IVIS视角丨IVIS 助力CAR-T实现“芯片级”细胞量

来源：瑞孚迪生命科学

作者：：周周

过继细胞疗法已经彻底改变了癌症免疫治疗的前景，特别是在血液恶性肿瘤的治疗中。美国食品和药物管理局已经批准了六种细胞治疗产品，用于复发或难治性b细胞淋巴瘤和白血病以及多发性骨髓瘤的三线治疗。尽管这些免疫疗法在临床取得了成功，但自体细胞疗法仍然面临三大瓶颈：

1周期漫长：

平均17-37天“静脉到静脉”周期，重症患者错失治疗窗口；

2产能受限：

目前已经商业化的生产系统如CliniMACS Prodigy （Miltenyi Biotec）和Cocoon（Octane Biotech, Lonza），占地面积大，超0.2m²/台，且单次仅处理1个患者样本；

成本高企：

病毒载体占生产成本60%，单个疗程费用达40万美元。

因此，具有工作体积小，占地面积小的微生物反应可以填补这方面的空白，实现更大的工艺强化。

在一项新的研究中，来自新加坡-麻省理工学院研究与技术联盟的研究人员开发了一种纸牌大小的的微型生物反应器，能高效生产临床所需的自体嵌合抗原受体（CAR）T细胞。相关研究结果发表在Nature Biomedical Engineering期刊上：

此微流控芯片高度集成化，可灵活运行四个独立的芯片“盒”通过气动控制器调节生长室气体的O2和CO2浓度，实现对工艺参数的实时监测和闭环控制（图1）。实验证实，仅2ml芯片可以提高产能400%，从淋巴瘤患者身上制备出超过6000万个CAR-T细胞，而健康供体的样本则能产出超过2亿个细胞。在整个过程T细胞激活→CAR转导→扩增实现全程封闭，将污染风险降低90%。生产处的CAR-T细胞与传统方法生产的细胞在效能上无异，但所需的空间和资源显著减少。

图1 CAR - T细胞在微生物反应器实物图。左：微生物反应器系统的图像，可以同步或单独运行多达四个独立的芯片（宽：41厘米×深：43厘米×高：36厘米）。右：无菌一次性耗材图，由微流控芯片（宽：5厘米×深：8厘米×高：1厘米）连接到瓶架组件（宽：10厘米×深：13厘米×高：18厘米）。

该微型生物反应器能在短短7到8天内完成T细胞的扩增，相比传统的12天培养周期，生产时间缩短了30%到40%，且最终的细胞数量相当。当然除了细胞量和生产时间，细胞的活性和质量更为关键。研究者采用IVIS活体成像的方法动态监测了微型芯片和传统培养板生产的CAR-T细胞在小鼠模型中的抗白血病功能。如下图所示，二者功能无异。

图2 在微型反应器上产生的患者来源的CAR - T细胞展示出体内抗白血病活性。

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