垂直轮式生物反应器集成过程分析技术在T细胞制造中的自动化应用研究

本文推荐：研究者开发了集成自动化控制和在线过程分析技术（PAT）的垂直轮式生物反应器平台，实现了封闭系统的T细胞（含CAR-T）生物制造。通过降解性微支架（DMS）激活系统优化关键工艺参数（CPP），结合耗竭培养基分析与符号回归，建立了可扩展的智能自动化生产体系，为细胞治疗产品的质量监控与工艺控制提供了创新解决方案。

　　

优化生物反应器搅拌：转速（RPM）对T细胞生长和表型的影响

垂直轮式生物反应器以其温和的流体动力学环境优于传统搅拌式反应器。本研究首次建立T细胞在垂直轮系统中的扩增方案，重点探究了混合速度与补料策略的影响。鉴于T细胞在体内倾向于淋巴结聚集的特性，我们通过调节转速（20-40 RPM）发现低速条件（25 RPM）更利于维持早期记忆表型（如干细胞记忆T细胞T_SCM），而高速会促进效应T细胞分化。

讨论

T细胞疗法的规模化制造面临一致性和质量控制的挑战。本研究开发的PAT集成垂直轮反应器具备实时成像（qOBM）、pH/溶氧（DO）监测等功能，通过模型预测与实验验证，明确了混合速度、补料速率和IL-3补充等关键参数对T_SCM亚群富集的决定性作用，为智能化细胞生产提供了技术框架。

结论

本研究建立了基于垂直轮反应器的T细胞/CAR-T细胞自动化扩增工艺，结合计算模型与过程分析技术（PAT），实现了对细胞治疗关键质量属性（CQA）的动态监控。该平台通过多模态传感器与闭环控制，显著提升了工艺可重复性和产品疗效，为下一代细胞工厂设计树立了标杆。

细胞获取与T瓶扩增

实验采用CD3+泛T细胞（购自Charles River Laboratories），使用含100 IU/mL rH-IL2的TexMACS培养基进行活化。研究通过对比静态培养与生物反应器条件，验证了降解性微支架（DMS）替代传统Dynabead^TM激活的可行性。