什么是 CAR-T 细胞疗法？

CAR-T 细胞疗法采用个体化方案：即从患者体内提取自身的免疫细胞（即 T 细胞），经过改造、扩增后再回输到患者体内，从而使免疫系统能够自行对抗癌细胞。 这种个性化的治疗方案有望提高疗效并减少副作用。 此外，该疗法仅需单次治疗即可。 但因工艺复杂且依赖人工制备，该疗法可及性有限。

为什么 CAR-T 细胞的制备如此复杂且昂贵？

CAR-T 细胞的制备过程较为复杂，包含许多连续的步骤。首先要从患者的血液中提取 T 细胞。 这些细胞需要经过纯化、活化以及基因改造，使其能够识别癌细胞。 随后，这些经过改造的细胞将进行扩增并接受全面检测，以确保其安全有效。 所有这些步骤都需要无菌生产车间、专用设备以及训练有素的工作人员。

高昂的成本源于昂贵的材料和专用试剂，以及复杂的基础设施和大量的检测环节。 此外，每种疗法都是根据患者的具体情况量身定制的。

CAR-T 细胞的分散式自动化制备

弗劳恩霍夫制造工程与自动化研究所 (IPA) 利用 Festo 的技术，为此开发出了一种适用于小型、分散式生产系统的自动化方案，用于免疫细胞的治疗。

这些模块化的微型工厂可部署在大学附属医院等场所，其运行过程可实现高度自动化，对专业人员的需求不高。 通过自动化，制备时间和成本得以显著降低，从而能够更快、更经济地推广 CAR‑T 疗法，惠及更多患者。

个性化细胞疗法的规模化能力

这些微型工厂由多个模块组成，卡匣会依次通过这些模块。 每位患者的每个治疗步骤均需一个卡匣，在其中完成所需的 T 细胞处理。 在用于细胞改造工艺步骤的卡匣中，Festo 的自动化组件在极小的安装空间内实现了精确的液体输送。

该卡匣内含一个封闭的无菌流体系统，其中包含所有用于改造细胞的组件。 这些组件自身属于无源元件。 当卡匣被推入微型工厂的某个模块时，这些组件便会从外部被驱动运行。

其凭借集成阀实现精准的流体控制

在细胞培养室中，T 细胞与携带 CAR 受体基因蓝图的病毒接触。 由此，T 细胞会产生特殊的 CAR 受体，从而转化为CAR-T 细胞。

为此需将各类培养基精确加注至细胞培养室，进行混合与控温。 这一步骤由 Festo 的 Diffusion Bonded Manifold 来完成。 键合板内含一套管道系统，用于连接卡匣各区域。 键合板能实现精确的液体输送。 键合板内部集成了阀，这些阀通过外部控制气源进行切换，从而在各元件之间建立连接。

通过压缩空气或真空产生的推拉作用实现液体运动。 压缩空气通过智能控制，即使是最微小的量也能被精确计量并输送到卡匣内部，而且仅需极小的安装空间。 只需对其中与细胞及病毒发生过接触的元件进行更换即可实现卡匣的重复使用，使其服务于其他患者。 该系统设计精巧，只需简单几步操作，即可在洁净室外完成。