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渗透压监测在细胞&基因治疗中应用的8种基本逻辑（上）
基因疗法和细胞疗法具有彻底改变不治之症的潜力，且发展趋势令人鼓舞。到目前为止已经获的FDA批准的细胞和基因疗法已多达22个【1】。但要使这些新型药物/疗法能够用于更广泛的患者群体，仍存在诸多挑战，如下游病毒载体的回收率【2】，生产能力、产量和供应链。改进和成功的关键是实施高质量的工艺设计和工艺参数，以确保稳定性和可重复性。 渗透压是一种溶质浓度的测量方法，反映了溶液中总粒子/溶质浓度，在生物制药中一直被认为是一种关键的测量方法[3,4]， 且渗透压几乎不受温度和压力变化的影响，是生物工艺监测的理想参数。 这里将概述渗透压监测在 CGT中应用的8种基本逻辑 ✦✦ 培养基的质控： 在进行细胞培养之前必须控制细胞培养基的渗透压，对细胞生长和病毒载体的生产进行优化和维持，以确保最终产品的产量。 ✦✦ 培养扩增和监测： 细胞培养过程中培养基的消耗和细胞代谢物会产生一个动态的渗透压变化，不同的培养和补料策略，以及使用特定气体水平的pH控制策略，将不同程度地影响渗透压。渗透压还是乳酸生成和培养添加的一个关键指标，最终影响细胞培养中的糖基化。 ✦✦ 转染效率与渗透冲击： 许多理论认为渗透压在维持PEI:DNA复合物的稳定性中起着重要作用。有证据表明，渗透压是多种系统中影响转染效率的主要因素。因此，确立严格的渗透压范围的上游工艺控制能够确保最佳滴度和最终收率。 ✦✦ 病毒载体的生产与稳定性： 有证据表明病毒载体的稳定性，特别是包膜病毒载体，其稳定性在较高的介质渗透压[5]下有所提高。而逆转录病毒的稳定性在很大程度上依赖于渗透压。 培养基和缓冲液的渗透压应被考虑作为病毒载体生产和稳定性的影响因素之一。 ✦✦ 缓冲液质量控制与纯化工艺步骤： 渗透压与pH、电导率可以共同作为下游缓冲液的表征方法。 在缓冲液QC以及纯化过程中应将渗透压作为工艺参数。 最近发表的一篇文章将渗透压与UV吸光度结合[6]，用于预测纯化过程中蛋白质浓度，可作为需要耗费大量时间和复杂运算的现有方法的可替代方法。 可及早鉴别杂质，节省操作成本并提高最终产品收率。 ✦ 更多内容，请看下回分解 ✦ 总 结 细胞和基因治疗的成功在很大程度上取决于其过程控制的可重复性和/或放大。 随着该领域的成熟，对细胞和基因治疗稳健工艺控制策略需求将急剧增加，需要确定可靠和准确的参数，而渗透压测试能够完美契合这些要求。该参数有助于获取最佳产量，纯度和稳定性的产品，并支持在任何先进疗法实验室的实施。 参考文献 1.Medicine, A.f.R. ARM Annual Report & Sector Year in Review: 2019. Advancing Gene, Cell, & Tissue-Based Therapies 2020 [cited 2020 Mar 15]. 2.Forsberg, N.e.a. Key Considerations in Gene Therapy Manufacturing for Commercialization. 2018. 3.Osmolality and Osmolarity. 2017, US Pharmacopeia. 4.Osmolality. European Pharmacopeia. 5.Coroadinha, A.S., et al., Effect of osmotic pressure on the production of retroviral vectors: Enhancement in vector stability. Biotechnol Bioeng, 2006. 94(2): p. 322-9. 6.Felfodi, E., et al., Osmolality is a predictor for model-based real time monitoring of concentration in protein chromatography. Journal of Chem Tech & Biotech, 2019. 长按或扫描上方二维码关注我们 Advanced Instruments成立于1955年，总部位于美国马萨诸塞州诺伍德，60 多年来一直致力于帮助生物制药，临床及食品饮料行业客户提升测试结果的质量，实现可信赖的实验结果，并不断提高企业的生产效率。 安达望（上海）科技有限公司是Advanced Instruments在中国依法成立的全资子公司。
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