讨论潮式生物反应器对贴壁细胞培养的线性放大性

背景介绍

十年前一次性生物反应器首次引入商业生产后，生物制备工艺业已将其归纳为cGMP标准。现有的搅拌式反应器只能支持悬浮细胞培养，而VaccixCell的TideMotion®潮汐式生物反应器CelCradleTM（500ml）和TideCell®(2升-500升)，是目前市面上仅有的少数可用于大规模培养贴壁型细胞的生物反应器。

CAR-T免疫细胞治疗是最新的癌症免疫疗法之一。其治疗法经已获得美国FDA的批准，并在白血病、淋巴瘤等癌症治疗中取得了满意疗效而广受重视。此技术的需求近日迅速增加，许多企业正积极推进其研究结果以满足临床阶段对大规模CAR-T生产的需求。然而细胞制备工艺最常见的挑战仍停留在如何实现生产工艺的放大。其中，反应器的高径比，剪切力（通气方式、桨叶设计），氧传质系数Kla（与搅拌系统、通气方式、气体流量）等非线性因素需要根据反应器规模的大小重新调整，从而增加了人力，耗材与时间的成本。但是，TideMotion®潮式生物反应器可实现如上非线性因素的线性化，克服这些复杂及严峻的挑战，减少工艺开发、优化与验证所需的时间。

本白皮书以第3代重组慢病毒包装系统转染进入HEK-293T贴壁细胞来实现慢病毒的扩增为例，讨论TideMotion®潮式生物反应器对贴壁细胞培养的线性放大性。

细胞，培养基和其他材料

1. 种子制备：高效的单步细胞扩增工艺

高密度细胞可直接作为种子接种于小型的潮式反应器（CelCradleTM）。待细胞密度在CelCradleTM生长至最高密度时，直接将细胞消化下来作为TideCell®接种种子(图2（a）)。与传统的递增式滚瓶细胞扩增策略相比 (图2（b）)，这种单步细胞扩增策略可有效地减少生物制备工艺中所需的人力物力，以及厂房面积和时间需求。

2. 小试规模的CelCradleTM和生产规模的TideCell®细胞扩增线性放大的对比试验

步骤如下：在HEK-293T细胞接种后的第2天，将4个慢病毒质粒转染到该细胞以诱导慢病毒载体的生产。转染过后，每24小时可收集含有病毒的细胞培养液，共收集三次（图2）。

3. 分析病毒滴度单位（TU）采用绿色荧光蛋白(GFP)基因标记，再使用流式细胞仪(FACS)分析。测试表明，CelCradleTM-500A优化过的制成方案，放到TideCell®量产，出现明显的线性放大性（详见表1）

4. TideMotion®潮汐式生物反应器细胞总产量与成本比率最高

与其他培养平台比较，TideMotion® 潮汐式生物反应器显著的降低了慢病毒颗粒制备的成本和一次性材料的消耗。

总结

TideMotion®潮汐式生物反应器是少数几种可满足贴壁细胞大规模培养的一次性生物反应器。使用此新型高效细胞扩增法，仅需一步就可将细胞制备放大。TideMotion®ZL潮汐式生物反应器具有高速率溶氧传质和低剪切作用的培养环境，可确保高密度细胞扩增和生物制品的高生产率。使用者可从TideMotion®潮汐式生物反应器平台轻松收集高密度细胞，病毒或分泌性生物制品。最重要的是，我们的系统具有线性可放大性，从一个规模直接转换为另一个规模，缩短工艺优化步骤，节省宝贵的时间和精力