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浅析基因治疗行业产能需求与生产工艺挑战
近年来，依赖于基因载体的基因疗法和基因修饰的细胞疗法正在成为新型治疗手段而被广泛研究。基因治疗指修改人的基因以治疗或治愈疾病的技术，具体指的是将一些新的或经途进行改造的遗传基因导成胃中促进企业治療某一种发病，例如对致病基因的替换或者失活。基因治疗可分为休内DNA诊治（将携带治疗性基因的病毒或者非新冠病毒媒体随便递寄回病号里面，如AAV和溶瘤病毒）和离体染色体疗法（将患者的细胞在体外进行遗传修饰后回输，如CAR-T免疫细胞治疗）。
根据ASGCT 2022 Q4报告显示，截至2022年末，世界上连续有2,053个dna中药治疗供水管道（包括基因治疗及基因修饰的细胞治疗），其中284个建设项目出于II期及此后，6个投资项目所处销售前注册申请时段（NDA）。2022年，3款AAV基因治疗产品上市，分别是PTC公司开发的治疗AADC缺乏症的Upstaza，BioMarin公司开发的治疗A型血友病的ROCTAVIAN，以及CSL Behring & uniQure共同开发的治疗B型血友病的HEMGENIX。大量临床中后期的基因治疗产品，逐步加速上市的AAV基因治疗管线，共同催生了业界对大规模基因治疗产能的需求。
基于AAV的基因治疗产品究竟需要什么样的产能需求
产能需求来自临床需求，目前的AAV基因治疗产品主要适应症包括眼科疾病、耳科疾病、血友病、肌肉骨骼疾病、心血管疾病、神经系统疾病、代谢疾病等。根据适应症的不同，AAV的临床用药方式迥异，但多以脏器原位注射（如视网膜下注射、脑内注射等）和系统注射（如静脉注射、脑脊液注射）为代表。
1、为局部注射而生产的 AAV，例如在眼科适应症中，只需要大约每剂约1011的病毒颗粒 (vg)，例如，Luxturna的剂量是每只眼睛1.5×1011vg；
2、为脑内注射的而准备的AAV载体则需要约1012的病毒颗粒(vg)；
3、为全身递送而生产的 AAV，估计需要每剂1014-1015的病毒颗粒(vg)，例如，对于Zolgensma，9公斤的患者需要1015病毒量，而治疗杜氏肌营养不良症 (DMD)的患者可能需要4×1015病毒量。
根据临床用量来计算生产需求，我们可以得知。对于眼科等局部病毒递送的适应症而言，只需生产1016-1017vg病毒即可满足10,000名患者接受基因治疗疗法；但是，对于大量的需要全身递送载体的基因治疗适应症，如血友病，则需要生产1019-1020的病毒才能够满足10,000名患者接受基因治疗疗法，这对于目前的AAV基因治疗产能而言是一个巨大的挑战。
根据CELL & GENE THERAPY INSIGHTS最近的一份综述分析，假设10,000名治疗杜氏肌营养不良症（DMD）患者接受AAV基因治疗疗法，按照目前的生产产率计算，该患者群体所需要的AAV总量大概需要80个3,000L一次性生物反应器，以每年20批次的效率来产出，大致相当于目前全球总产能的三倍。这展示出了现在染色体手术治疗质粒产销量的非常严重欠缺，McKinsey于2023年的一篇通知单呈现，国际艾滋病毒质粒CDMO全部都在近来投放高价拓展产销量。
▲视频种类：McKinsey网官
解决产能困境的方式主要包括临床上使用量的大大减少和AAV工作程度的不断提升，前者的解决方案依托对AAV递送效率的提升和研究，下文重点分析如何通过先进工艺开发提高AAV产量，满足未被满足的临床需求。
AAV基因治疗产品GMP生产的工艺开发要点
AAV的工作制作工序常见以及长江长江上游组织肿瘤细胞培养教育（以传统的三质粒转染哺乳期节肢动物组织肿瘤细胞工作采集体系举例）和中游木马纯化制作工序，增加长江长江上游年产量和中游得率是AAV工作制作工序开发设计的重点是。1 优化细胞培养方式，主要分为悬浮培养和贴壁培养
两类方式有着各自的优缺点：飘浮锻炼的无菌控制简单，放大难度中等，放大规模大；微膜蛋白塑造的无菌控制简单，放大规模也大，但是其放大难度高；肿瘤细胞厂训练放大难度低，但难以无菌控制和放大规模有限；滚瓶训练与细胞工厂培养特点类似；固定位置床提升无论是无菌控制，还是放大难度和规模都处于中等程度。
早期AAV产品的病毒载体培养方式采用贴壁培养为主（如细胞工厂），随着技术进步和工艺提升，基于无血清、HEK293细胞的大规模悬浮培养技术，凭借可放大性好、灵活性高的优势成为AAV大规模GMP生产的关键工艺。此类生产中，提高单神经元产油量是AAV生產的关键所在，工艺开发者需要通过建立转染方案、优化培养条件、控制细胞密度及聚集体，以做到内部添富蓝筹发展、较高木马病毒滴度及较高实芯率的完成率。
2 优化下游收获和纯化工艺
如果所生产载体都表达在细胞外，则生产工艺相对简单，生产人员只需要收集细胞培养上清，配合下游纯化手段获得载体。然而，大部位基因遗传开展平台而且有于胞内和胞外，以至于要荣获海量蠕虫病毒，就充分条件牵涉到内部裂解历程。病毒收获工艺复杂，其中涉及细胞与上清的分离，因此，系统优化木马病毒有哪些收益精力、裂解生活条件等，对提高了木马病毒有哪些得率相同的重点。
在获得病毒混合液之后，生产人员还需要借助过滤、浓缩、层析三个环节完成病毒的下游纯化。过滤分成切向流过滤、深层过滤和表面过滤，目的是要出掉細胞膜、細胞膜杂物和放置聚在一起物。浓缩的目的是回收病毒载体，同时去除培养基中的盐类。层析技术则常通过离子交换层析、尺寸排阻层析等方式完成。
在层析精纯施工技术中应该要考虑到电导升级优化，媒体电影片段厚度，洗刷因素等。在选用团伙筛包覆机制层析时，特点注意事项团伙筛的孔经规格（标识（标签）孔经借助不同蛋白质通过测试软件），尽早用已建的木马hiv类病毒对孔经通过分析一下，除非木马hiv类病毒轻松卡在团伙筛中，引发新产品流失。八种施工技术应该互不密切配合，来为了保证木马hiv类病毒媒体的溶解度与需求量。3 基因治疗产品的大规模生产更加注重“质量源于设计”（“QbD”）的工艺开发理念
大人数产量代价高、过渡期长、关卡大，对服务的产品质量管理有效控制亦是有特别大探索，来来自产品质量管理来自方案的工作理念发掘产量技术特别关键。用先要伤害剖析（PHA）的安全隐患评价指标建立核心質量魔抗（CQA），艺开发建设人员管理必须快修改核心基本数据开展调研seo事业。基本数据很多种多彩，例如新冠病毒颗粒剂数、基因组组滴度、残余核酸酶、残余质粒、宿体球蛋白残余等，基本数据的优劣会会直接的影响厂品在临床实验耐压试验阶段中的的完整性与合理性。
▲视频的来源：Kumar Sumit, et al., 2012
2,000L超大规模一次性工艺的基因治疗载体生产体系如何打造落地
当下，通过普通小组织体制建设（50L-200L）悬屏组织的培养的AAV病毒样本有哪些各种平台生孩子已相比较发育成熟，但面向基层将来DNA治疗方法护肤品商用化的复杂化的实际需求、大产值的实际需求，肿瘤药物开发建设者应考虑维持高销售量和高正规度的病毒样本有哪些各种平台大产值GMP生孩子组织体制建设，500L、1,000L、2,000L的生孩子组织体制建设合理时。一回性安全使用程序因而污染源的风险少、洗涤确认利润低、施工工艺转化成和具备灵特异性高性高的特性，在生物制药行业中得到了广泛应用， 帮助制药企业极大的缩小分娩期限，增进了类药研发部速度快。作为生物技术生产的核心，一次性生物反应器自然成为使用的焦点。
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