多。但工藝和設備的發展趨勢有理由讓我們相信CAR-T細胞治療的價格將會從高價逐步降低,最終在各方共同努力下讓患者能夠承受負擔:


1.隨著國內廠家的發展,技術得到快速完善和成熟,可以預見到國產生產設備、試劑與材料部分取代進口,CAR-T制備的成本將進一步降低。


2.目前已經有企業進行同種異體CAR-T的開發,從單對單批次實現單對多批次,在未來能夠克服通用型CAR-T治療產品的技術挑戰,大幅度降低成本。


3.此外,使用非病毒載體進行CAR-T制備也是當下CAR-T細胞治療的熱門研究方向,病毒載體生產這一環是CAR-T療法、甚至整個CGT產品生產過程中技術壁壘最高從而成本的環節之一。


病毒載體生產終末細胞的檢定,其目的在于評價病毒載體的生產工藝是否會引入外源病毒因子或激活內源性病毒因子而增加產品的風險。病毒載體轉染方式的質量控制主要質控項目包括外觀、可見異物、CAR 鑒別、pH、純度、病毒物理滴度和/或轉導滴度、無菌檢查、復制型病毒(RCR/RCL)、工藝相關雜質(如宿主細胞蛋白及DNA殘留、質粒DNA殘留、總DNA殘留、牛血清白蛋白殘留、核酸酶殘留等)及細菌內毒素等。針對一個特定的病毒載體,需根據病毒載體及其生產工藝的特點建立特定的質量控制檢測項目及要求,因此需要相對應的檢測手段與步驟。

1、RCR/RCL檢測的必要性

其中復制型病毒(RCR/RCL)是γ-逆轉錄病毒載體與慢病毒載體的一個安全性質量控制項目,因病毒載體設計的不同,產生復制型病毒的風險也會有不同,因此仍需要對病毒載體進行RCR/RCL的檢測,且病毒載體不得檢出RCR/RCL。為達到該項目有效的檢出,可能需要在純化后取較大的樣本量進行檢測,從而導致檢測成本的增高。

2、CAR-T細胞基因組檢測

基因組中,一方面顯示有T細胞進行了CAR基因修飾,一方面又是一個安全性指標,可能會因整合而帶來原癌基因的激活或抑癌基因的失活等造成二次腫瘤的風險,盡管現在載體的設計已經大大降低了整合的風險,但這種風險仍未消除,因此需要收獲CAR-T細胞懸液時對整合到細胞基因組中的病毒拷貝數進行檢測。

3、病毒載體工藝原材料殘留的質量檢測

此外,為評估載體純化工藝或CAR-T細胞制備工藝雜質去除能力,還需要在載體或CAR-T 細胞產品制備的最適工藝階段或終產品中進行殘留量檢測的控制并建立控制標準,如慢病毒工藝中使用的降解DNA的核酸酶Benzonase的殘留控制,牛血清白蛋白殘留量的檢測等。

因而,近年來以非病毒載體方式、以電轉染為主進行轉染(mRNA、轉座子/轉座子系統、CRISPR/Cas)逐漸獲得細胞治療主流業者的青睞。采用電轉染方式,既能保證細胞產品性能質量,又可以大大提高生產效率,同時可降低綜合成本的30%-40%,對企業、患者和國家是多方共贏的途徑。

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利用電轉染可有效簡化工藝,降低成本

全自動封閉式電轉染系統

賦能細胞療法突破生產瓶頸

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細胞療法的創新研發猶如一條漫漫長征,尤其需要兼顧處理速度和性價比的轉染系統,以穩定的效率與較高的細胞活性,實現高效的工藝開發。2022年底,壹達生物正式上市了國內'首'臺GMP級大規模連續流式電轉染系統X-Porator M1。使用該設備,細胞處于全封閉環境中,在連續流動的狀態下完成電轉染。
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X-Porator M1流式電轉系統

該設備能夠實現全流體電轉,軟件具備三級權限管理 、符合21CFR Part 11標準,能夠無縫地接合到細胞治療工作流程中,參數可調整,以覆蓋從工藝開發到臨床生產的全流程需求。目前,壹達M1單次可處理100ml、1010個細胞,在對常用免疫細胞的轉染效率上達到或部分超過病毒載體的轉染效率。

合理的設備及耗材也具有顯著的優勢,壹達M1使用全封閉GMP標準耗材,USP Class VI 醫療級材質,配備魯爾接頭和100ml硬質液瓶,在免疫細胞的工藝放大過程中具有很廣闊的前景。同時壹達M1通過了第三方6項生物安全驗證,有望幫助降低細胞治療的生產成本,縮短產品的上市周期。

細胞療法的熱度持續高漲,隨著在實體瘤領域難關的逐漸攻克、通用型CAR-T療法的研發、以及其他免疫細胞療法的開發,這一治療手段無疑擁有著非常廣闊的前景。壹達M1可望為下一代細胞治療提供一條增效降本的有效路徑,從研發-生產-申報全流程助力細胞治療商業化,造福癌癥患者。



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