综述：从冷链到常温运输：细胞疗法物流中的优势、风险与证据

《Molecular Therapy Methods & Clinical Development》：From cold chain to ambient: Benefits, risks, and evidence across cell therapy logistics

本综述系统分析了细胞治疗领域从传统冷冻保存（cryopreservation）向常温运输（ambient transport）转变的潜力。文章详细阐述了以二甲基亚砜（DMSO）为代表的冷冻保护剂（CPA）的细胞毒性及冷链物流（cold chain）的复杂性与高成本，指出优化营养、氧气和结构支持三大关键要素是实现高效常温细胞运输的核心。作者强调，开发新型水凝胶（hydrogel）封装技术等替代方案，对于保障细胞活力（viability）、效能（potency）并降低治疗成本具有重要意义。

　　

引言

随着细胞疗法数量的指数级增长，深入审视一个连接所有疗法的关键因素变得至关重要，即目前被视为细胞储存和运输金标准的冷冻保存（cryopreservation）。尽管冷冻保存是研究和临床实践中不可或缺的工具，但它可能引发与冷链运输相关的物流问题、造成财务压力、导致细胞功能障碍并降低细胞活力（viability）。许多当前用于细胞治疗或具有高临床潜力的细胞类型已被证明会受到冷冻保存的影响。研究团队经常强调需要优化冷冻保存技术以及寻找避免使用冷冻保护剂（cryoprotectant）的新颖替代方案。

冷冻保存过程与冷冻保护剂

冷冻保存是一种保护性过程，通过它，细胞、类器官和其他生物样本的功能性和活力得以长期保存和/或运输。一旦细胞暴露于零下（低于0°C）温度，它们立即面临冷冻损伤的风险。水是细胞中最丰富的分子，占总细胞质量的70%或更多。正是这一属性在冷冻过程中构成了最大风险。冷冻可导致细胞内外冰晶的形成，继而引起渗透应激和对细胞膜、细胞器的机械损伤，最终导致细胞生物物理和生化功能受损。为减轻冷冻损伤，必须结合有效的冷却和复苏速率使用适当的冷冻保护剂（CPA）。CPA可根据其穿透细胞膜的能力分为渗透性和非渗透性。常见的渗透性CPA包括二甲基亚砜（DMSO）、甘油、乙二醇和丙二醇。由于其低分子量和尺寸，这些渗透性CPA可以轻易穿透细胞膜。它们能够通过氢键与水相互作用；正是这种相互作用降低了水的冰点，减少了水分子自身相互作用的能力，从而减少了冰晶的形成。然而，CPA对细胞构成威胁。例如，最常用的CPA——DMSO，已知对细胞具有细胞毒性，如果在冷冻保存后未能适当移除和清洗，DMSO可能引起诸多细胞特异性问题，包括细胞活力降低、增殖受阻、粘附力下降、细胞形态改变、活性氧（ROS）产生增加、凋亡事件增多和细胞死亡。此外，在临床环境中，使用DMSO冷冻保存细胞由于其毒性，已导致移植后并发症（如神经、胃肠、心血管和肝脏并发症），且DMSO/CPA的清洗步骤也在输注前给医护人员增加了额外负担。

除了CPA，不同的冷却方法也可用于减少冷冻保存过程中的细胞损伤。最常用的方法是玻璃化（vitrification）和慢速冷冻（slow freezing）。玻璃化法使用高浓度的CPA（40% w/v或更多）快速冷冻（少于10分钟）细胞产品。通过这种方式，细胞溶液迅速冷却到其玻璃转化温度以下（低于-130°C），而不形成冰晶，形成一种无定形的冰冷粘稠流体。尽管这种方法减少了细胞内冰晶的形成，但所需的高浓度CPA通常对哺乳动物细胞具有毒性，限制了其应用。 Alternatively, 在慢速冷冻方法中，细胞样品以受控方式（通常为-1°C/min）使用较低浓度的CPA进行冷却。在此过程中，整个样品中冰晶的形成无法避免，需要CPA引起的脱水和最佳冷却速率来防止细胞内冰晶形成造成的损伤。

冷冻保存对临床相关细胞的影响

细胞疗法正在不断发展和完善——自1986年有记录以来，截至2024年中，已有超过5639项介入性癌症细胞疗法临床试验注册。仅在美国，预计到2030年将有40-50种新的细胞和基因疗法上市，其中一半预计靶向B细胞（CD19）淋巴瘤和白血病。预测表明，到2030年大约将有93,000名美国患者接受细胞和基因疗法治疗，产生约244亿美元的收入。细胞和基因治疗市场正在以指数级速度增长；然而，几乎所有的细胞疗法在其应用的不同阶段都利用了冷冻保存过程。

嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）

CAR-T细胞疗法是一种免疫疗法，其中患者的T细胞经过基因改造以靶向癌细胞表面的特定抗原（如CD19）。CAR-T细胞疗法已被证明是治疗血液癌症（包括淋巴瘤、某些类型的白血病，以及最近的多发性骨髓瘤）的有效方法。目前可获得以下美国食品药品监督管理局（FDA）批准的CAR-T细胞疗法：Kymriah（tisagenlecleucel）、Yescarta（axicabtagene ciloleucel）、Tecartus（brexucabtagene autoleucal）、Breyanzi（lisocabtagene maraleucel）、Abecma（idecabtagene vicleucel）、Carvykti（ciltacabtagene autoleucel）以及最近（2024年11月）批准的Aucatzyl（obecabtagne autoleucel）。大多数CAR-T细胞疗法需要冷冻保存用于细胞储存和运输，因为细胞制造基地通常不在临床现场。因此，临床医生和科学家中出现的一个问题是：“冷冻保存是否会削弱CAR-T细胞疗法的效力（potency）、活力和/或功能性？”一个关键的CAR-T细胞疗法质量和监管参数是输注给患者的表达CAR的活细胞百分比。FDA已设定输注要求为≥80%的活CAR-T细胞。然而，在临床试验（例如tisagenlecleucel）和美國以外的一些商业环境中，活力阈值较低，为≥70%。FDA指出，非活性的CAR-T细胞构成潜在临床安全风险。此外，由于CPA的细胞毒性作用，CAR-T细胞疗法必须在解冻后快速（通常在30-90分钟内）给患者输注。长时间暴露于CPA可能对制造的细胞疗剂的生物物理和生化特性产生负面影响。

尽管一些研究观察到CAR-T细胞解冻后活力降低，但在比较冷冻保存与新鲜产品时，临床结果和反应率总体上没有显著差异。一些研究表明，接受新鲜CAR-T产品的患者比接受冷冻保存CAR-T产品的患者表现出更高的急性血液学毒性（包括贫血、血小板减少和白细胞减少）发生率。这凸显了在某些细胞治疗场景下，冷冻保存的细胞产品可能是比新鲜细胞产品更好的选择。冷冻保存是众多CAR-T疗法流程中的标准实践；现在要对已经过国际优化和研究的事物进行改变将是困难的。在权衡临床环境中冷冻保存的利弊时，即什么对患者最有利，目前冷冻保存对于CAR-T储存、运输和流程效率的好处超过了该过程的负面影响，例如输注时活力降低。然而，未来对冷冻保存诱导的延迟性细胞死亡（CIDOCD）效应的深入研究以及物流方案的进步，可能会鼓励在CAR-T流程中采用新的无冷冻方案。但目前，冷冻保存仍是CAR-T细胞疗法的关键，而避免冷冻可能更适用于其他已确立和/或新型的细胞疗法。

胰腺胰岛

胰腺胰岛是复杂的结构；它们包含五种主要的内分泌细胞，包括α细胞（合成胰高血糖素）、β细胞（合成胰岛素和胰淀素）、δ细胞（合成生长抑素）、γ细胞（合成胰多肽）和ε细胞（数量较少，合成胃饥饿素），共同协作以维持代谢稳态。自20世纪70年代胰岛移植的概念验证研究（Paul Lacy和Clyde Barker的实验室）以来，针对胰岛素依赖型糖尿病及相关胰岛功能障碍的新细胞疗法的开发势头日益增长。在一个历史性事件中，FDA于2023年6月批准了Lantidra（donislecel），这是首个用于成人1型糖尿病的同种异体（供体）胰腺胰岛细胞疗法。最近，Vertex公司的干细胞衍生胰岛疗法Zimislecel（前身为VX-880）与标准免疫抑制联合使用，在临床试验中进展顺利，并显示出治疗1型糖尿病的前景。

胰岛移植为糖尿病的治疗提供了新选择。然而，延长胰岛培养时间已显示会对细胞活力和内分泌功能产生负面影响；因此，冷冻保存被建议作为一种潜在有益的工具来提高可行性。不幸的是，阻碍胰岛疗法研究领域进展的一个主要障碍是传统冷冻保存实践的负面影响。过去几十年的各种研究表明，解冻后胰岛活力降低；例如，常规冷冻保存获得51.8% ± 3%的活力，而新鲜胰岛为85.6% ± 1.4%。其他常规冷冻保存技术显示解冻后胰岛细胞活力分别为59.1%、50%和59.1%-62.2%。解冻后也损害了胰岛细胞功能；例如，与活细胞对照相比，常规冷冻保存的猪、小鼠和人类胰岛细胞显示出ATP产量和线粒体膜电位的显著降低。此外，将胰岛细胞移植到链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠体内后，常规冷冻保存的胰岛在所有受体中均未能使血糖水平恢复正常（即使增加胰岛数量）。这些研究表明，常规冷冻保存技术可能不是储存或运输胰腺胰岛细胞的可行选择。

在过去的几十年里，人们一直尝试优化胰岛细胞冷冻保存以提高其效力、功效和存活率，目标是将它们转化并应用于临床环境。已经尝试了不同的冷却时间（0.3°C-70°C/min）结合不同的CPA浓度，但问题依然存在，因此开发了进一步的优化和新的保存方法。玻璃化技术在胰岛细胞保存中显示出有希望的结果，尽管技术的优化和体内转化仍在进行中。与其他研究相比，使用EDT324的快速玻璃化大鼠胰岛解冻后活力为85.8%，显著高于所有其他测试的冷冻保存方法。此外，与10% DMSO相比，EDT324显著提高了解冻后的胰岛素分泌活性。而且，移植了用EDT324玻璃化胰岛的链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠，在所有测量时间点的血糖值与接受非冷冻移植物的对照组相似（移植后2天达到正常血糖），而接受DMSO冷冻保存胰岛的大鼠在较早时间点表现出显著高于对照组的血糖（移植后6天达到正常血糖）。

其他研究也展示了用于胰岛保存的新型玻璃化方案，例如中空纤维玻璃化、Cryotop玻璃化、尼龙网玻璃化、丝素蛋白海绵玻璃化、铜碟冷却和对流复温、铜碟冷却和激光纳米复温以及使用Cryotop设备的对流冷却和复温。然而，在所有情况下，活力和功能均低于新鲜胰岛。此外，在大多数情况下，方案必须使用专用设备精心执行。根据广泛的文献研究，据我们所知，尚无公开的技术能够实现有效的胰岛冷冻保存并同时具备高胰岛功能、活力、回收率以及随后的临床可扩展性。因此，希望有一天胰岛细胞疗法能够普及，了解冷冻保存的危害至关重要，以便开发替代方案来储存或运输细胞，同时消除冷冻相关的细胞损伤。

除了与冷冻保存相关的问题外，胰岛移植还严重受限于可用于移植的人类胰岛或其他胰岛素生成细胞的短缺。由于人类供体胰腺的稀缺，只有不到0.5%的1型糖尿病患者可以通过胰岛移植治疗，因为需要大量的胰岛（2-3个胰腺）才能实现胰岛素独立。幸运的是，干细胞技术和治疗学的进步提供了替代的胰岛来源：人类多能干细胞（hPSC），包括胚胎干细胞（ESC）和诱导多能干细胞（iPSC），可以在培养中无限扩增，随后诱导分化为体内发现的任何细胞类型。这些能力激发了人们对这些细胞作为糖尿病细胞替代疗法可再生干细胞衍生胰岛（SC-islet）来源的浓厚兴趣。然而，使用干细胞衍生的胰岛素生成细胞会导致存活率差和葡萄糖介导的胰岛素分泌减少。例如，通过三种不同方法冷冻的脂肪组织来源干细胞（ADSC）衍生的胰岛素生成细胞——（1）立即在-80°C冷冻，（2）在BICELL冷冻容器中于-80°C冷冻，和（3）在Cryotop设备中玻璃化——在所有冷冻保存组中，其活力急剧下降，分别为13.3%、6.3%和15.6%。此外，冷冻保存显著降低了所有组的胰岛素分泌。最初，对葡萄糖刺激的平均胰岛素分泌响应为57.9 pmol/L。冷冻保存后，-80°C组降至44.1 pmol/L，BICELL组降至39.8 pmol/L，Cryotop组降至42.8 pmol/L。

间充质干细胞（MSC）

间充质干细胞（MSC）在临床参数内正获得巨大关注，许多MSC产品在过去15年中获得了监管批准。由于MSC的多能性，它们可以多向分化，从而有助于治疗多种病理状况，这使得它们成为一个非常有吸引力的细胞治疗选择。MSC可以从各种组织中获取，例如脂肪和骨髓（BM）。根据来源不同，MSC表现出不同的分化能力；此外，培养条件、传代次数、递送方法、供体年龄和宿主接受度等因素显著影响MSC的功效和效力。这里，我们将简要强调冷冻保存对骨髓来源MSC（BM-MSC）的一些影响，因为它们是来源最广泛的MSC（由于其高分化能力）。

最近的一项研究表明，使用10% DMSO冷冻保存人BM-MSC导致解冻后活力显著降低约10%，回收率降低约20%（与新鲜细胞相比）。解冻后24、48和72小时，增殖显著降低。此外，与新鲜对照相比，DMSO冷冻保存增加了BM-MSC的凋亡、DNA损伤和ROS产生，并降低了BM-MSC的迁移能力。另一项研究显示，来自三位年轻人类供体的BM-MSC在解冻后24小时，表面标志物CD60和CD105的表达显著降低（与新鲜对照相比）。然而，表面标志物表达的程度在供体之间存在差异，突出了个体对冷冻保存反应的差异。同一研究还报告了BM-MSC在解冻后24小时内活力、代谢活性、粘附潜力和成纤维细胞集落形成单位能力的显著降低。一篇综述总结了41篇已发表资源（26项人类研究）中冷冻保存对BM-MSC的一些影响。指出BM-MSC的增殖、形态、分化和免疫表型在冷冻保存后没有偏离常态。然而，BM-MSC的活力/凋亡、附着、免疫调节和代谢被证明通常受到冷冻保存的影响。

肝细胞

肝细胞具有高再生能力；因此，它们是治疗肝脏疾病和提供原位肝移植替代方案的有吸引力的细胞类型。肝细胞移植已在小鼠模型中得到证实。迄今为止，人类肝细胞移植已尝试用于多种肝脏疾病，包括糖原贮积病1型、尿素循环障碍、严重婴儿草酸盐病、因子VII缺乏、苯丙酮尿症、婴儿Refsum病和急性肝衰竭，所有这些都导致了部分纠正。临床肝细胞移植的安全性和短期有效性已得到证实；然而，一些障碍仍然存在，例如长期效力和植入。此外，肝细胞移植的治疗潜力很高——最近，一种名为LyGenesis（LYG-LIV0001）的新型同种异体肝细胞移植解决方案获得FDA批准，开始针对终末期肝病进行2a期试验。

肝细胞疗法的一个主要关注点是冷冻保存。尽管已经描述了许多肝细胞冷冻保存方案，但许多已发表的论文和研究小组报告解冻后问题仍然存在。一项研究比较了新鲜分离的人肝细胞与冷冻保存的人肝细胞。冷冻保存显著降低了活力、铺板（附着）效率和细胞内ATP含量。与其他研究相比，也观察到冷冻保存的人肝细胞活力和铺板效率降低。大鼠肝细胞的冷冻保存（使用DMSO）显示显著促进凋亡通路。改进冷冻保存和储存技术对于扩大基于肝细胞的细胞疗法至关重要。提供“现成”生物人工肝系统的新方法正在不断探索中，突出了该研究领域真正的驱动力和兴趣。

规避常规冷冻保存技术的细胞运输方法

细胞运输主要利用冷冻保存技术，这带来了各种CPA和冷冻相关问题、物流/冷链陷阱以及解冻后细胞功能改变（例如，低活力、生长受阻和细胞功能改变）。由于这些问题以及细胞疗法的发展，越来越多的研究尝试试验新的CPA和/或冷冻保存技术，或者完全远离CPA和冷冻保存。

新型和非传统CPA及冷冻保存替代方案

已经探索了几种常规冷冻保存的替代方案，包括干燥保存、低温保存以及新型水凝胶基或溶液基封装系统。目前，溶液基和水凝胶基系统受到了最多关注。这些系统中涉及材料的多功能性和适应性可能是推动无CPA储存和运输方案进展的催化剂。

使用诸如糖、糖醇和氨基酸等渗透压剂的溶液基系统可以帮助维持处于恶劣条件下的生物系统的稳定性，为细胞毒性CPA提供了替代方案。这些溶液可以与经典CPA结合使用或单独使用。例如，研究表明，通过组合含有蔗糖、甘油和/或异亮氨酸的多组分渗透压剂溶液，可以实现与使用10% DMSO相同的Jurkat T细胞回收率。优化这些渗透压剂溶液的浓度和含量可以诱导细胞回收率的变化（例如，更高浓度的甘油或甘油与异亮氨酸之间的相互作用可以增加细胞回收率）。

海藻糖，一种具有渗透压剂特性的天然存在的葡萄糖二糖，在冷冻保存过程中作为常规CPA的替代品显示出前景。海藻糖是一种非渗透性CPA，可以与生物分子形成氢键，随后产生一个持久的玻璃状基质，在水分子流失期间暂停细胞内代谢过程。这一特性使其在长期冷冻保存中有效，即使是少量单独使用或与DMSO结合使用。将海藻糖添加到冷冻保存溶液中已显著提高了各种细胞类型的存活率，包括肝细胞、红细胞、精子和卵母细胞等。 Alternatively, 单独使用海藻糖已显示出对脂肪组织具有优于简单冷冻保存方法的长期保存能力，因为它能够维持细胞活力和功能。需要进一步研究来优化基于海藻糖的冷冻保存技术，但其无毒性和单剂使用的潜力使其在该领域成为一个有吸引力的选择。另一方面，由于它们保护细胞免于凋亡的能力，含海藻糖的溶液作为冷冻保存的替代方案，已被广泛研究用于低温储存。发现含海藻糖的溶液在4°C下有效保存MSC，将其活力维持在三周内高于70%。此外，海藻糖保存的MSC表现出与新鲜采集的细胞类似物相似的功能特征（生长动力学、细胞表面抗原表达谱和分化潜能）。最近，Fuenteslopez等人优化了海藻糖向MSC的递送（通过超声在微泡存在下）。该方法能够保存细胞活力、膜完整性，最重要的是多能性，从而为常规CPA提供了替代方案。

避免CPA和冷冻保存——常温细胞运输

由于物流障碍、CPA细胞毒性和细胞损伤，冷冻保存对于某些细胞类型在临床应用前的运输可能不是一个明智的选择。在当前实践中，来自冷冻运输细胞的一些残留CPA会被输注给接受细胞治疗的患者。尽管最近趋势显示细胞治疗冷冻技术中使用的CPA百分比（v/v）逐渐减少。此外，一些接受DMSO冷冻保存细胞的患者会出现不良反应或严重并发症，归因于CPA暴露。在患者输注前移除/清洗DMSO的努力可能导致各种问题：（1）细胞损失，（2）输注时间延迟，（3）需要额外的支持人员/专业知识，以及（4）解冻细胞长时间暴露于CPA的风险。此外，FDA指南指示在患者输注前必须进行最少的操作。另一个需要注意的重要因素是DMSO有浸出和蚀刻塑料输血管和其他临床容器的倾向，从而增加了cGMP过程中的风险。考虑到这些因素，以及细胞治疗产品的指数级增长，必须探索避免CPA暴露和冷冻保存的新方法：“如果在细胞制造过程结束时，细胞可以转移到医疗设备中，安全固定/封装，提供正确的营养和氧气，并在常温下运送给患者，所有这些都不需要冷冻保存，会怎么样？”这个工作流程建议规避了冷冻保存，避免了冷链运输，最大限度地减少了输注前的操作，并避免了CPA暴露。冷冻保存被认为是细胞运输的金标准方法；然而，对于某些细胞疗法来说，它可能不是“万能钥匙”。

存在越来越多的工作研究以新颖的方式在常温/室温（RT）下运输细胞，同时试图在交付点时维持高细胞产量。随着对细胞治疗期间冷冻保存临床影响的关注日益增长，常温运输方法（结合额外的细胞支持模式）可能是一个可行的选择。常温运输完全否定了对超低温的要求；因此，它减少了物流挑战、高成本、环境影响以及与冷冻保存相关的危害。过去，在RT或环境条件下将培养物装在充满培养基的培养瓶中运输曾被用作一种运输方法。然而，这种方法仅限于短距离和短时间，通常最多24小时，因为许多细胞类型在细胞培养瓶运输过程中无法充分存活或茁壮成长。这主要是由于氧气和营养的快速耗尽以及潜在的pH波动。

温度波动是常温细胞运输的一个主要限制因素。然而，有证据表明细胞在常温下仍能保持活力和功能。一项调查发现，在暂停培养后，重组中国仓鼠卵巢细胞（CHO-Clone 161）在6°C-24°C的温度范围内悬浮在培养基中（不含CO₂）的微量离心管中，长达3周表现出高细胞活力和指数级增长。在6°C下，CHO-Clone 161在储存第6天的活力为60%。在更低的温度4°C和延长的9天时间内，CHO-DG44和人胚胎肾细胞（HEK293 EBNA）在37°C孵育时恢复指数增长。这项研究表明，在有限的额外细胞支持下（仅悬浮在培养基中），细胞在较低温度下仍表现出强大的恢复能力和活力。另一项研究探索了细胞在培养基中悬浮运输和不同环境温度的影响：293T、Saos2、K562和HeLa细胞在16°C-22°C下处理4天表现出高活力，约80%。有趣的是，在5°C下，HeLa细胞在第4天表现出约50%的活力。原代小鼠胚胎成纤维细胞和小鼠胚胎干细胞（mESC）在16°C-22°C孵育4天后分别表现出约70%和40%的活力。黑色素瘤细胞在5°C-22°C培养4天后保持相同或更高的细胞密度。从曼彻斯特（英国）到武汉（中国）在环境温度下（约36小时运输时间）运输细胞，黑色素瘤（~65%）、293T（~80%）、Saos2（~85%）和mESC（~60%）均获得高活力。也观察到集落形成能力。相反，用冰袋运输的细胞表现出显著较低的活力和集落形成能力。人脂肪来源干细胞（hASC）的活力在低温（4°C-23°C）下藻酸盐中保存时差异显著。封装在藻酸盐中的hASC在15°C下储存72小时产生最高的回收率86% ± 6%，显著高于对照样品。低于或高于15°C，活力略有下降，但在23°C时观察到显著下降，回收率为29% ± 29%。在13°C至19°C之间的温度下实现了一致高于70%的活力，符合临床转化的FDA活力标准。表3总结了已发表的关于环境温度下细胞运输的论文。简而言之，重要的是要注意，当细胞在环境温度下运输时，它们有扩增的潜力。在大多数情况下，较低培养温度（例如，环境温度暴露/冷应激）通常会抑制多种细胞系的增殖能力。然而，一些研究强调在环境储存/运输期间细胞数量的显著增加。未来的研究需要考虑环境运输期间的增殖，因为它可能决定和/或影响（1）细胞接种密度，（2）营养消耗，（3）氧气消耗，（4）3D结构支持考虑因素，以及（4）细胞过度拥挤，随后可能影响细胞形态、功能和活力。

有效常温细胞运输的考虑因素

最终，如果细胞可以在环境温度下运输，它将减少交付点的操作次数。例如，在临床环境中，CPA将不存在，因此细胞不必被清洗或传代培养，而在研究环境中，这意味着细胞几乎可以立即用于实验。最近强调了对生物治疗中避免DMSO的选择，最终避免受损的细胞功能和患者体内的DMSO毒性。很明显，科学界正在敦促在某些基于细胞的疗法中寻找新的选择来避免CPA和冷冻保存。我们强烈鼓励探索新型常温细胞运输系统。然而，要在环境温度下运输细胞，需要考虑额外的细胞支持措施，主要是氧气、营养和结构支持的形式。

氧气支持

近年来，焦点已转向在细胞运输和细胞治疗过程中加入氧气供应。氧气供应不足（缺氧）会阻碍细胞功能（例如，代谢降低、促进衰老和细胞功能改变），这可能潜在地影响实验和临床程序。如果要成功实现长时间的环境温度细胞运输，必须考虑氧气供应——迄今为止，据我们所知，我们找不到已发表的工作将氧气供应纳入以帮助延长活细胞运输的保质期。然而，我们发现了几项研究，它们设计了用于细胞维持的“释氧”结构，其中大量工作是在胰腺胰岛细胞上进行的。这些例子可考虑用于帮助在活细胞（环境）运输期间加入氧气供应。这些技术包括（1）“产氧”材料（通常是过氧化物，可以通过与水反应原位产生氧气），（2）“输氧”材料（如全氟化碳，可以溶解和运输大量氧气），和（3）外部氧气输送（可以注入外源氧气的设备）。这些技术已经过综述，重点是胰腺胰岛细胞移植方面的工作。因此，这些技术有可能适用于环境细胞运输。此外，由于这些技术最初是为组织工程应用中提高细胞存活率而设计的，它们已经考虑了所使用材料的一些潜在局限性，包括无菌性、降解速率或监管问题。一个相关的例子是使用全氟化碳作为“输氧”材料，它们以前在FDA批准的产品（如Fluosol-DA, Optison^TM等）中用作人造血液替代品，因此已经规避了环境细胞运输供氧系统可能遇到的一些潜在转化限制。表4突出了活细胞运输的氧气支持考虑因素。

营养支持

细胞是代谢活跃的；因此，它们需要营养和氧气来生存。与实验室环境中的细胞培养类似，在环境温度下运输的细胞将需要营养支持，通常是在基础培养基中。胎牛血清（FBS）和其他血清基营养溶液通常被考虑用于活细胞运输，因为它们富含营养——商业FBS的关键成分包括血清相关蛋白、激素、生长因子、细胞因子、脂肪酸、脂质、碳水化合物、非蛋白/氮、维生素、矿物质和无机化合物。FBS包含超过100种可被细胞利用的营养化合物。最近，已经进行了研究以减少细胞培养中对血清的依赖性。研究表明，优化的营养支持可以促进细胞发育和存活。例如，通过严格优化展示了如何减少营养支持（仅剩39种成分）以有效支持人iPSC。像这样的研究强调了营养过度饱和并不总是有效生长所必需的，以及优化的营养配方如何有效支持细胞存活。类似的工作可以转化为环境细胞运输方法，以开发细胞特异性的营养支持系统。然而，在临床/细胞治疗环境中，一个非常重要的考虑是确保营养来源是无异种的（xeno-free），这样受体就不会面临污染物、疾病或免疫反应的风险。此外，在细胞治疗中使用无异种产品已被证明可以改善免疫调节特性，提供一致的可重复环境（改善生物一致性）并降低病毒和朊病毒的风险。

结构支持

生物产品在运输过程中容易受到各种应力的影响，最显著的是冲击运动和振动（由湍流和处理引起）。因此，必须考虑生物材料/细胞