综述：生物反应器扩增人间充质干细胞的关键工艺参数与质量属性鉴定

这篇综述系统评述了人间充质干细胞（MSCs）在生物反应器扩增中的标准化挑战，提出通过质量源于设计（QbD）框架优化关键质量属性（CQA）如细胞活力、免疫表型（CD105/CD73/CD90）和三系分化能力，并强调溶解氧（DO）、pH和代谢物（葡萄糖/乳酸）等工艺参数（CPP）对规模化生产的重要性，为细胞治疗工业化提供理论支撑。

　　

引言

随着骨关节炎、心血管疾病等难治性疾病治疗需求的增长，间充质干细胞（MSCs）因其多向分化潜能和免疫调节特性成为再生医学热点。目前全球已有12款MSCs疗法获批，但传统二维培养的扩增效率限制其临床应用。生物反应器三维培养虽能提升产量，却面临供体差异性和批次变异性等标准化难题。国际细胞治疗学会（ISCT）虽定义了MSCs的最低标准（CD105⁺/CD73⁺/CD90⁺且具备成骨/成脂/成软骨分化能力），但生产工艺的调控仍缺乏统一规范。

系统性文献分析

通过PRISMA方法筛选142篇文献发现，76项研究聚焦于搅拌式生物反应器中MSCs扩增。质量属性分析显示，细胞计数（100%研究）和活力检测（89%）是基础CQA，而免疫表型（CD105/CD73/CD90阳性率>95%）和三系分化（72%）验证了ISCT标准。值得注意的是，仅23%研究检测了遗传稳定性（如端粒酶活性），提示早期研发阶段对安全性指标的忽视。

质量属性深度解析

身份鉴定：CD45^-/HLA-DR^-等阴性标记的检测率不足60%，反映标准缺失。最新ISCT指南建议根据应用场景灵活选择阴性标记，但CD45^-被列为必检项。

效力评估：三系分化虽是主流（图1A），但T淋巴细胞增殖试验等免疫调节功能检测仅见于31%研究，暗示需建立与适应症匹配的效力 assays。例如治疗GVHD的MSCs应侧重免疫抑制因子分泌谱分析。

工艺参数优化图谱

搅拌速率（100%）、微载体类型（92%）和温度（100%）是通用CPP。帕累托分析进一步锁定葡萄糖（监测率78%）和乳酸（65%）为关键代谢指标——当葡萄糖<2 mM时增殖率下降40%，而乳酸>10 mM会诱发细胞凋亡。溶解氧（DO）调控尤为关键：低氧（5% O₂）可提升MSCs干性基因OCT4表达2.3倍，但过度缺氧（<1% O₂）会导致线粒体功能障碍。

挑战与展望

当前生物反应器过程分析技术（PAT）的短板限制了实时调控——仅34%研究整合在线代谢物传感器。未来需开发低成本光谱传感器，结合机器学习建立DO-pH-葡萄糖的动态控制模型。标准化路径上，建议分阶段验证：先确保ISCT基础CQA，再根据适应症追加特定效力 assays（如治疗心肌梗死时检测VEGF分泌量）。

（注：全文严格基于原文数据，未新增结论；专业术语如"metabolomics"等均按原文格式标注）