细胞工艺的QbD简介

过去十年使用细胞作为治疗药物的细胞治疗领域得到了空前的增长。和其他生物产品类似，坚实的科学研究和风险评估方法来研发CGTP产品会增加生产的质量保证。合适的风险识别和理解风险如何影响产品质量，CGTP开发者可以有效地设计耐用的生产控制策略来有效保证产品质量。

新的ATMP的欧盟GMP指导原则也是设计风险评估策略来设计组织、技术和实施GMP法规的方法。根据具体识别的风险通过控制和降低措施来确认了CGTP开发的新框架，表示已建立范式的转变并确保产品和生产过程的质量的机会展示。

如同ICH Q11中体现的原则，通过前言知识、实验数据和风险评估，识别能影响药物质量的原材料因素和工艺参数，基于这个风险，必须制定相应的控制策略。

生产临床应用的细胞治疗产品通常需要以下步骤：获取或生成起始细胞株；培养；改造；收获；浓缩；纯化；制剂，最终罐装（以特定浓度和成分条件制备细胞治疗产品, 分装到最弱产品的“容器”中，以及其它分装后过程）；储存；以及产品运输。

虽然这些步骤与从哺乳细胞中生产治疗蛋白的过程是相似的，但因为活体细胞的高度复杂性，对其作用机制的不完全了解，产品性质的不同以及初始材料的多样性使得细胞治疗产品的生产更为挑战。而以上这些严峻的挑战都可以利用QbD来进行解决，而在新的技术方案的放大实现中，产品的研发和生命周期的管理都是监管机构所推崇的。

本文的重点放在基于风险的工具的执行上以创建制造控制策略。风险评估值，以评估可能影响产品质量的潜在故障或偏差；它包括使用基本的风险管理促进方法，采用通常用于确定风险优先级的简单技术，组织数据以及促进决策的制定。说明了基于风险的方法如何能够高度保证所有产品质量通过系统定义的控制策略来实现目标。

为了证明该方法的实际应用，计划使用了一个自体CAR-T的细胞治疗产品为示例来作为学习案例，该案例包括体外感染T细胞，自体 CAR-T细胞扩增到目标回输数量后，运输到医院解冻后回输。自体CAR-T产品的制造过程在图1.0-1中以图形形式表示。

图 1. 通用患者特异性过继免疫治疗工作流程。供体白细胞电泳样本经过选择以富集目标的细胞（例如，T细胞）。添加已制造的病毒载体对免疫细胞进行基因改造，赋予新的癌症识别受体。然后将修饰的细胞扩大到治疗相关的数量，然后进行洗涤、配制、装袋和冷冻，制成可输注的患者剂量。细胞产品被运送到临床现场，在那里解冻并施用于患者。

QbD包括产品和工艺描述，表征，设计，监控和持续改进（见图2）。而这些都由对基本生物学和某一产品及其工艺工程的深入了解来指导。

QbD由目标产品质量概况(目标产品的质量指标; QTPP)，直接影响产品安全性和有效性的定义属性(关键质量属性)，通过定义这些会影响性能的参数(关键过程参数)和建立设计空间来限制影响质量属性的参数变异。接下来，开发控制策略来保持过程参数在一个范围内来确保产品质量，并且在放大过程中进行工艺验证。相对于传统的基于离散点的控制策略，QbD标识了一个可以生产出高质量产品的可以接受的操作区域或多元设计空间。一旦实施，这个生产工艺被监控且随着对工艺的深入理解可以被不断改进(图3)。

QbD是指导CGT开发和制造的有用框架。开发人员使用已识别的TPP和CQA来建立流程设计空间。这是指可以优化过程以实现CQA的参数空间。在产品开发周期的开始，这个设计空间可能非常大，因为CQA的细节可能未知或了解甚少。例如，开发人员可能正在探索大范围的细胞密度、多种培养基和添加剂成分，以及细胞培养过程的各种补料方案。

在这个初始阶段，应收集数据以更好地了解这些过程参数如何影响细胞产量、活力、表型、基因表达谱和功能输出。在这个阶段，最低限度可接受的TPP的标准相当广泛。随着过程输入和单元输出之间的这些相关性的发展，可以识别关键过程参数(CPP)（通常是其敏感性对TPP影响最显着的参数），并且通过反馈循环进一步细化CQA。这反过来又减小了设计空间的大小，并且工艺优化的下一次迭代可以专注于对较少数量的参数进行细化。反映了TPP的细化，设计空间也随着时间的推移变得更加集中。

下一节再继续学习TPP和QTPP。以下是相关词汇表：

QbD Quality of Design 质量源于设计

定义：A systematic approach to development that begins tiwh predefined objectives and emphasizes product and process 

TPP Target Product Profile 目标产品概况

QTPP Quality Target Product Profile 目标产品质量概况

CQAs Critical Quality Attributes 关键质量属性

CPPs Critical Process Parameters 关键工艺参数

定义：a process perameter whose variability has an impact on a critical quality attribute and therefore should be monitored or controlled to ensure the process produces the desired quality.

CMA Critical Material Attributes 关键物料属性

BLA Biologics License Application 生物制剂许可证申请

MoA Mode of Action 起效模式

参考文献：

1、Quality cell therapy manufacturing by design doi:10.1038/nbt.3525

2、PDA TR81

3、Industrializing Autologous Adoptive Immunotherapies: Manufacturing Advances and Challenges doi: 10.3389/fmed.2018.00150

4、Potency assay development for cellular therapy products: an ISCT* review of the requirements and experiences in the industry doi: 10.1016/j.jcyt.2012.10.008

5、Predicting T-cell quality during manufacturing through an artificial intelligence-based integrative multiomics analytical platform doi:10.1002/btm2.10282

6、Cell Therapy Products: Focus on Issues with Manufacturing and Quality Control of Chimeric Antigen Receptor T-cell therapies doi: 10.1002/jctb.5829