编者按：为了应对新一代疗法在规模化及未来商业化面临的诸多挑战，降低规模化生产成本，赋能更多创新疗法惠及患者，药明康德旗下专注于细胞和基因疗法的CTDMO（Contract Testing, Development and Manufacturing Organization）药明生基推出了新一代慢病毒载体生产技术LentiVV Stable，凭借其更好的可放大性、安全性及更低的成本，让LVV生产摆脱质粒依赖，实现生产规模大幅跃升。
作为世界上第一个接受CAR-T细胞疗法的孩子，曾患致命性白血病的Emily现已无癌生存11年，这是生物医药里程碑的真实印证。在这个生命奇迹背后，细胞疗法所展现出的治疗潜力让人震撼。“一次治疗，永久治愈”的梦想不断鼓舞着创新者们投身其中，让更多如Emily一般的生命奇迹从梦想照进现实。
今天，细胞疗法已经成为生物医药研发的重要方向之一，浪潮之势席卷全球。但目前已问世的许多细胞疗法是自体细胞疗法，使用患者自身细胞，通过工程化改造后进行大规模培养，最终回输到患者体内。这种高度“个体化”的模式决定了一次生产只能用于一位患者的治疗，导致许多细胞疗法造价高昂，进一步限制了患者的可及性。
与之不同的是，“理想型”的通用型细胞疗法（也称为现货型细胞疗法），一次生产可以治疗多位患者，通过规模化量产，有望大幅降低成本，在更加广泛的患者群体和疾病领域内应用。但在此之前，产业亟待突破细胞疗法规模化生产的局限，为通用型细胞疗法的未来做好准备。
方兴未艾，通用型细胞疗法的机遇与挑战并存
CAR-T疗法无疑是在研细胞疗法管线中最热门的类型，它是一种工程化改造T细胞的免疫疗法。在这个过程中，不可避免的会发生基因的“运输”，所采用的交通工具形象地称之为“载体”。当前在CAR-T细胞疗法中，慢病毒（LVV）是广泛使用的病毒载体之一。凭借着稳定持久表达、可感染多种类型细胞、可携带大片段基因、免疫原性较低等诸多优势，慢病毒已经成为细胞治疗的主流开发工具，其应用占比达到68%，同时在基因治疗领域也有一定应用。
只有首先建立“理想型”的病毒载体，才能离“理想型”的细胞疗法更近一步。
目前，LVV生产方法多采用四质粒瞬时转染系统。四质粒瞬时转染系统具有快速、灵活、高效等优势，是当下LVV生产的主流工具之一。但其局限在于，转染过程中高度依赖质粒。
▲四质粒瞬时转染系统
由4个质粒组成，分别是1个包含目的基因的表达质粒GOI、2个包装质粒Rev和GagPol、1个包膜蛋白质粒VSV-G。这四个质粒分工各有不同，GOI插入的是定制化目的基因，其余的三个被称为包装质粒，是固定的序列，不会随目的基因的不同而改变。
由于多种质粒需要在短短数秒的时间内将目的基因导入生产载体的“细胞工厂”中。转染过程中质粒与细胞的结合具有一定随机性，各批次产品之间的差异、质粒残留和转染试剂污染都有可能影响最终产品的质量。在自体细胞疗法生产中，四质粒系统的载体工艺已经非常成熟，可以满足当下生产规模的需要，但面向未来的通用型细胞疗法无疑需要更大的载体生产规模来做支撑。随着单批次规模增大到一定程度，质粒与细胞间难以在瞬间完成较为充分的混合，影响了质粒转染的稳定性和效能，难以实现很好的治疗效果。
兴业证券研究报告指出，质粒在细胞疗法药物开发生产成本中占比最高，符合GMP要求的质粒价格达每克数万美元，在商业化生产规模下的不同工艺中占生产成本的18%-46%。另一项数据显示，瞬时转染生产LVV载体的成本占据细胞治疗的20%-30%，占据基因治疗生产成本的50%以上。
成本高昂的质粒，不仅让细胞疗法的研发和生产成本居高不下，也带来放大复杂性和工艺稳定性的挑战。为此，产业界一直在寻找颠覆性的解决方案，期待摆脱现有载体生产工艺中对大量GMP质粒的依赖，以实现LVV生产规模大幅跃升，最大限度为提升通用型细胞疗法的可及性做好准备。
摆脱质粒依赖，LentiVV Stable释放生产潜力
药明生基全资子公司OXGENE自主开发的新一代病毒载体生产技术LentiVV Stable，巧妙地让稳定转染工艺与悬浮细胞系平台强强联手，在降低质粒成本的同时优化生产工艺，实现了LVV生产“降本”与“增效”的双目标。
LentiVV Stable与现有主流工艺明显的不同是，将GMP质粒的应用前置到了规模化生产之前。先在小规模情况下，应用质粒系统，培育出稳定的含有全部病毒包装所需质粒“配套生产设施”的“通用细胞工厂”，确保其可以稳定传代和扩增。这种技术被称为LentiVV Packaging Cell Line，定义为LentiVV Stable的1.0版本。LentiVV Packaging Cell Line扩增后仅需和含有目的基因的单一质粒反应，就可以生产定制化的LVV，从而避免了多质粒同时混合造成的随机性。
在此基础上，LentiVV Stable 2.0版本的LentiVV Producer Cell Line则更进一步，在“通用细胞工厂”内导入目的基因质粒，加装生产目标LVV的全套“一站式载体生产线”，稳定后的“生产细胞系”再进行规模化扩增，完全摆脱了质粒依赖，无需质粒转染就可以直接生产病毒载体，并且随着规模增加依然能够保持稳定。这是LentiVV Stable 2.0版本的LentiVV Producer Cell Line。
LentiVV Stable 1.0版本：将3个包装基因都插入生产细胞系中，整合构建出一个全新的细胞系，用于稳定表达生产目标病毒。该细胞系称为LentiVV Packaging Cell Line。
LentiVV Stable 2.0版本：在1.0基础上将GOI质粒也整合进入Packaging Cell Line基因组中。该细胞系称为LentiVV Producer Cell Line。
▲LentiVV Packaging Cell Line、LentiVV Producer Cell Line和四质粒转染系统对比
LentiVV Stable工艺能够大幅降低四质粒工艺中大规模生产阶段应用GMP质粒带来的工艺挑战和高昂成本。尤其值得一提的是，LentiVV Stable用到的HEK293（一种常用来表达外源基因的工具细胞）是悬浮细胞，不仅安全稳定，还能够突破现有主流工艺200L的局限，具备扩展到2000L乃至更大规模的潜力，为未来通用型细胞疗法的大规模上市铺平了道路。
药明生基总裁兼首席技术官David Chang博士表示：“目前，药明生基的LentiVV Stable已经取得里程碑式进展，产率首次超过传统质粒工艺，正在进一步优化中，有望成为当下低成本、高效率、规模化的LVV生产技术之一。”
梦想照进现实，通用型细胞疗法的未来不再遥不可及
在新技术的赋能下，仅2023年上半年，药明生基已助力客户完成一个将成为世界首个创新肿瘤淋巴细胞疗法（TIL）项目的FDA上市许可申请（BLA）；并完成一项生产重磅商业化CAR-T产品的技术转让。
除此之外，药明生基还助力一家中国客户完成了CAR-T细胞治疗的慢病毒载体（LVV）项目的BLA，有望在2023年下半年迎来获批；并与一家大客户签订了一项商业化CAR-T产品的LVV生产订单，预计将在2024年上半年开始生产。
一直以来，药明生基不断突破传统工艺的局限，为降低细胞疗法的生产成本带来全新的契机，提升细胞疗法的患者可及性。从“理想型”的病毒载体，到“理想型”的细胞疗法，LentiVV Stable让通用型细胞疗法的梦想离现实更近了一步。细胞疗法更具可及性和可负担性的未来不再遥不可及。
▲截至2023年上半年，药明生基一体化CTDMO平台赋能细胞基因疗法管线
“2023年会是里程碑式的一年，药明生基有四个潜在的商业化项目正在推进，这意味着药明生基将实现从赋能临床产品研发生产到赋能商业产品的生产的重大跨越。”药明康德副董事长、药明生基首席执行官胡正国先生表示。
创新，不仅发生于当下，更决定了未来。技术的突破将带动产业创新蓬勃发展。我们期待，载体高品质规模化生产的实现，在提升新一代细胞和基因疗法的患者可及性的同时，也能够进一步优化现有疗法的生产工艺和治疗效果，在不远的将来，造福更多患者。
参考资料：
[1]兴业证券研究报告：病毒载体—CGT关键原料，关注外包生产（2022年8月8日）
[2]头豹研究院：2022年慢病毒载体生产系统行业研究报告（2022年8月）
