友康生物
2024-07-05
公司热点上期文章我们谈到相比传统手工培养细胞，细胞自动化培养技术主要有三大优势：一是能够在一定程度上解放生产力、提升生产效率，把专业人才从繁琐重复的细胞培养工作中解放出来，专注于创新工作；二是能很大程度上避免各种原因导致的细胞污染问题；三是无需高度依赖于熟练操作人员，而是标准化操作流程，在一个实验室优化好的细胞培养方案可以被轻松复制到其他任何实验室直接运行，让细胞培养的结果更具稳定性。
自动化培养技术虽然优势巨大，但要真正将其在NK细胞的培养上实际应用，却困难重重，比如NK制备工艺的原因、试剂和耗材原因等，这些困难是如何影响NK细胞自动化培养进程的，在本期文章中我们将为大家详细介绍自动化培养技术在实际应用中的难点。
一、NK细胞制备工艺不固定
NK细胞自动化培养的难点之一在于NK细胞培养扩增工艺不固定，NK细胞来源多样、扩增方式多样，但是都各有优劣势，要摸索出一种成熟、安全、稳定的制备工艺有比较大的难度。
NK细胞疗法的技术流程概括起来主要包括三大环节：获得细胞、扩增生产、临床使用。目前NK主要来源于以下三类细胞，各自优劣如下：
1、从外周血或脐血中分离原代NK细胞
√优点：安全性高、杀伤活性强
×缺点：细胞纯度低且难以大量扩增、低温保存会影响细胞活性，给规模化生产带来较大挑战
2、NK细胞系(NK-92、NKG、NK-YS等)
√优点：不涉及分选纯化步骤、体外扩增得到的细胞群体一致性更好、其表面的杀伤抑制受体表达很低从而具有更优异的杀伤能力
×缺点：需要辐照处理、存在致瘤性以及体内存活时间极短
3、hESC和iPSC诱导定向分化
√优点：表型与原代NK细胞更为接近，生长能力强，有利于获得充足且同质的细胞，更容易满足临床应用要求
×缺点：技术难度较高，安全性和临床有效性仍需面临监管挑战;也存在潜在的致癌风险
NK细胞的主要扩增方式
1、纯因子培养工艺
√优点：安全性高，降低申报难度
×缺点：受限于血液样本初始NK比例的不稳定，培养的最终结果可能偏差较大，生产效率比较低，而且培养过程中需消耗大量细胞因子，成本较高
2、滋养层体系
√优点：细胞扩增活率高、速度快，容易获得高表型的CD56+ NK细胞，纯度高，杀伤性强
×缺点：引入的滋养层细胞为肿瘤细胞，其潜在安全风险难以完全消除，对细胞来源、历史培养情况、安全性等方面需要建立管理标准和质控体系，进一步增加了NK细胞产品的获批难度
二、试剂原因
NK细胞自动化培养的第二大难点是，缺少一款可以程序化培养NK细胞的优质培养基，受限于试剂的不稳定，无法做到大部分样本统一化培养，容错率不高。
NK细胞在免疫细胞治疗中，明显的优势在于安全性非常高，它是一种先天免疫细胞，无需抗原预先致敏即可非特异性杀伤肿瘤细胞，而且相较于CAR-T细胞疗法而言，NK细胞具有更高的安全性，几乎不会引发移植物抗宿主病（GVHD）和细胞因子释放综合征（CRS），有望成为可及性更高、治疗恶性肿瘤的现货型免疫细胞药物。
要想发挥NK细胞免疫疗法安全性高的优势，选择外周血或脐带血来源的NK细胞，采用纯因子培养工艺，相比其他培养方法，是更为安全可靠的，也更有可能降低临床申报的难度。然而外周血或脐带血来源的NK细胞纯度低，样本初始NK比例不稳定，市面上缺少一款程序化的培养基能让不同质量的样本都达到一个可以满足临床使用要求的水平，因此培养结果成功率不高，很难做到规模化生产。
三、耗材原因
NK细胞自动化培养的第三大难点在于，免疫细胞培养需要根据细胞密度判断是否补充新鲜培养基，现有耗材不满足非接触式检测细胞密度。
细胞培养方案通常包含多个阶段，每个阶段都需要细致的监控和调整。国家转化科学促进中心（NCATS）编制的《检测指导手册》中写道，标准化的原代细胞培养条件对稳健的检测性能至关重要。特别注意细胞培养条件对试验的成功至关重要。细胞应该汇合，但不能过度生长，这样才能使试验正常进行。操作者需要确定适合提供良好检测信号的细胞生长条件和细胞层的密度。
通常情况下，研究人员通过在细胞培养显微镜下的视觉观察来检查细胞形态和汇合度。但是人的眼睛很容易产生视觉错觉。我们的眼睛处理的是感知到的细胞的大小和形状，而不是实际大小。机器比人的眼睛更可靠，但是现有耗材不满足机器对于细胞汇合度的判断。
本期文章我们谈到了要将自动化技术应用到NK细胞的实际培养中，主要有以下三大难点：①NK细胞培养扩增工艺不固定；②缺乏程序化培养的优质培养基；③现有耗材不满足非接触式检测细胞密度。面对这些困难，友康如何一一击破，真正让NK细胞自动化培养设备走入每一个的实验室，下期为大家分享。
