

2026年,细胞与基因治疗(ATMP)产能扩张持续推进,一次性使用系统(SUS)在商业化生产中的渗透率达到新高度,与之伴随的是监管对生产组件生物学风险评估关注度的全面升级。
传统E&L评估框架正面临结构性挑战。该框架建立在浸出物经给药途径进入人体的基础假设上,依托PDE、SCT等毒理学终点推导安全阈值,对毒理数据库完整性的要求极高。
ATMP场景改变了风险的作用路径。塑料组件与活治疗细胞直接接触,提取物干扰的是"药品"本身——细胞分化潜能下降、转录组偏移、细胞功能受损,这类亚毒性损伤在MTT、CHO增殖抑制试验中难以显现。
2024年,Pahl等人于《Scientific Reports》发表研究(Sci Rep, 2024, 14:5933),搭建了基于无靶标表型筛选的新型评估体系,被业内视为SUS材料生物学风险评估的重要进展。
Cell Painting Assay(CPA)是该体系的核心技术。这项技术通过多重荧光染料同步标记细胞核、肌动蛋白骨架、高尔基体、线粒体、细胞膜等亚细胞结构,高内涵成像设备在单视野中提取1716项定量形态学特征,并与化合物参考数据库比对,输出Biosimilarity生物学相似性评分。
无靶标设计是CPA区别于传统毒理试验的关键。研究团队划分了12类生物学响应簇,待测物质形态学图谱与参考簇比对后得到0~100%的相似度分值,无需预先设定作用靶点即可系统性筛查未知提取物的潜在生物学扰动。
筛查结果呈现出清晰的风险分层。N-月桂基二乙醇胺整体生物活性最强,具备溶酶体蓄积特性(log P>2,pKa 9.2),成骨分化抑制试验中≥10 µM即可诱发毒性,属于重点管控物质。
部分品类的风险则明显收敛。bDtBPP、4-正壬基酚、TPO光引发剂的CPA诱导活性低于20%,且当前主流一次性生产耗材中已极少使用或含量被严格管控。DPP、TPP与DNA合成相关生物学簇呈中等相似度,提示干扰核酸代谢通路的潜在风险,需要加强剂量效应研究。
方法学对比揭示了明确的分工格局。研究同步依照ASTM E3231-19规范,采用CHO DG44细胞开展传统增殖抑制试验:CPA捕捉毒性阈值之前的早期形态扰动,CHO试验则成熟、简便、成本低,且积累了大量历史比对数据。
CPA用于初筛与表型定性、CHO细胞毒性试验用于定量验证的组合策略,正在成为ATMP耗材评估的实践共识。对于治疗窗口狭窄的ATMP细胞产品,亚毒性预警的价值尤为突出。
QSAR计算毒理被纳入交叉验证环节。该手段无需标准品、仅凭化学结构即可快速预判毒性,但预测可靠性高度依赖训练数据集,针对结构新颖的新型助剂可信度显著下降,行业共识是其仅作为前期初筛辅助参考,不能单独作为风险判定依据。
监管升级正在放大这项技术的现实意义。随着USP <665>确立一次性系统塑料组件的E&L风险评估通则、ICH Q3E推动浸出物指南框架逐步落地,相容性研究的证据要求持续提高。当供应商无法提供完整E&L数据包、现有物质难以依托ICH Q3D或USP <1664>框架推导PDE时,CPA可输出高风险物质匹配、内控阈值比对、验证清单精简三类关键信息,为包材筛选提供生物学补充证据。
趋势研判显示,新引入直接接触细胞的SUS组件前期筛查、供应商E&L数据包缺口补充、高风险耗材周期性再评估,将成为CPA评估体系在2026年及以后的主力落地场景。无靶标表型筛选与传统细胞毒性试验的互补格局,预计将在更多ATMP企业的相容性研究体系中固化下来。












