經過多年來的技術積累，基因治療產業已經逐步走向成熟，如果把小分子藥物、 抗體藥物稱為生物醫藥的前兩次革命，基因治療將引領生物醫藥的第三次產業革命。

隨著細胞和基因治療行業快速發展以及越來越多的產品進入到臨床實驗及商業化生產階段，越來越多的公司開始考慮建設滿足GMP要求的病毒載體生產平臺。

目前常見的病毒載體大致有如下幾種：

其中根據不同病毒的特性，生產過程會有所不同，針對以上的病毒載體，Cytiva提供了不同的製程解決方案，如下圖：

其中腺相關病毒(AAV)、慢病毒（LVV）和腺病毒（AdV）是目前基因治療主要的病毒載體，可預期未來這些載體的使用也會快速增長，並越來越多樣化。這也對規模化生產提出了挑戰。與傳統的生物治療藥物(如單克隆抗體)相比，病毒載體生產主要面臨以下三個主要問題：

1  病毒載體表達量低：目前病毒載體的表達量一般都維持在AAV產量水準E14 vg/L，LVV產量水準E10-E11 TU/L， AdV產量水準E14 VP/L，HSV產量水準E11 pfu/L，較低的表達水準為規模化生產帶來了比較大的挑戰。

 2  規模較小的上游生產以及生產工藝的多樣性：隨著基因治療管線的擴增並受到產品劑量和療效的影響，病毒載體生產批次和規模差異較大，如何搭建一個靈活平台成為行業發展亟需解決的重要問題。

 3  缺乏專門針對病毒載體生產而優化的硬體設備、耗材及方法，這也導致產品在產量、純度和交叉污染等方面面臨挑戰。
 

法規對基因治療病毒載體生產的要求

2021年西藥藥品優良製造規範（第一部、附則）修訂附則二，增加對再生醫療製劑(Advanced Therapy Medicinal Products, ATMPs) 的製造指引，其中提到生產中交叉污染的防止措施應考量專用的製造設施或使用一次性生產系統。

結合上述的靈活生產平台建設的需求，一次性產品的應用成為絕佳的解決方案。

一次性技術

出於成本，時間及不需要清潔驗證等因素的考慮，一次性使用技術越來越多的被應用於細胞治療和病毒載體生產。這也為生產企業提供了充分的靈活性和便捷性，尤其對於多產品共線生產，通過更換一次性耗材即可實現不同產品不同批次切換，而不用花費過多精力去進行清潔驗證。一次性技術為病毒載體生產提高了生產效率和安全性。 但是已上市層析設備適合小體積純化的選擇非常有限，這可能會使後續的處理步驟複雜化。例如，對於小批量純化過程使用過大的層析系統和層析柱可能存在較大的系統死體積，這會導致生產的產品被過度稀釋或產品在收集時與其他溶液混合，進而可能影響到產品品質。因此，在病毒載體純化時，使用合適規模的純化系統變得非常重要。

全新ÄKTA ready 450一次性層析系統 — 為小規模GMP生產而設計

全新推出的ÄKTA ready 450是專門為滿足細胞、基因治療行業和傳統生物製劑行業的小規模生產純化需求而設計(圖2)的一次性層析系統。該系統使用預先伽馬射線輻照即拆即用的flowkit套件，可搭配RTP層析柱 (prepacked, presanitized)，實現生產過程封閉化，降低產品暴露風險，最大程度減少產品污染和交叉污染的風險。Flowkit套件安裝快速簡單，可在短短10分鐘內完成，有助於降低出錯風險，縮短批次之間的周轉時間，從而提升效率、增加安全性。系統占地面積小，可有效利用潔淨室空間。
 

   圖2 ÄKTA ready 450 一次性層析系統

該系統每個泵流速範圍 5 – 450 ml/min，具有較低流速範圍和較低的滯留體積。這些特點能幫助層析工藝實現更佳的分離效果，更準確的組分收集，保證製程放大的穩健性。在整個flowkit套件中集成了多種高性能感測器，包括預先校正的pH計、電導計和多波長紫外檢測器，可為使用者提供即時資料顯示和記錄。ÄKTA ready 450搭配的紫外感測器可以同時測量 206 nm至 700 nm 之間的任意三個波長。紫外吸光度260 nm/280nm比值對於AAV實心顆粒和空殼的分離起著重要作用，在ÄKTA ready 450上可將其設置為切峰收集的標準。

ÄKTA ready 450一次性flowkit流路共有 12 個入口( 8 個在泵A上，4 個在泵B 上，用於梯度洗脫)和 6 個出口。每個泵後均有單獨流量計可以即時監測流速。並可以通過UNICORN軟體進行回饋調節，保證工藝流速的穩定性，該套件跟標準層析系統一樣也有氣泡陷阱和用於安裝濾器的位置，詳見圖3。