细胞与基因治疗作为新兴生物制药领域的热门方向，吸引了众多企业投身于研发、试验、生产及转化等环节。在这一领域，从备受关注的CAR-T疗法到曾获诺贝尔奖的诱导多能干细胞，再到再生医学领域的前沿技术，无不依赖于最基础的操作：细胞的获取与培养。然而，获取足够安全且高活性的目标细胞并非易事。随着细胞与基因治疗领域的飞速发展，研究者与生产企业对硬件设施的技术要求也在不断提升。

ISCT期刊Cytotherapy上发表了一篇题为“Advances in automated cell washing and concentration"的文章，对目前再生医学市场中细胞洗涤与浓缩步骤的制备生产过程进行了综述分析，并对未来的发展方向做出了推测。

再生医学与先进疗法的医药产品（ATMPs）包括基因治疗、细胞治疗和组织工程产品。随着越来越多的ATMPs准备或者已经进入市场，ATMP的受众也越来越广泛，其制造规模也随之增加，带来新的重大挑战。

为什么选择自动化封闭式细胞治疗处理系统？

在ATMP的制造过程中，减少液体体积和缓冲液交换都是必要的步骤。在该文献中，自动化的细胞洗涤浓缩过程是指，使用单个设备进行减少液体体积、交换缓冲液和交付最终产品的过程。ATMPs的特殊性在于，其最初的传统研发往往在实验室中小规模展开，其常规的制备操作不能满足市场转化的需求。对于较大规模、商业化的生产而言，自动化的封闭式细胞处理系统是细胞洗涤和浓缩的更优选择。

自动化封闭式细胞处理设备通过整合多步骤操作，显著降低了污染风险，同时优化了洁净室空间的利用效率，节约成本。其模块化设计允许根据生产需求进行定制，满足不同产品的特定要求。此外，设备配备直观的操作软件，减少了对操作人员的专业培训需求，降低了人工成本，提高了生产过程的便捷性和效率。

选择自动化封闭式细胞洗涤和浓缩设备时的考虑因素

目前市面上已经有多款自动化封闭式细胞治疗处理系统可供选择，但是各有优劣。同时，不同的细胞治疗产品也有着不同的需求，想要构建一个适合产品的自动化流程链，需要对产品的技术和设备的技术都有深入的了解。

▲ 选择设备时的一些参考因素（图源：文献）

1）从细胞来源角度而言：

自体细胞和同种异体细胞产品对生产加工设备的核心需求有所不同。

对自体细胞产品而言，设备的最小处理量和活细胞回收率的能力是重点考虑的因素。特别是在制备如CAR-T细胞产品时，细胞浓度需保持在40-300x10^6个细胞/mL，且需浓缩至体积小于10mL。部分产品还需要具有细胞分选功能的设备，例如Rotea设备可以在洗涤细胞的同时去除红细胞。

对同种异体细胞产品而言，最大处理量才是较重要的因素。因其起始材料体积可变范围大，从50mL到1000L不等。设备的处理速度和时间也是关键因素，影响细胞质量的剪切应力需谨慎控制。高密度细胞悬浮液可通过声学设备更高效地处理，而过滤设备则受最小输出量限制。

▲ 市面上部分封闭式细胞治疗处理系统的输入体积范围，标黄为可做细胞分选步骤的设备（图源：文献）

2）从设备角度而言：

可整合性是自动化封闭式细胞治疗处理系统的核心价值。洗涤和浓缩设备作为加工链的一部分，通过物理连接与其他设备集成，确保无菌连接尤为重要。使用包装袋的试剂可以简便连接，但其他形式的包装则需增加转移步骤，影响无菌操作的可靠性。

设备的占地面积和移动性也是关键，洁净室空间有限，可移动设备无需重新校准，提升便利性。软件集成同样重要，集中电子记录和控制系统实现自动化操作，替代手动记录，提供实时反馈。目前，软件集成主要限于同一制造商设备，跨设备的数据提取和整合仍需大量研发投入。

3）从流程设计角度而言：

工艺开发的目标是创建一种稳健、可重复且可扩展的工艺，以满足临床生产、产品质量和监管要求。稳定的洗涤和浓缩工艺应保持一致性，不受材料变化影响。

开发这种工艺需要确定和控制关键工艺参数，进行多变量分析。例如，基于离心的工艺需优化流量速度、离心速度和沉降时间，确保这些参数与产品质量的关系适合规模化生产。对于细胞一致性较低的自体细胞产品，可开发预测算法指导制造步骤，达到所需产品标准。

成本控制也是关键，除了设备投资，选择合适的设备以避免额外成本。

赛默飞：Gibco CTS Rotea逆流离心细胞处理系统

赛默飞依托其生命科学试剂和分析仪器平台底蕴，构建了封闭式、模块化和自动化的CTS细胞治疗端到端生产平台，Gibco™ CTS™ Rotea™ System是CTS细胞生产平台中关键的工艺设备。该系统由一台小巧的多功能主机、一次性使用无菌套件，以及直观、可视化、可定制程序的软件组成。它们共同构成了一个封闭式细胞处理系统，可以高效、灵活地进行细胞的分离、浓缩、洗涤、缓冲液置换和冻存，旨在帮助细胞治疗产品从实验室研发环节转化到临床试验、乃至商业化生产中。

·       该系统使用逆流离心技术，细胞输入口设置在离心室内

·       可连续处理范围广泛的输入体积，输出体积可低至5mL，高浓度的输出产物中仅包含极少量缓冲液或溶液残留，适用于电转，局部注射样本制备，自体细胞产品的商业化生产

·       能够清洗和浓缩小于50ml的细胞样品，处理时间小于15min，且能够维持细胞活率高达100%。这是一款从临床前研究过渡到商业化生产都可使用的逆流离心的设备

·       在细胞的处理过程中还可以同步去除红细胞等干扰，减少操作步骤

·       无需Ficoll或ACK，即可实现去除粒细胞（影响T增殖）和降低单核细胞占比

·       温和的流化床可实现低剪切力处理，能够在保持细胞活性和高速度的同时实现超过95%的细胞回收率

·       Rotea系统还配有摄像头，提供实时的可视化信息，便于用户随时观察和调整，便于工艺优化流程

·       通过可定制的自动化程序软件，该系统可以进行模块化的改装，按照需求定制生产的流程

Gibco™ CTS™ Rotea™ System不但能够与赛默飞其他设备如Xenon电转仪，DynaCellect磁性分离系统等组合成封闭式自动化细胞生产平台，而且也能与市面上的其他工艺设备比如细胞工厂， G-Rex培养瓶实现工艺衔接。赛默飞也在CTS细胞生产平台基础上开发一种数字化软件解决方案，以提供与DeltaV平台（DeltaV是一个在生物生产和制药行业广泛使用的自动化系统）的直接连接，实现全自动过程管理和细胞工艺数据完整性与追溯性。

CTS Rotea可实现PBMC分离、单核和淋巴细胞的分离、灵活体积的细胞清洗浓缩（例如T细胞）、溶液置换、洗脱残留物等应用，与手动处理方式相比，展现出了自动化处理方式的优势。

此外，赛默飞基于CTS Rotea和CTS Xenon构建了封闭式整合平台，并实现了CAR T细胞的高效生产。基于CTS 仪器的模块化特性，加上其数字化和物理整合能力，可灵活配置满足多样化生产需求。扫描下方二维码获取“采用封闭式集成式仪器工作流程，高效生产 CAR T 细胞"原文。

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