间充质干细胞生物分析的关键考虑因素及案例分享 | 第二届大湾区细胞基因治疗发展论坛宏韧医药报告

武汉宏韧生物医药股份有限公司生物制品生物分析部总监郎士伟博士受邀出席大会并在【再生医学与干细胞技术 | 科研加持下的技术探索】专题环节作了“间充质干细胞生物分析的关键考虑因素及案例分享”的演讲报告

2024-11-25 13:25 宏韧医药
207


2024 年 11 月 21~22 日,InnoXBio 2024 第二届大湾区细胞基因治疗发展论坛在广州知识城国际会展中心如期召开。70+ 发言嘉宾共聚行业盛会,分享细胞疗法、基因疗法、RNA 疗法与干细胞治疗的最新进展与成果。

武汉宏韧生物医药股份有限公司生物制品生物分析部总监郎士伟博士受邀出席大会,并在【再生医学与干细胞技术 | 科研加持下的技术探索】专题环节作了 “间充质干细胞生物分析的关键考虑因素及案例分享” 的演讲报告!


图片

宏韧医药生物制品生物分析部总监郎士伟博士

宏韧医药报告分享


间充质干细胞生物分析的关键考虑因素及案例分享


讲者简介


郎士伟,北师大本科、中国科学院硕士,博士。具有 9 年以上生物制品/大分子生物分析经验。曾作为主要负责人参与某上市公司临床前和临床大分子分析平台的创建并任部门负责人。熟悉各类生物药分析方法的开发和验证工作。已成功完成百余种符合 NMPA、FDA 和 OECD 的 GLP 规范的生物药分析工作,种类包括多肽、融合蛋白、单抗、双抗、AAV、溶瘤病毒、CAR-T、干细胞药物、核酸药物、疫苗等


报告要点



针对干细胞的生物分析主要包括 :1、PK 和分布其中,临床由于样本取材的限制很难做分布检测。2、免疫原性评估。包括针对细胞整体的免疫原性,抗药抗体、人类白细胞抗原 (HLA) 和供者特异性抗体分析 (DSA)。临床还要评估外源表达蛋白免疫原性 (若有)。3、生物标志物检测。包括反映细胞活力和疾病状态的生物标志物各种细胞因子等。


干细胞的 PK 和分布分析


与传统的小分子/大分子治疗药物不同,细胞药物的特征是 “活”,其在体内的命运,如分布、迁移、归巢及存续时间,是影响其有效性和安全性的最重要因素。目前,干细胞在体内命运的动态过程及其与药效的相关性尚不清晰。通过研究干细胞进入体内的生物分布过程、影响因素及规律,有助于理解干细胞的作用机制和原理,为成药提供依据和保障。有关干细胞的指导原则也提示了分析干细胞 PK 和分布在临床和非临床研究中的重要性。

检测方法:1、体内示踪,包括放射性标记、生物发光成像 (BLI) 和荧光成像 (FLI) 、磁共振成像 (MRI) 等;2、体外检测,包括 qPCR、bDNA、免疫组化等。这些方法的优点是可以不损伤处死动物而动态观察体内干细胞的实时状态。但这种方法需要对细胞进行标记且分辨率受限而没法应用到临床人体实验。

qPCR 的方法需要取材进行体外分析,但灵敏度高,可用于临床和非临床研究。目前仍然是分析干细胞 PK 和分布的主要手段


qPCR 分析细胞产品:
  1. 制备标准品:细胞产品标准品的 PCR 很少用干细胞本身当标准品,一般是用质粒。质粒的浓度多为质量浓度,需要根据分子量转换为拷贝数。
  2. 引物/探针:需要有特异性能区分外源的干细胞和体细胞;提取 DNA 要加入 RNA 酶,并对 DNA 提取的质量做鉴定。这样最后测得浓度结果才能准确。
  3. qPCR反应:选择高质量的反应 Mix,TaqMan法进行 PCR 实验。根据标准曲线 qPCR 回算干细胞浓度。

对于 qPCR 的分析方法的重要验证项:
  1. 标准曲线与定量范围:至少 6 个校正标样建立的曲线应满足 R2≥0.98;扩增效率达 90~110%
  2. 准确度与精密度:PCR 方法的准确度很多时候不好,常与引物本身的质量和操作的平行性有关,一个好的方法可以做到准确性在 25% 以内
  3. LLOQ:灵敏度要求做到 50 copies/μg DNA
  4. 提取回收率:基质中加入一定量的细胞进行回收率计算

流式细胞法分析干细胞产品的抗药抗体


干细胞治疗时,免疫反应的强弱与供者和受者 HLA 人类白细胞抗原匹配程度相关。匹配程度越低、产生的免疫原性越强,包括天然免疫和获得性免疫。天然免疫主要由 NK 细胞激活行使功能;获得性免疫会激活 T 细胞和 B 细胞,其中 B 细胞会产生抗药抗体

ADA 的检测是干细胞临床和非临床都需要分析的内容。而对干细胞产品的 ADA 分析方法建立不同于蛋白药物。蛋白药物的 ADA 检测通常基于 LBA 实验(比如 ELISA,MSD 等)。对于干细胞产品,LBA 方法通常满足不了需求。宏韧医药实验室开发了基于流式平台的分析技术,用干细胞对 ADA 进行捕获之后通过流式进行分析。


图片

  1. 检测时先将待测样本与过量的干细胞孵育,让样本中的抗体与干细胞结合并被捕获。
  2. 加入荧光素标记检测抗体,如果样本中有抗干细胞的抗体,那么荧光素抗体将进一步结合,从而在细胞表面形成了抗药抗体-荧光素标记抗体的复合物。
  3. 通过流式分析细胞表面带有荧光素标记抗体的数值强度,就可以检测原来样本中的抗体存在情况。

通过上图中一个典型的结果可以看出,未加入PC、加入低浓度 PC 和高浓度 PC 时,最后 PE 荧光的强度逐渐增高,说明该方法能够检测特异的抗干细胞抗体。


临床 HLA (人类白细胞抗原) 分析


在临床实验中,HLA 的分析在细胞治疗中也非常重要。HLA 是人类组织相容性复合体 (MHC) 的表达产物,是构成移植排斥反应的重要抗原物质。HLA 基因复合体所编码的产物定位于第 6 染色体短臂上,分为Ⅰ类抗原、Ⅱ 类抗原和 Ⅲ 类抗原。供者和受者 HLA 相容性越高,排斥反应发生率越低,移植成功率越高。


图片


在造血干细胞移植中,移植前判断供者和受者 HLA 相容性非常重要,必须符合一定标准才能进行造血干细胞移植。

对于 MSC (间充质干细胞) 的治疗,虽然不要求给药前 HLA 基因层面匹配,但 HLA 的差异仍可能对 MSC 灌注之后的细胞分布和存续产生影响。

HLA 相合性分析需要分析两个层面:
  1. 基因匹配分析:目前,二代测序 (NGS) 已成为 HLA 匹配分析的金标准。
  2. 血清抗体分析:即检测受者体内是否有针对供体 HLA 的特异性抗体,这个检测目前应用最广泛的是基于 Luminex 的检测。

此外,郎士伟博士结合宏韧实验平台的部分案例做了进一步的技术细节分享,如干细胞非临床小鼠组织分布分析、qPCR 分析临床干细胞 PK、流式细胞法检测人脐带间充质干细胞非临床 ADA、流式细胞法分析人脐带间充质干细胞临床 ADA、临床 DSA 检测-分析方法和典型结果、临床生物标志物检测-干细胞用于治疗肝衰竭、临床生物标志物检测-干细胞用于治疗特发性肺纤维化等。欢迎感兴趣的专家老师们莅临宏韧医药交流讨论。

综上,相比于小分子疗法和生物制药,细胞产品具有更高的复杂度,为生物分析检测带来新的挑战。

  1. 传统药物组分单一,而细胞本身复杂度高,一个细胞包含蛋白或核酸等物质达万种,细胞制品的生物分析也更复杂。
  2. 干细胞的 PK 和分布有体内示踪体外检测的方法,qPCR 是在临床和非临床研究中广泛应用的一种检测方法。受限于分析手段和临床取材,组织分布的结果主要来源于非临床研究;临床研究中的 PK 和分布检测相较非临床更加困难。
  3. 由于种属差异,干细胞产品在非临床的免疫原性,通常相较临床更为强烈。临床的免疫原性检测需要进行抗药抗体HLA 的分析
  4. 干细胞生物标志物检测需要结合干细胞本身特点和临床适应症来选择合适的分析物。




Clinical Bioanalysis

宏韧生物制品生物分析平台



图片


项目经验丰富:
截至目前,平台项目经验涵盖约 200 个生物药物临床生物分析项目。按项目数量计算,2021~2023 近三年的生物药市场占有率逐年递增。开发 300 多个药物生物分析检测方法,分析检测项目涉及创新药品种超过 100 个。多个生物药新药项目获批上市,如利拉鲁肽、替瑞奇珠单抗等。

高难度生物分析解决方案:具有多类型、挑战性生物分析项目的丰富经验与服务能力,覆盖各类型药物:多肽、胰岛素、融合蛋白、酶、单抗、双抗、三抗、 PDC 、ADC、AAV、溶瘤病毒、免疫细胞药物、干细胞药物、核酸药物、疫苗等。

实验室多区域覆盖:武汉、上海、广州生物分析实验室,在项目承接和执行上,可按需灵活调配设备和人员,解决部分特殊项目样品转运与保存问题。P2/P2+ 级生物安全实验室超过 400 平方米。

生物分析专家领衔:100 人左右的成熟人才梯队,核心骨干具有 9 年以上国内外顶尖 CRO 生物分析项目经验,团队中 3 年以上司龄人数占比 70% 左右。

配置足/通量高:平台拥有超过 50 台先进分析检测仪器(包括多台流式细胞仪、MSD、Simoa、PCR 仪、酶标仪、ELISPOT 等),生物样品分析检测可达通量为 10 万个/月,客户通常项目无需等待排期。

具备中美双报能力:所完成项目可满足 NMPA 与 FDA 申报要求。