新品上市丨Gibco CTS Xenon大规模电转染系统赋能创新型细胞疗法的技术突破

赛默飞生命科学

2022.3.15

作者赛默飞生命科学

TA的动态

细胞治疗作为创新生物技术在医药健康发展中扮演着重要角色，随着越来越多的产品走向上市，临床试验数量呈指数级增长，行业迎来了高速成长的关键时期。2020年全球细胞治疗市场规模为78亿美元，预计2021年到2028年将以14.5%的复合年增长率 (CAGR) 扩大。

中国的细胞疗法也已进入发力期，国内已有三款CAR-T产品在近期成功商业化：复星凯特的奕凯达®和药明巨诺的倍诺达®去年在国内先后上市；传奇生物CARVYKTI®在上个月获美国FDA批准，成为中国创新药企业出海的典范。

虽然国内市场前途一片光明，但竞争格外激烈，越来越多的公司加大细胞治疗研发与投资力度，快速抢占市场份额。如何在繁荣的赛道脱颖而出，开发商在创新、速度、成本等各个方面都面临着考验。

在多种创新型疗法中，如CAR-T、CAR-NK、TIL、TCR-T等，如何高效地进行细胞改造是主要核心技术之一。利用病毒进行基因转导是当前主流的改造方法，不过，非病毒技术具有更好的安全性、更简单的工艺流程等优势，逐渐吸引了越来越多的开发者，并有潜力成为下一代细胞与基因疗法的主要趋势。

非病毒细胞改造技术彰显巨大潜力

具体来看，相较于病毒技术，非病毒细胞改造技术在生产制造方面，制备时间短、存储容易、成本低；改造策略方面，非病毒可根据需求灵活导入DNA、RNA和蛋白质；且能够实现基因的定点插入，确保精确性和可控性以最小化安全性风险。另外，特别是对于通用型CAR-T、CAR-NK、iPSC来源细胞治疗等新疗法，非病毒提供了新技术的支持。

细胞与基因治疗中的非病毒技术主要有两大路线，一种是转座子，另一种是基于CRISPR/Cas9的定点整合基因编辑。

➤ 转座子作为一种非病毒基因递送系统，具有装载量大、安全性高等优势。这类新系统已证明能够实现较为安全的基因整合，同时保持高效的递送效率，有限的脱靶效应，并可以生成基因表达稳定可靠的转基因细胞。

常见的转座子系统有睡美人转座子（Sleeping Beauty，SB），PiggyBac等。布局PiggyBac转座子的公司包括Poseida Therapeutics， Ziopharm Oncology、Precigen等。其中，Poseida Therapeutics：拥有非病毒piggyBac DNA转座技术和CAS-Clover基因编辑系统等先进技术平台。P-BCMA-ALL01、P-MUC1C-ALLO1、P-PSMA-ALLO1等一系列通用型CAR-T产品均已处于临床阶段。Poseida不久前公布了P-PSMA-101的1期临床试验的中期结果，在转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC）患者中显示出持久的缓解。

➤ 基因编辑技术在近几年迅猛发展，其应用于细胞治疗的热度也不断攀升。比如CAR-T细胞治疗，CRISPR/Cas9可以通过敲除TRAC等分子，避免GVHD和免疫排斥使CAR-T变成通用型；还可以敲除免疫检查点或抑制性分子来提高T细胞或者其它免疫细胞的功能。

ArsenalBio整合CRISPR基因编辑、合成生物学、智能学习等技术开发了“无需病毒载体”的T细胞改造技术，这代表了癌症疗法的重大进步。ArsenalBio能够在不依靠病毒载体的情况下，实现大型DNA片段的精确插入。不久前，百时美与其达成合作，开发治疗实体瘤的下一代T细胞疗法。

然而，无论是哪种非病毒技术，往往都需要将外源基因通过一种高效的方法导入到大量的细胞当中。电穿孔已被证明是非病毒转染中极具前景、且已经是应用最广泛的技术之一。

▲ Poseida公司的CAR-T制备流程（图片来源：Poseida）

大规模电转染系统突破研发向大规模生产的技术瓶颈

目前大多数的电转染都只适用于小规模的研究；而临床应用则需要兼顾处理规模和速度，稳定的效率与较高的细胞活性，以及整个生产工艺的合规性。因此，将小规模电转染实验结果放大到临床生产规模，成为了制约研发成果推向实际应用的瓶颈。

赛默飞重磅新品Gibco™ CTS™ Xenon™大规模电转染系统已正式上市，旨在为高速发展的细胞与基因治疗带来新的机遇，助力行业突破大规模生产瓶颈，赋能创新性疗法从研究走向商业化的进程。

该设备能够无缝地集成和应用到细胞治疗工作流程中，覆盖从工艺开发到临床生产的全流程需求。1mL电转染腔室可实现高效的工艺开发，5–25mL电转染套件可直接应用到商业生产中。这种更大处理量的耗材可集成到封闭式细胞治疗生产系统中，实现无菌的电转染工艺。

▲ Gibco™ CTS™ Xenon™大规模细胞电转染系统

Gibco CTS Xenon 电转染系统的主要特点：

处理量大且快速：处理量为1–25mL，25分钟内能够转染多达2.5x109个T细胞；

性能可靠，可保持高细胞活力：高达90%的基因敲除效率和80%的细胞活力；

工艺灵活性高：仪器配备了用户可编程系统，允许用户在细胞治疗的工艺开发到商业化生产的所有阶段，根据各种细胞类型和目标递送物创建并优化电转染方案；

非病毒性物理转染：可用于递送DNA、RNA和蛋白质；

封闭式系统处理工艺：MultiShot(MS)耗材可以无菌焊接至PVC管或C-Flex管。

Gibco™ CTS™ Xenon™大规模细胞电转染系统，助力行业客户突破细胞治疗大规模电转染的难题，为通用CAR-T、CAR-NK、TIL、TCR-T等创新疗法提供了非病毒生产的新选择。

T细胞基因编辑数据展示

图注：对三个来源于白细胞单采术的T细胞供体进行CAR T细胞电转染分析：使用Cas9/gRNA敲除内源性T细胞受体（TCR）并敲入表达第二代CAR构建体的双链线性DNA。使用Invitrogen™ Neon™电转染系统（100 μL），或在CTS Xenon大规模电转染仪器上使用Xenon SingleShot电转染腔室（1 mL）或Xenon MultiShot电转染套件（9 mL）转染5×10⁷个细胞/mL，并设置未转染组。转染4天后，通过流式细胞术分析评估CAR T细胞上的CD19基因表达。使用细胞计数仪和Gibco台盼蓝染色评估细胞活性。