[发明专利]细胞扩增系统

说明书

本文公开了一种用于在水凝胶管中培养和扩增细胞的细胞扩增系统。该细胞扩增系统允许扩增细胞，这可以显著减少生产时间和成本，同时增加生产能力。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年3月16日提交的美国申请序列号62/643,894的优先权，其通过引用整体并入本文。

背景技术

本公开整体涉及使用细胞扩增系统在水凝胶管中培养和扩增细胞。特别地，该系统允许以有成本效益的和高效的方式扩增细胞。在一个实施方案中，用于扩增的细胞是用于过继免疫疗法(adoptive immunotherapy)的原代人T细胞。

过继免疫疗法是指将具有抗肿瘤活性的免疫细胞(例如T淋巴细胞) 转移到患者体内，以介导肿瘤消退。基础、转化和临床研究表明过继免疫疗法对于治疗许多癌症(例如黑色素瘤、宫颈癌、淋巴瘤、白血病)非常有效。然而，用目前的细胞培养技术制造T细胞的成本极高。例如，用于治疗儿童和年轻成人的B细胞急性淋巴细胞白血病的一剂最近批准的工程化T细胞费用为475,000美元。

T细胞的两个主要来源：肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)和基因工程T淋巴细胞，包括表达嵌合抗原受体的T细胞(CAR T细胞)或表达常规T细胞受体的T细胞(TCR T细胞)，目前被用于过继免疫疗法。对于基于TIL 的疗法，首先从患者的肿瘤中分离TIL，然后在体外对其进行激活和扩增，以产生临床上相关数量的细胞，然后将其回输给患者。临床研究显示TIL 可介导患有黑色素瘤、胆管癌和宫颈癌患者的显著抗肿瘤应答。对于基于 CAR T细胞的疗法，首先通过白细胞去除法(leukapheresis)从患者中分离T细胞，然后激活并工程化以表达能够特异性识别肿瘤细胞表面抗原的 CAR，并扩增至临床相关数量并回输至患者。在临床研究中，识别CD 19 抗原的CART细胞(抗CD19 CAR T细胞)在治疗B细胞白血病和淋巴瘤中取得了巨大的成功。科学家目前正在研究使用表达识别其他肿瘤抗原如 CD138、CD171、CEA、EGFRvIII和ErbB的CAR的T细胞来治疗各种实体瘤。除了识别肿瘤抗原的TCR在T细胞表面表达之外，基于TCR T细胞的疗法与CAR T细胞疗法非常相似。在临床试验中，对NY-ESO1、MART-1和gp100抗原具有特异性的TCR T细胞在黑色素瘤和肉瘤患者中显示出优异的抗肿瘤应答。

通常，为了工程改造T细胞，通过转染将TCR或CAR的基因表达载体与逆转录病毒、慢病毒和mRNA一起递送至细胞。目前，有三种主要的培养系统用于扩增治疗性T细胞。第一种是WAVE生物反应器(GE Healthcare Life Science)，其中细胞悬浮在轻度摇动的透气塑料袋中的培养基中。T细胞可以生长到中等密度(约1x10⁷细胞/mL)，并且使用该技术可以达到25升培养容积。然而，在该系统中，摇动产生的流体动力学应力(hydrodynamic stress)如何影响培养的T细胞是未知的。第二种是G-Rex 生物反应器，其中细胞静止悬浮于具有透气膜底部的瓶中的培养基中。该系统没有流体动力应力，但是在一升的瓶子中只能产生约1.4x10⁹个细胞。另外，细胞生长动力学取决于细胞在培养期间是否被干扰(例如，细胞取样)。第三种是CliniMACS Prodigy培养系统，其目的是充分整合和自动化细胞生产。该系统由用于分离T细胞的细胞分离柱和细胞培养容器组成，其中细胞悬浮在搅拌的培养基中，进行转导和扩增。该系统具有流体动力应力，其容积细胞产率适中(例如约5x10⁶细胞/mL)。

基于前述，开发细胞扩增系统将是有利的，该系统可以显着降低制造成本并增加过继免疫疗法的广泛应用的制造能力。进一步有利的是，该扩增系统可以用于放大试验(即，在单个管中的大规模生产)或缩小试验(即，多个小管，每个小管彼此独立地操作)生产。最后，如果细胞扩增系统可用于扩增其他人和哺乳动物细胞将是有利的。

发明内容

本公开整体上涉及细胞扩增系统和使用该系统的方法。特别地，该系统允许在水凝胶管中培养和扩增细胞。特别地，该方法允许以有成本效益的和高效的方式扩增细胞。