新一代慢病毒载体生产技术——LentiVV 稳转细胞生产平台，摆脱质粒依赖，大幅降低细胞疗法成本

2023-07-04

细胞疗法基因疗法

近年来，越来越多的细胞和基因疗法（Cell and Gene Therapy, CGT）安全性和疗效数据涌现，为多种疾病的治疗提供了新的可能性。慢病毒是当前细胞疗法广泛使用的病毒载体之一，其主流使用的生产系统是第三代慢病毒载体生产系统——四质粒共转染系统，即由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 等 4 个质粒组成。在四质粒共转染系统中，载体研发和生产面临成本过高的挑战，其中质粒 DNA 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 DNA 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%【1】。有研究对比分析了五种生产慢病毒载体上游工艺的原材料成本拆分，在产量为 1000 剂/年的情况，对于固定床（FB333）、微载体（RMmc600）及搅拌罐（SUB500）生物反应器等生产规模更大、更适用于载体商业化生产的工艺而言，质粒DNA的成本占比最高，分别为 41%、46% 和 36%。数据来源∶Biochemical Engineering Journal因此，慢病毒载体的生产急需颠覆性的生产解决方案，来降低每剂次的成本以使更多产品得以进入临床及生产，最终惠及更多患者。而慢病毒稳定包装悬浮细胞系因其具有更好的可放大性、安全性及更低的成本，正在成为细胞疗法行业未来发展的重要方向。作为专注于创新的全球化CTDMO，药明生基旗下OXGENE 团队开发了悬浮式LentiVV稳定表达细胞系LentiVV Packaging Cell Line和LentiVV Producer Cell Line。LentiVV Packaging Cell Line 是将Rev、GagPol 和VSV-G 等慢病毒包装原件整合到现有的悬浮HEK 293 细胞的基因组中，与传统的四质粒转染生产技术相比，LentiVV Packaging Cell Line 只需要一个质粒，显著降低了质粒生产成本和工艺开发复杂性。而基于 Packaging Cell Line 开发的 LentiVV Producer Cell Line 则是将 GOI 转移质粒也整合进入 Packaging Cell Line 基因组中，提供了一种无需质粒的慢病毒载体生产方法，节约了质粒成本和转染试剂成本、降低了操作复杂性并显著提高了工艺稳健性。同时，LentiVV Packaging Cell Line 和 Producer Cell Line 能够实现与四质粒转染方法相当甚至更高的慢病毒载体产量及产率，为大规模慢病毒载体生产提供了更加低成本、高效便捷的解决方案。Fig 1. LentiVV Packaging Cell Line和LentiVV Producer Cell Line 技术原理Tab 1. LentiVV Packaging Cell Line、LentiVV Producer Cell Line和四质粒转染系统对比LentiVV Packaging Cell Line——只需1个质粒，适合早期基因筛选和载体开发药明生基的 LentiVV Packaging Cell Line，是将基于四环素诱导表达系统的 GagPol 和 VSV-G、Rev 等慢病毒载体包装原件稳定整合至 HEK293 生产细胞株中，通过多轮高通量筛选后，从数千个单克隆中筛选而得到的高产、稳定生产细胞株。Packaging Cell Line 和四质粒转染系统的对比研究结果显示，针对不同目的基因，Packaging Cell Line 生产的慢病毒滴度均相当于或高于四质粒转染系统（Fig 2）。Fig 2. LentiVV Packaging Cell Line 和四质粒转染系统对不同目的基因的慢病毒载体生产能力比较LentiVV Producer Cell Line——无需质粒转染，适合大规模生产，显著降低生产成本基于转座子将目的基因整合进入 LentiVV Packaging Cell Line，药明生基进而开发出无需质粒转染的适合大规模生产的LentiVV Producer Cell Line 系统。利用LentiVV Producer Cell Line 生产不同目的基因的慢病毒载体，均达到了3×107 TU/mL以上的高滴度（Fig 3），与四质粒转染系统相比，LentiVV Producer Cell Line 生产的GFP 慢病毒载体滴度更高（Fig 4）。LentiVV Producer Cell Line不需质粒，在大规模生产时可显著降低生产成本，那么大规模生产时其载体生产能力又如何呢，放大性研究结果显示放大到在生物反应器中的滴度高于E125 flask 规模，显示了该系统具有优秀的可放大性（Fig 5）。Fig 3. 基于LentiVV Producer Cell Line 系统生产的不同目的基因的慢病毒载体滴度（24 deep-well plate scale）Fig 4. LentiVV Packaging、LentiVV Producer Cell Line和四质粒转染系统慢病毒载体生产能力的比较（GOI=GFP，E125 flask scale）Fig 5. LentiVV Producer Cell Line可放大性研究.（GOI=GFP/CARCD19，Flask = E125 flask. STR = 1 L生物反应器）总结药明生基LentiVV 慢病毒稳转细胞生产平台提供了一种先进的、成本更低、工艺开发更快更便捷、生产周期更短、可放大的慢病毒载体生产技术。LentiVV Packaging Cell Line 和 LentiVV Producer Cell Line 生产慢病毒载体的产量与4质粒瞬时转染系统相当甚至更高，这些一致的产量确保了从瞬时转染到LentiVV 慢病毒稳转细胞生产系统的精简过渡。合作与咨询药明生基致力于加速和变革细胞治疗、基因治疗及其他高端治疗的开发、测试、生产和商业化，以独特的商业模式将强大的测试能力与工艺开发及生产平台能力紧密结合，为合作伙伴的CGT疗法提供从发现到上市申请准备阶段（DNA到BLA）的服务。截至2023年第一季度，药明生基为68个项目提供了开发与生产服务，其中包括52个临床前和临床I期项目，8个临床II期项目，8个临床III期项目（其中2个项目处在上市申请审核阶段，2个项目处于上市申请准备阶段）。目前，我们已助力一家美国客户完成一个将成为世界首个创新肿瘤淋巴细胞疗法（TIL）项目的上市许可申请（BLA）；以及助力一家中国客户完成CAR-T细胞治疗的慢病毒载体（LVV）项目的BLA，并顺利通过国家药品监督管理局食品药品审核查验中心（CFDI）药品注册核查的现场延伸检查，成为中国首家通过CFDI LVV注册现场核查的CGT CDMO。如您有合作需求，请联系：+86（021）3718 1888info_ATU@wuxiapptec.com我们将第一时间联系您！或关注药明生基微信公众号，获取更多资讯！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）本文转载自「药明生基」，欢迎个人转发至朋友圈。免责声明：药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的，文中观点不代表药明康德立场，亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。