細胞治療的定義
細胞治療是指利用某些具有特定功能的細胞的特性,采用生物工程方法獲取和通過體外擴增、特殊培養(yǎng)等處理后,使這些細胞具有增強免疫、殺死病原體和腫瘤細胞、促進組織器官再生和機體康復(fù)等治療功效,從而達到治療疾病的目的。
體外處理包括但不限于分離、純化、培養(yǎng)、擴增、活化、細胞(系)的建立、凍存復(fù)蘇等。
細胞治療已有百年歷史。首次細胞治療概念可以追溯到1493年至1541年,由菲律賓學(xué)者Auredus Paracelsus提出。1912年德國醫(yī)生將細胞治療第一次用于治療“小兒胸腺機能減退和甲狀腺機能低下”。1930年瑞士的代保羅·尼漢斯(Daul Niehans,1882-1971年)成為細胞治療皮膚年輕化的著名醫(yī)師,被譽為“細胞治療之父”。
相較于其他療法,細胞治療有不少顯著的優(yōu)勢,使得其成為未來具潛力的研究方向。
⇒ 治療效果相對長久。細胞治療采用的是植入活細胞的方式,不會被身體代謝系統(tǒng)所分解。細胞植入體內(nèi)能夠快速歸巢至機體損傷部位,取代原有損傷細胞或是分泌細胞因子及其他活性物質(zhì),改善損傷部位的免疫微環(huán)境,實現(xiàn)對病癥的根本性治療。
⇒ 副作用較小。目前細胞治療中最常使用的免疫細胞和干細胞,都具有較低的免疫原性,在進行移植后,不會產(chǎn)生嚴(yán)重的排異反應(yīng)。且其只在特定的環(huán)境中激活,發(fā)揮相應(yīng)功能,與傳統(tǒng)藥物治療相比,副作用較小
⇒ 可選擇性更多。細胞治療時既可以利用自體細胞,也可以利用同種異基因的細胞,具有更多的可選擇性。
細胞治療分類
細胞治療可分為免疫細胞治療、干細胞治療,以及其他體細胞治療。

免疫細胞治療是指利用人體自身或供者來源的免疫細胞,經(jīng)過體外培養(yǎng)擴增或活化,再回輸?shù)交颊唧w內(nèi),激發(fā)或增強機體的免疫功能,從而清除腫瘤細胞、病原體或病毒感染等異常細胞的治療方法。
目前臨床應(yīng)用比較多的細胞治療有:工程化T細胞受體修飾的T細胞(T-cell receptor-engineered T cells, TCR-T)、細胞因子誘導(dǎo)的殺傷細胞(cytokine induced killer cells, CIK)、自然殺傷細胞(natural killer cells, NK)、腫瘤浸潤性淋巴細胞(tumor infiltrating lymphocyte, TIL)、嵌合抗原受體T細胞(chimeric antigen receptor modified T cells, CAR-T)等。
過繼性免疫細胞治療(adoptive cellular immunotherapy, ACI),包括特異性和非特異性ACI。
嵌合抗原受體(CAR)和工程化T細胞受體(TCR)是近年來主要的過繼性T細胞免疫療法。
1 CAR-T細胞療法
作用機制
CAR-T細胞免疫療法的原理是利用病人自身的免疫細胞實現(xiàn)對癌細胞的清除。CAR-T細胞療法的主要目的是加強免疫系統(tǒng)內(nèi)在的抗癌能力,它從患者血液中提取T細胞,并在體外對這些細胞進行基因改造,給它們裝上識別癌細胞表面抗原的“嵌合抗原受體”(CAR)。
經(jīng)過改造之后的T細胞在體外進行大量擴增,再回輸患者體內(nèi),當(dāng)CAR T細胞在患者體內(nèi)存活后,將繼續(xù)繁殖,最終實現(xiàn)對癌細胞的攻擊。

(CAR-T細胞免疫療法流程圖)
不受主要組織相容性復(fù)合體(MHC)限制,能夠識別腫瘤抗原,并通過共刺激分子信號增強T細胞免疫的殺傷性,從而克服由于腫瘤細胞下調(diào)MHC表達或抑制共刺激分子分泌而造成的免疫逃逸。形成記憶T細胞,提供抗腫瘤的長效機制,有效延長了患者的生存期,甚至達到治愈。
特點
不受主要組織相容性復(fù)合體(MHC)限制,能夠識別腫瘤抗原,并通過共刺激分子信號增強T細胞免疫的殺傷性,從而克服由于腫瘤細胞下調(diào)MHC表達或抑制共刺激分子分泌而造成的免疫逃逸。形成記憶T細胞,提供抗腫瘤的長效機制,有效延長了患者的生存期,甚至達到治愈。
CAR-T細胞生產(chǎn)過程包括
最初分離和富集T細胞、T細胞活化、使用病毒或非病毒載體系統(tǒng)進行CAR基因轉(zhuǎn)移、體外CAR-T細胞擴增,以及最后的末端工藝和冷凍保存。

CAR-T細胞生產(chǎn)主要流程
2 TCR-T細胞治療
作用機制
TCR-T細胞療法是通過修飾患者自 身的 T 淋巴細胞,再將它們注射回患者體內(nèi)殺死腫瘤細胞,TCR-T 是 由 TCR α 和 TCR β2 個 結(jié) 構(gòu) 域 組成的異源二聚體蛋白,通過特異性 MHC 分子明確識別腫瘤細胞中蛋白的組裝、修飾和加工,從而激活細胞毒作用并釋放細胞因子特異性地殺傷腫瘤細胞。

(TCR-T細胞免疫療法流程圖)
特點
TCR-T所使用的抗原可以為精挑細選的腫瘤特異性抗原,不受是否表達在細胞表面的限制,具有很好的靶向性, TCR-T容易向?qū)嶓w瘤內(nèi)部滲透,治療效果佳。

TCR-T細胞生產(chǎn)主要流程
綜合來看,CAR-T和TCR-T細胞療法均需要進行細胞大量擴增
百林科提供的CytoLinX® WB 系列一次性波浪式生物反應(yīng)器可以適配T細胞的培養(yǎng)擴增過程,為T細胞擴增提供良好的運行條件。
百林科CytoLinX® WB 系列一次性波浪式生物反應(yīng)器的培養(yǎng)體積范圍靈活、操作簡單、控制精密可靠、易于工藝放大,適用于各種類型的細胞培養(yǎng),可廣泛用于科研、研發(fā)、生產(chǎn)中的種子培養(yǎng),及新型療法如細胞治療等領(lǐng)域。

CytoLinX® WB 系列一次性波浪式生物反應(yīng)器
♦ 這款設(shè)備具備以下優(yōu)勢 ♦
精準(zhǔn)控制
通過精準(zhǔn)的檢測及反饋調(diào)節(jié)功能,進行準(zhǔn)確的溫度、轉(zhuǎn)速、PH、DO等參數(shù)控制,并且可以實現(xiàn)細胞培養(yǎng)過程的全方位監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集,更適合HEK293細胞培養(yǎng)。
低剪切力
輕柔的波浪式搖擺,將對細胞的剪切力降低,減少對細胞造成的損傷。
托盤可切換
設(shè)備托盤可方便置換 10L,20L,50L 培養(yǎng)袋,無需拆擰螺絲,簡單快速完成培養(yǎng)袋安裝操作。
灌流功能
支持灌流功能,泵流速具有自動校準(zhǔn)功能,實現(xiàn)精準(zhǔn)補料及收獲。
密閉系統(tǒng)
減少外源性污染的風(fēng)險。
一次性無菌耗材
采用預(yù)先輻照滅菌的細胞培養(yǎng)袋,杜絕污染風(fēng)險,有效避免反應(yīng)器的清洗和驗證,縮短工藝開發(fā)和生產(chǎn)周期。
采用預(yù)先輻照滅菌的細胞培養(yǎng)袋,杜絕污染風(fēng)險,有效避免反應(yīng)器的清洗和驗證,縮短工藝開發(fā)和生產(chǎn)周期。

♦ T細胞培養(yǎng)案例分享 ♦
T細胞培養(yǎng)工藝路線為:細胞復(fù)蘇擴增→接種至WB反應(yīng)器進行培養(yǎng)。每日取樣檢測細胞活率和密度,根據(jù)細胞狀態(tài)執(zhí)行補料。

細胞生長曲線

結(jié)論
使用CytoLinX® WB 系列一次性波浪式生物反應(yīng)器灌流培養(yǎng)T細胞,培養(yǎng)7天后,細胞密度最高達至20*106 cells/ml,細胞培養(yǎng)生長趨勢與歷史批次趨勢一致,結(jié)果符合預(yù)期。

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