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经过多年来的技术积累，基因治疗产业已经逐步走向成熟，如果把小分子药物、 抗体药物称为生物医药的前两次革命，基因治疗将引领生物医药的第三次产业革命。
随着细胞和基因治疗行业快速发展以及越来越多的产品进入到临床实验及商业化生产阶段，越来越多的公司开始考虑建设满足GMP要求的病毒载体生产平台。
目前常见的病毒载体大致有如下几种：
其中根据不同病毒的特性，生产过程会有所不同，针对以上的病毒载体，Cytiva提供了不同的工艺解决方案，如下图：
图1 Cytiva 病毒载体工艺解决方案
其中腺相关病毒(AAV)慢病毒（LVV）和腺病毒（AdV）是目前基因治疗主要的病毒载体，这些载体的使用预计在未来也会快速增长，并越来越多样化。这也对其规模化生产提出了挑战。与传统的生物治疗药物(如单克隆抗体)相比，病毒载体生产主要面临以下三个主要问题：
1
病毒载体表达量低：目前病毒载体的表达量一般都维持在AAV产量水平E14vg/L，LVV产量水平E10-E11TU/L， AdV产量水平E14VP/L，HSV产量水平E11pfu/L,较低的表达水平为规模化生产带来了比较大的挑战。
2
规模较小的上游生产以及生产工艺的多样性：随着基因治疗管线的扩增并受到产品剂量和疗效的影响，病毒载体生产批次和规模差异较大，如何搭建一个灵活平台成为行业发展亟需解决的重要问题。
3
缺乏专门针对病毒载体生产而优化的硬件设备、耗材及方法，这也导致产品在产量、纯度和交叉污染等方面面临挑战。
法规对基因治疗病毒载体生产的要求
2021年CDE发布了药品共线生产质量管理指南（征求意见稿），其中提出“基因治疗和细胞治疗产品由于涉及的活体材料的可变性及可能含有传染性疾病的病原体，如质粒、病毒、病原体类产品的危害性较高，建议专用生产线或使用一次性生产系统进行生产。”结合上述的灵活生产平台建设的需求，一次性产品的应用成为绝佳的解决方案。
一次性技术
出于成本，时间及不需要清洁验证等因素的考虑，一次性使用技术(SUTs)越来越多的被应用于细胞治疗和病毒载体生产。这也为生产企业提供了充分的灵活性和便捷性，尤其对于多产品共线生产，通过更换一次性耗材即可实现不同项目不同批次切换，而不用花费过多精力去进行清洁验证。一次性技术为病毒载体生产提高了生产效率和安全性。 但是已上市层析设备适合小体积纯化的选择非常有限，这可能会使后续的处理步骤复杂化。例如，对于小批量纯化过程使用过大的层析系统和层析柱可能存在较大的系统死体积，这会导致生产的产品被过度稀释或产品在收集时与其他溶液混合，进而可能影响到产品质量。因此，在病毒载体纯化时，使用合适规模的纯化系统变得非常重要。
全新ÄKTA ready 450一次性层析系统 — 为小规模GMP生产而设计
全新推出的ÄKTA ready 450是专门为满足细胞、基因治疗行业和传统生物制剂行业的小规模生产纯化需求而设计(图2)的一次性层析系统。该系统使用预先伽马射线辐照即拆即用的flowkit套件，可搭配RTP预灭菌层析柱，实现生产过程封闭化，降低产品暴露风险，最大程度减少产品污染和交叉污染的风险。Flowkit套件安装快速简单，可在短短10分钟内完成，有助于降低出错风险，缩短批次之间的周转时间，从而提升效率、增加安全性。系统占地面积小，可有效利用洁净室空间。
图2 ÄKTA ready 450 一次性层析系统
该系统每个泵流速范围 5 - 450 ml/min，具有较低流速范围和较低的滞留体积。这些特点能帮助层析工艺实现更佳的分离效果，更准确的组分收集，保证工艺放大的稳健性。在整个flowkit套件中集成了多种高性能传感器，包括预先校准的pH计、电导率和多波长紫外检测器，可为用户提供实时数据显示和记录。ÄKTA ready 450搭配的紫外传感器可以同时测量 206 nm 和 700 nm 之间的任意三个波长。紫外吸光度260 nm/280nm比值对于AAV实心颗粒和空壳的分离起着重要作用，在ÄKTA ready 450上可将其设置为切峰收集的标准。
ÄKTA ready 450一次性flowkit流路共有 12 个入口( 8 个在泵A上，4 个在泵B 上，用于梯度洗脱)和 6 个出口。每个泵后均有单独流量计可以实时监测流速。并可以通过UNICORN软件进行反馈调节，保证工艺流速的稳定性，该套件跟标准层析系统一样也有气泡陷阱和用于安装预过滤器位置。见图3。
图3 ÄKTAready 450流路分布图
ÄKTA ready 450系统的设计充分考虑到了设备的易用性，搭配UNICORN 控制软件，该软件符合GAMP 5规范以及21CFR Part11的要求。直观和灵活的方法创建，自动化的系统控制和过程分析能帮助您简化层析过程，方便操作人员进行使用。
可放大性
随着ÄKTA ready 450的发布，ÄKTA ready一次性平台进一步拓展了应用规模。整个平台提供广泛的符合GMP要求的文档包，包括所有过流部件符合USP <88> Class VI 材质证明、无动物源性(ADCF) 或符合欧盟EMA/410/01 证明文件。统一的UNICORN平台允许不同系统之间进行连接，便于工艺参数的转移，帮助更好实现层析工艺放大。
图4 Cytiva可放大下游一次性平台
ÄKTA ready 450一次性层析系统的推出很好地填补了适合细胞疗法和病毒载体的规模化生产一次性设备的空缺，能帮助客户实现可靠和高效的GMP纯化生产，可以加速基因治疗药物在临床阶段的生产，最终更快地为患者提供治疗方案。
更多小规模GMP生产可期
同时，ÄKTA ready 450一次性层析系统也被推荐应用于mRNA、ADC及其他传统生物制剂等各领域。针对mRNA，采用一次性系统，可以更安全和有效地保障mRNA生产加快项目周转。ÄKTA ready 450可以满足小规模mRNA IVT反应纯化生产需求。减少mRNA工艺中核酸酶污染的风险，降低清洁验证成本，提高生产效率。对于ADC药物由于其偶联的小分子化合物毒性极强，因此需避免在环境中暴露。出于以上因素考虑，封闭工艺和一次性技术有助于提升ADC生产效率并增加安全性。ÄKTA ready 450可以用于ADC小规模样品层析纯化，满足药理毒理样品制备的需求。后续将为您呈现更多相关应用和解决方案。敬请期待！
Cytiva提供强大的技术支持，为客户保驾护航，和客户一起为In China for Global的愿景而一起成长，根据客户的反馈和新技术的应用，Cytiva下游硬件平台会继续拓展新品，为大家提供贴合工艺的设备。
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拓展阅读：
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