在單克隆抗體、基因治療藥物和疫苗等生物制品的生產(chǎn)過(guò)程中,細(xì)胞培養(yǎng)工藝的穩(wěn)定性直接決定了產(chǎn)物的關(guān)鍵質(zhì)量屬性(Critical Quality Attributes, CQA)。其中,細(xì)胞計(jì)數(shù)作為CQA的核心監(jiān)控參數(shù)之一,不僅是工藝優(yōu)化的基礎(chǔ),更是確保產(chǎn)品一致性、合規(guī)性及安全性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文將解析細(xì)胞計(jì)數(shù)的精準(zhǔn)化方法和在生物制藥中的應(yīng)用。
細(xì)胞計(jì)數(shù)的核心價(jià)值關(guān)鍵質(zhì)量屬性(CQA)是生物藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基石,需貫穿于從研發(fā)到生產(chǎn)的全生命周期。因細(xì)胞計(jì)數(shù)對(duì)上游工藝開(kāi)發(fā)、下游純化控制、最終產(chǎn)品的批次一致性及安全性具有決定性影響,被納入CQA體系。
工藝穩(wěn)定性控制:細(xì)胞密度動(dòng)態(tài)變化直接關(guān)聯(lián)營(yíng)養(yǎng)消耗速率、代謝副產(chǎn)物(如乳酸、氨)積累及目標(biāo)產(chǎn)物表達(dá)效率,需通過(guò)精準(zhǔn)計(jì)數(shù)調(diào)整補(bǔ)料策略或擴(kuò)增時(shí)機(jī)。
雜質(zhì)與安全性管理:細(xì)胞過(guò)度增殖可能導(dǎo)致凋亡,釋放宿主細(xì)胞蛋白(HCP)等工藝相關(guān)雜質(zhì),增加下游純化難度;密度不足則可能降低目標(biāo)產(chǎn)物滴度,影響批次一致性。
合規(guī)性保障:FDA、EMA等監(jiān)管機(jī)構(gòu)要求細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)具備可追溯性,且需符合GMP規(guī)范(如21 CFR Part 11),而人工計(jì)數(shù)的低精度與主觀(guān)性可能成為審計(jì)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。
細(xì)胞計(jì)數(shù)作為關(guān)鍵質(zhì)量控制步驟,需嚴(yán)格滿(mǎn)足關(guān)鍵質(zhì)量屬性(CQA)要求(如準(zhǔn)確性、重復(fù)性、數(shù)據(jù)完整性)。不同計(jì)數(shù)方法因原理和操作差異,與CQA監(jiān)測(cè)的適配性顯著不同。
在生物藥生產(chǎn)過(guò)程中,通過(guò)高精準(zhǔn)全自動(dòng)細(xì)胞計(jì)數(shù)儀,能夠?qū)崿F(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)控細(xì)胞數(shù)量,降低批次間差異,同時(shí)滿(mǎn)足嚴(yán)格的監(jiān)管要求。
CytScop®Pro智能細(xì)胞計(jì)數(shù)儀由浚真生命科學(xué)自主研發(fā)的一款全自動(dòng)高通量細(xì)胞計(jì)數(shù)儀,其配置雙光+明場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng),大視野成像,能夠自動(dòng)對(duì)焦,使用預(yù)包埋染料(TB、AOPI)的微流控了芯片實(shí)現(xiàn)細(xì)胞樣本自動(dòng)染色和混勻,結(jié)合高精準(zhǔn)的細(xì)胞識(shí)別AI算法,能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定的分析細(xì)胞活率和狀態(tài)。
CytScop®Pro智能細(xì)胞計(jì)數(shù)儀優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守,動(dòng)態(tài)過(guò)程監(jiān)測(cè):CytScop®Pro與EAS在線(xiàn)自動(dòng)采樣系統(tǒng)無(wú)縫連接,支持在線(xiàn)取采用,自動(dòng)樣品稀釋和系統(tǒng)清洗,實(shí)現(xiàn)細(xì)胞樣本的濃度,活率,直徑等檢測(cè),從而實(shí)時(shí)反饋細(xì)胞密度與活力數(shù)據(jù),用于調(diào)整補(bǔ)料、誘導(dǎo)或收獲時(shí)機(jī),避免CQA偏離。
AI驅(qū)動(dòng)的圖像分析:基于深度學(xué)習(xí)的算法,通過(guò)海量真實(shí)工藝數(shù)據(jù)的訓(xùn)練與反復(fù)驗(yàn)證,不需要人為設(shè)置參數(shù)閾值,可精準(zhǔn)識(shí)別活細(xì)胞、死細(xì)胞,及碎片,科學(xué)的識(shí)別團(tuán)簇、團(tuán)聚細(xì)胞樣本,更加高效精確。
合規(guī)性設(shè)計(jì):數(shù)據(jù)完整性保障:內(nèi)置電子簽名、審計(jì)追蹤功能,符合FDA 21 CFR Part 11要求,確保數(shù)據(jù)不可篡改。
標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)告模板:自動(dòng)生成包含細(xì)胞濃度、存活率、直徑分布等報(bào)告,可直接作為文件存檔或提交監(jiān)管審查。
應(yīng)用場(chǎng)景
種子細(xì)胞擴(kuò)增階段:監(jiān)測(cè)細(xì)胞生長(zhǎng)曲線(xiàn),優(yōu)化傳代時(shí)間,避免密度不足導(dǎo)致的產(chǎn)物表達(dá)延遲。在種子細(xì)胞擴(kuò)增階段,通過(guò)高精度細(xì)胞計(jì)數(shù)確定最佳接種密度,結(jié)合生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)模型調(diào)整培養(yǎng)基成分,確保細(xì)胞活率在所需范圍內(nèi),避免因代謝壓力導(dǎo)致產(chǎn)物糖基化異質(zhì)性。
灌注培養(yǎng)過(guò)程監(jiān)控:在連續(xù)灌注生物反應(yīng)器中,實(shí)時(shí)檢測(cè)細(xì)胞密度與存活率,動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)灌流速率,防止乳酸/氨累積超標(biāo)。
工藝驗(yàn)證:通過(guò)多批次數(shù)據(jù)積累,建立CQA控制模型,提升工藝穩(wěn)健性。
隨著質(zhì)量源于設(shè)計(jì)(QbD)理念的不斷深入與深度融合AI算法及先進(jìn)傳感器的過(guò)程分析技術(shù)(PAT)的實(shí)踐應(yīng)用,推動(dòng)生物藥生產(chǎn)從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”邁向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的智能制造新時(shí)代,企業(yè)降低質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí),還可加速工藝開(kāi)發(fā)周期,為患者提供更安全、更高效的生物藥產(chǎn)品。