选择正确的生产系统
选择生产系统时，重要的是要了解病毒载体类型的具体要求，考虑所需的生产规模，确保与宿主细胞系的兼容性，评估过程控制和自动化水平，符合法规要求，考虑成本和可放大性，并评估优化和定制工艺的灵活性。根据应用和规模，可以使用多个生产系统。
优化下游工艺
有几种策略可以帮助提高下游工艺 (DSP) 期间病毒载体生产的效率、成本效益和产品质量。这些策略包括：
层析优化是 DSP 中的一个关键策略。通过仔细选择和优化层析步骤，例如填料选择、裝柱和洗脱条件，可以显著提高病毒载体的纯度和产量。微调过滤步骤，包括膜选择、孔径和过滤条件，也可以提高病毒载体的产量和质量。工艺集成涉及优化工艺流程以及集成 DSP 步骤，可以简化整个生产流程，减少周转时间并提高生产率。
DSP 的另一个关键方面是分析表征。使用稳健的分析方法实时监测关键质量属性 (CQA) 和工艺参数，可以在 DSP 期间更好地控制和表征病毒载体。这使得能够及早发现和解决潜在问题，确保生产出高质量的产品。
在 DSP 期间，病毒载体的稳定性至关重要。优化工艺条件，例如温度、pH 和搅拌速率，有助于在纯化过程中保持病毒载体的稳定性和完整性。规模放大的考虑也很关键，因为必须仔细优化柱尺寸、流速和保留时间等参数，以便从小规模生产顺利扩大到大规模生产。
最后，监管合规性不容忽视。遵守监管指南对于确保病毒载体产品的安全性、有效性和市场认可至关重要。
使用工艺优化原则，标准化工艺
与单克隆抗体生产不同，病毒载体生产在整个行业或学术机构中并未标准化。缺乏标准化在成本、产品质量和法规遵从性方面带来了挑战，尤其是在基因疗法走向商业化并面临越来越多的监管审查的情况下。然而，一种有助于实现病毒载体生产标准化的方法是应用工艺优化原则。通过识别和优化关键工艺参数 (CPP) 和 CQA，可以开发稳健且可重复的工艺，从而实现一致的产品质量、减少工艺可变性并提高成本效益。让我们看看如何应用工艺优化原则来标准化病毒载体生产。
工艺优化的第一步是确定对病毒载体产品的质量、安全性和有效性有重大影响的 CPP 和 CQA。CPP 是需要仔细控制和监测的工艺参数，以确保工艺的一致性和可重复性。CQA 是病毒载体产品的特征，对于确定其质量、安全性和有效性至关重要。病毒载体生产中的 CPP 例子包括但不限于转染或转导方法、载体成分浓度、纯化方法和配制缓冲液成分等。病毒载体生产中的 CQA 例子包括但不限于载体产量、载体效力、载体纯度和载体稳定性等。
一旦确定了 CPP 和 CQA，下一步就是优化 CPP，以实现稳健且可重现的工艺。这可能涉及进行实验设计 (DoE) 研究，其中系统地改变不同级别的 CPP，并评估它们对 CQA 的影响。各种统计工具和设计空间分析可用于确定 CPP 的最佳操作范围，从而产生所需的 CQA 值。CPP 的优化还可能涉及开发快速和强大的分析，以实现实时过程监控。
一旦确定了最佳 CPP 范围，下一步就是表征和验证该工艺，以确保其可重复性和稳健性。这可能涉及进行工艺表征研究，在不同的操作条件下测试工艺过程，以确定其性能特征。工艺验证研究，包括工艺能力研究，将有助于建立工艺持续满足预定义的 CPP 和 CQA 目标的能力。工艺表征和验证研究对于证明过程控制至关重要。
通过在开发过程的早期实施工艺优化，制造商可以建立可重复且稳健的工艺，来满足预先定义的质量目标、减少可变性并确保合规性（图 1）。在将工艺转移到合同开发和制造组织 (CDMO) 或为商业目的扩大规模时，这一点尤为重要。
构建平台
最近，重大技术进步为开发稳健的病毒载体平台铺平了道路。现有病毒载体平台在以改进的时间线和降低的成本生产高质量载体方面的成功证明了该领域的潜力。然而，尽管已经取得了重大进展，但仍有一些领域需要进一步研究、开发和优化，以释放病毒载体生产的全部潜力。这些领域包括新型生物反应器设计的开发，它可以精确控制，从而获得提高细胞生长和载体生产产量的环境条件，以及高效、可放大且具有成本效益的先进转染方法，以简化生产过程。无动物源性培养基和试剂的使用越来越受欢迎，以减少变异性和污染风险。通过基因编辑技术开发稳定的生产或包装细胞系可以提高可放大性和一致性。封闭系统可以最大限度地降低污染风险并提高安全性和可重复性。连续或先进的下游工艺技术可提高载体纯化的效率和产量。最后，需要进一步开发用于下游工艺的新材料和一次性解决方案。
分析检测的进步对于构建标准化病毒载体平台也至关重要。稳健的分析方法对于在整个生产系统中实时确定产品的质量概况至关重要，包括安全性、纯度、效力和稳定性。正在实施新兴技术，例如下一代测序 (NGS) 和质谱法、快速过程中测试方法，例如反转录聚合酶链反应 (RT-PCR) 或微滴式数字 PCR (ddPCR)、过程分析技术 (PAT) ) 用于实时监控、高级数据分析，包括机器学习和人工智能 (AI)、自动化和机器人技术，以及实时放行检测等新兴概念。
最后，病毒载体生产、质量控制和合规性的监管要求也可能会继续发展，需要不断努力以确保合规性。
还值得注意的是，病毒载体平台的可行性和准备情况可能因具体应用、载体类型和生产规模而异。一些病毒载体可能需要更复杂和专用的生产系统，而其它病毒载体可能更适合现有技术。无论哪种情况，都必须对您的工艺进行标准化，以确保稳健性、可重复性、可放大性和成本效益。
学术界、工业界和监管机构之间的持续研究、开发和合作将是推进该领域并确保我们准备好构建稳健且可放大的病毒载体平台的关键。
原文：R. Martín-Ibáñez, Standardizing success: paving the way for streamlined viral vector manufacturing in gene therapy. Cell & Gene Therapy Insights 2023; 9(3), 363–368.
