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突破产能瓶颈:高密度灌流技术助力NK细胞培养产业化进展

发布时间:2025-02-13浏览次数:

通用型细胞疗法(Allogeneic cell therapy)作为新一代生物治疗范式,通过同种异体细胞源的基因编辑及工程化改造,实现免疫原性消除和标准化制备,有效克服自体细胞疗法存在的制备周期冗长(通常4-6周)、批次间质量波动、以及高达30-50万美元的单次治疗成本等产业化瓶颈。其中,自然杀伤细胞(Natural Killer cells, NK cells)凭借其天然异体应用优势成为通用细胞治疗的首选载体。

01-通用型细胞疗法的新突破


自然杀伤细胞(NK cell)具有独特的应用优势

  • 固有免疫优势:无需HLA配型即可通过活化性受体(NKG2D、NCRs)直接识别并裂解肿瘤细胞,同时通过"missing-self"机制清除MHC-I缺失的恶性细胞

  • 安全性特征:不分泌促炎因子风暴相关细胞因子(如IL-6、TNF-α),降低细胞因子释放综合征(CRS)风险。

  • 多源制备体系:成熟的外周血单核细胞(PBMC)分离、脐带血(UCB)冻存库、iPSC定向分化及NK92细胞系等产业化路径

02-NK细胞扩增的工业化挑战

当前,NK细胞制备面临着如下的关键性技术壁垒:

  • 扩增效率瓶颈:传统静态培养(G-Rex系统)或袋式培养的细胞密度局限在1×10^6-5×10^6 cells/mL,总产量仅10^9-10^10级别

  • 工艺可放大性:自体疗法常用的半自动化系统难以满足异体治疗所需的10^11-10^12细胞量产需求

  • 功能维持困境:高密度培养下的代谢废物累积(如乳酸>20mM)导致CD16表达下调,ADCC效应衰减

03- CTF灌流技术平台的创新突破


艾力特生物科技开发的Biogenstar CTF(Cross Tangential Flow)动态灌流系统,通过多个核心技术模块实现工业化突破:

  • 低剪切力驱动系统 ,气压驱动流体控制(<1Pa剪切应力)线性流速调节(0.5-2 vessel vol/day),维持>95%活率及CD56+CD16+表型;

  • 模块化整合平台,可以兼容主流通用生物反应器;

  • 开放式过滤单元(0.2μm中空纤维柱) 实现培养基动态置换及代谢调控;;

  • 规模放大体系,可以实现 200mL-250L线性放大

04-产业化应用验证

在iPSC-NK细胞生产工艺中,Biogenstar CTF-GV7系统(5L工作体积)实现了工艺的突破:

  • 扩增期(D0-D5):初始密度0.8×10^6 cells/mL,K562 feeder细胞协同刺激

  • 灌流期(D5-D13) :灌流速率1-2VVD,细胞密度达2.0×10^7 cells/mL ,维持代谢稳态,总产量1×10^11 cells

通过CTF-GV7(即7L的搅拌式灌流反应器)进行iPSC来源的NK细胞的灌流培养,初始接种密度0.8M cells/mL,D2进行K562Feeder cell的添加,D5细胞密度达到3.5M开始1VVD的灌流,D13收获细胞,密度达到20M,同时,细胞活率高于95%。

工艺条件设置:

DO: 70%, pH: 7.2±0.2, Temp: 37°C, Agitation: 70rpm



对收获的NK细胞进行杀伤测试,结果显示高密度扩增下的NK细胞依然保持高效的杀伤能力。

随着FDA批准首个同种异体CAR-NK疗法(FT596)进入II期临床,通用型细胞治疗已进入产业化加速期。艾力特Biogenstar CTF灌流技术平台通过标准化、规模化生产,为通用型NK细胞疗法提供:

  • 降本增效:单批产能提升5-10倍以上!

  • 快速交付:患者无需漫长等待!

  • 质量稳定:严格工艺控制,批次一致性达国际标准!

艾力特Biogenstar CTF灌流技术平台,推动细胞治疗从"定制化医疗"向"可及性药品"的范式转变,助力通用细胞治疗的商业化发展。


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