關(guān)于細(xì)胞和組織療法的內(nèi)毒素檢測(cè)闡述

一、介紹

在科學(xué)進(jìn)步和希望利用這些進(jìn)步的新投資的推動(dòng)下，研究人員和臨床醫(yī)生正在開發(fā)創(chuàng)新的細(xì)胞療法。出于兩個(gè)原因，控制此類治療制劑中的內(nèi)毒素污染非常重要。首先，由于內(nèi)毒素會(huì)對(duì)受體產(chǎn)生影響，因此給患者注射的制劑不能受到嚴(yán)重污染。其次，內(nèi)毒素是多種細(xì)胞反應(yīng)的強(qiáng)效誘導(dǎo)劑，可能會(huì)改變細(xì)胞的治療價(jià)值。

二、細(xì)胞療法解析

以細(xì)胞和組織為基礎(chǔ)的療法（本文中稱為細(xì)胞療法）是一種特殊的腸外產(chǎn)品，其中給患者注射的是活細(xì)胞。細(xì)胞可以來自患者（自體），這樣可以防止對(duì)細(xì)胞的免疫反應(yīng)。另一種方法是從另一個(gè)人身上采集細(xì)胞（異體來源），在這種情況下，供體組織可能與受體匹配，以減少對(duì)療法的免疫反應(yīng)，但這種療法通常需要使用免疫抑制藥物。第三種方法是使用異種細(xì)胞（從其他物種獲得的細(xì)胞），這可能也需要使用免疫抑制藥物。

將細(xì)胞轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基中用于后續(xù)的儲(chǔ)存、生長(zhǎng)、操作、轉(zhuǎn)化或收獲（以及其任何組合）。在簡(jiǎn)單的治療形式中，細(xì)胞無需對(duì)之前收獲的自身細(xì)胞進(jìn)行任何操作即可返回患者體內(nèi)。這通常是在治療減少淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)后進(jìn)行的。對(duì)于其他療法，可以在使用之前操作或刺激所使用的細(xì)胞或組織。

細(xì)胞療法可以通過輸注藥物、注射或手術(shù)植入，以聚集形式或具有支撐或封裝材料，可被視為醫(yī)療器械的物品。供者（通常是患者）體內(nèi)的細(xì)胞通常是無菌的，并且不含可檢測(cè)到的內(nèi)毒素。令人擔(dān)憂的是，它們?cè)谑占?、?chǔ)存、操作（如果適用）和返回患者體內(nèi)的過程中會(huì)受到污染。

三、內(nèi)毒素的意義

內(nèi)毒素是一種有效的生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑。如果在細(xì)胞治療中作為污染物存在，可能會(huì)影響患者和/或被施用的細(xì)胞。第一個(gè)問題是對(duì)患者的潛在影響，這對(duì)于接觸血液、淋巴系統(tǒng)或腦脊液的其他注射產(chǎn)品和醫(yī)療器械來說很常見。這些產(chǎn)品穿透或繞過皮膚和腸壁的保護(hù)屏障，有可能將內(nèi)毒素直接引入血液。通過口腔攝入的內(nèi)毒素通常不會(huì)對(duì)健康造成有害影響，因?yàn)樗粫?huì)穿過腸壁進(jìn)入血液。內(nèi)毒素是由口腔和腸道中的細(xì)菌產(chǎn)生的；它存在于食物和自來水中，有時(shí)濃度超過1000EU/mL。相反，內(nèi)毒素如果進(jìn)入血液，會(huì)引起發(fā)燒（熱原反應(yīng)）和一系列其他可能的影響，包括感染性休克和死亡，這是危險(xiǎn)的。因此，將治療劑直接引入患者血液的治療方法，如注射、輸注或作為醫(yī)療設(shè)備，必須控制內(nèi)毒素污染。

第二個(gè)考慮因素是內(nèi)毒素對(duì)待給藥細(xì)胞的影響。內(nèi)毒素對(duì)細(xì)胞的影響在《LAL更新》第16卷第1期生物技術(shù)細(xì)胞培養(yǎng)中進(jìn)行了討論。同樣的原理也適用于細(xì)胞治療。關(guān)注的影響包括有絲分裂的誘導(dǎo)、細(xì)胞因子的刺激產(chǎn)生（細(xì)胞因子本身可能是熱原性的）、形態(tài)變化和細(xì)胞毒性。因此，在存在內(nèi)毒素的情況下，所給藥的細(xì)胞的性質(zhì)可能與預(yù)期的不同。這種污染可能導(dǎo)致治療失敗，正如Vargas等人1在胰島移植的情況下提出的那樣。

沒有太多的法規(guī)和指導(dǎo)文件專門針對(duì)細(xì)胞治療的內(nèi)毒素污染。美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）文件《人類體細(xì)胞治療和基因治療指南》提出了幾點(diǎn)。2內(nèi)毒素檢測(cè)要求與其他胃腸外產(chǎn)品的要求一致。在第III部分：細(xì)胞基因治療產(chǎn)品的特性和釋放測(cè)試中，法規(guī)指出最終產(chǎn)品和生產(chǎn)過程和使用的材料應(yīng)經(jīng)過QC測(cè)試。在“純度"（B部分）標(biāo)題下，該文件建議驗(yàn)證用于檢測(cè)內(nèi)毒素的合適的LAL測(cè)試方法。也就是說，必須證明所測(cè)試的細(xì)胞制劑不會(huì)干擾LAL測(cè)試檢測(cè)內(nèi)毒素的能力。該指南引用了美國食品藥品監(jiān)督管理局1983年的《鱟試劑裂解物試驗(yàn)驗(yàn)證指南》。第八節(jié)：“臨床前評(píng)估……"未提及內(nèi)毒素（LAL）檢測(cè)或熱原（兔子）檢測(cè)。在這個(gè)階段可能會(huì)考慮熱原測(cè)試，但指南中沒有說明。由于許多細(xì)胞療法產(chǎn)生熱原性細(xì)胞因子，熱原檢測(cè)呈陽性可能不表明內(nèi)毒素污染。

歐洲藥品評(píng)估機(jī)構(gòu)（EMEA）于2001年發(fā)布了“關(guān)于人類體細(xì)胞治療藥品生產(chǎn)和質(zhì)量控制的考慮要點(diǎn)"4。在標(biāo)題“其他材料和試劑的來源和特性"下，聲明“應(yīng)確保輔助產(chǎn)品的低內(nèi)毒素水平"。在給藥之前，沒有關(guān)于使用LAL的細(xì)胞治療產(chǎn)品的釋放測(cè)試的具體聲明。

四、實(shí)際考慮

未稀釋的細(xì)胞懸浮液可能會(huì)干擾光度法（比濁法和顯色法）。因此，du Moulin和同事5使用凝膠凝塊法檢測(cè)外周血單核細(xì)胞，然后再將其送回患者體內(nèi)進(jìn)行自淋巴細(xì)胞治療。這些作者對(duì)作為細(xì)菌污染指標(biāo)的內(nèi)毒素的潛力很感興趣。在隨后的一篇論文6 中，該研究小組介紹了一種光度（顯色）測(cè)定法的驗(yàn)證情況。

不同類型的細(xì)胞制劑可能具有不同的干擾特性。此外，來自不同供體的相同類型的細(xì)胞制劑也可能具有不同的抑制（或增強(qiáng)）模式。為了解決這些可能的差異，方法開發(fā)應(yīng)該產(chǎn)生一個(gè)堅(jiān)固的測(cè)試，以便通過對(duì)干擾因素進(jìn)行測(cè)試，可以對(duì)三個(gè)不同批次的治療制劑（最好使用來自三個(gè)不同來源的細(xì)胞）進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。盡管盡了最大努力來開發(fā)一種堅(jiān)固的測(cè)試，但可能仍然有必要在測(cè)試程序中建立靈活性，以克服來自麻煩樣本的干擾。如果克服干擾需要改變樣品的處理方式，則當(dāng)超過原始驗(yàn)證的參數(shù)時(shí)，應(yīng)對(duì)修改后的處理方式進(jìn)行干擾因素測(cè)試。

另一個(gè)實(shí)際考慮因素是（1,3）-β-D-葡聚糖污染可能導(dǎo)致LAL檢測(cè)結(jié)果假陽性（即無內(nèi)毒素）。Anderson等人7報(bào)道了用于HIV免疫臨床試驗(yàn)的自體樹突狀細(xì)胞LAL凝膠凝塊試驗(yàn)呈陽性。在這種情況下，污染源被證明是硝酸纖維素過濾器。與內(nèi)毒素一樣，葡聚糖是生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑，但在任何藥典或監(jiān)管文件中都沒有對(duì)葡聚糖的限制。因此，葡聚糖有可能影響細(xì)胞療法的性質(zhì)和/或影響該療法的接受者。FDA規(guī)定，LAL檢測(cè)陽性（不合格）的結(jié)果必須被認(rèn)為是不合格的，除非有其他證明。葡聚糖特異性LAL試劑（Glucatell，ACC目錄號(hào)GT002）和葡聚糖特異性LA測(cè)試（使用Gluchield葡聚糖阻抑制沖液，ACC目錄編號(hào)GB0051）可以幫助區(qū)分內(nèi)毒素和葡聚糖污染。建議對(duì)纖維素過濾器進(jìn)行葡聚糖測(cè)試，以避免LAL測(cè)試呈陽性以及葡聚糖對(duì)細(xì)胞的可能影響。

檢測(cè)細(xì)胞療法中的內(nèi)毒素是具有挑戰(zhàn)性的，因?yàn)樗鶞y(cè)試的材料可能隨著供體的血液化學(xué)而變化。在對(duì)患者進(jìn)行細(xì)胞治療之前，執(zhí)行LAL以提供結(jié)果的技術(shù)人員經(jīng)常面臨緊迫的時(shí)間壓力。因此，重要的是，測(cè)試方法要堅(jiān)固耐用，不易受到干擾，因?yàn)楦蓴_會(huì)導(dǎo)致測(cè)試無效，需要重復(fù)測(cè)試。稀釋樣品的能力對(duì)于獲得準(zhǔn)確的內(nèi)毒素檢測(cè)結(jié)果至關(guān)重要。光度法明顯比凝膠凝塊法更靈敏，最大有效稀釋倍數(shù)（MVD）也大大提高。因此，這些方法可以對(duì)樣品進(jìn)行更大程度的稀釋，以克服干擾和減少懸浮細(xì)胞造成的渾濁。使用Pyros Kinetix® Flex96細(xì)菌內(nèi)毒素定量檢測(cè)系統(tǒng)的光度技術(shù)的儀器和試劑，在中國大陸可聯(lián)系科德角國際購買美國ACC產(chǎn)品。Pyros Kinetix® Flex細(xì)菌內(nèi)毒素定量檢測(cè)系統(tǒng)是可用的靈敏的內(nèi)毒素檢測(cè)系統(tǒng)，它提供了最大的MVD和稀釋范圍，以克服干擾。

Pyros Kinetix® Flex細(xì)菌內(nèi)毒素定量檢測(cè)系統(tǒng)

五、結(jié)論

適用于腸外產(chǎn)品或醫(yī)療器械內(nèi)毒素檢測(cè)的原則同樣適用于細(xì)胞療法。關(guān)于內(nèi)毒素對(duì)接受者的影響也有類似的擔(dān)憂，這推動(dòng)了合規(guī)性要求。然而，活細(xì)胞治療帶來了額外的風(fēng)險(xiǎn)，即內(nèi)毒素可能會(huì)影響細(xì)胞的特性及其治療價(jià)值。由于這兩個(gè)原因，細(xì)胞療法的內(nèi)毒素檢測(cè)是非常重要的。由于內(nèi)毒素可能會(huì)改變細(xì)胞的特性，強(qiáng)烈建議從潛在治療研究的早期階段開始監(jiān)測(cè)內(nèi)毒素污染。此外，對(duì)內(nèi)毒素控制重要性的早期認(rèn)識(shí)將確保在轉(zhuǎn)移到cGMP生產(chǎn)過程中時(shí)，也會(huì)轉(zhuǎn)移關(guān)于內(nèi)毒素控制的適當(dāng)考慮。

參考文獻(xiàn):

1.Vargas, Francesca ； Vives-Pi, Marta ； Somoza, Nuria ； Armengol, Pilar； Alcalde, Laura； Marti, Merce； Costa, Manuela； Serradell, Laurence； Dominguez, Orlando； Fernandez-Llamazares, Jaume； Julian, Joan F.； Sanmarti, Anna； Pujol-Borrell, Ricardo. 1998. Endotoxin contamination may be responsible for the unexplained failure of human pancreatic islet transplantation. Transplantation. 65（5）:722-727.

2.“Guidance for Human Somatic Cell Therapy and Gene Therapy." US. US Food and rug Administration, Rockville, MD, 1998.

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4.“Points to Consider on the Manufacture and Quality Control of Human Somatic Cell Therapy Medicinal Products." European Agency for the Evaluation of Medicinal Products （EMEA）, London, 2001.

5.du Moulin, G. C., Liu, V., and Osband, M. E. 1992. Limulus amebocyte lysate （LAL） assay in living cell therapies. Biopharm. 5: 32-54.

6.Pitkin, Zorina, Prakash Chhugani, Aaron Chenette, Yuan-Jin Shen, Gary C. du Moulin. 1996. Validation of an automated method of endotoxin testing for use in the end-product testing of ex vivo activated T-lymphocytes used in a somatic cell therapy. Biotechnology and Bioengineering, 50（5）: 541 – 547.

7.Anderson, J., M. Eller, M. Finkelman, D. Birx, S. Schlesinger-Frankel, M. Marovich. （2002）. False positive endotoxin results in a DC product caused by （1-->3）-beta-D-glucans acquired from a sterilizing cellulose filter. Cytotherapy. 4（6）:557-559.