去蕪存菁
對於絕大多數的細胞療法而言,冷凍保存(Cryopreservation)都是不可或缺的一部份。藉由冷凍保存得以克服細胞製品從收集到回輸的間隔時間、提供更好的品質控管、更高的HLA配對成功率以及實現遠距離運輸。
在細胞冷凍保存前一般會先執行體積減量(Volume Reduction),其用意是去除血品中絕大多數的紅血球及血漿,僅保留富含幹細胞的Buffy Coat部分。

幹細胞減量技術常運用在臍帶血幹細胞儲存

少即是多:減量,更安全
將血漿減量的好處在於血漿中不含幹細胞,去除後能更方便保存、節省儲存空間。另外,減量也會降低細胞製品凍存時所需添加的DMSO劑量。DMSO(Dimethyl sulfoxide)常作為抗凍劑添加至細胞製品中保護細胞在保存時期免於凍傷,但DMSO的缺點是具有毒性,當隨細胞製品一同輸注至人體可能引發嚴重的不良反應,因此使用較少量的DMSO可以降低治療時對病患的危害。
同樣的,紅血球減量會節省儲存空間與減少DMSO用量,此外也降低了異體移植時因ABO血型不同的可能移植風險,另一方面凍存-回溫過程會造成紅血球破裂產生游離血紅素(Hemoglobin),吸收過量的游離血紅素可能對患者腎臟造成影響,紅血球減量即限制了游離血紅素的上限。

加拿大血液中心藉由周邊血幹細胞血漿減量降低病患對於DMSO的攝取

減少人為失誤風險、降低污染可能性
理想的細胞減量作法是透過自動化設備以提升作業效率、縮短處理時間、減少人為疏失機會。使用封閉式系統降低作業時樣本受細菌污染的風險。更重要的是減量過程能產出充足的有核細胞及幹細胞的回收率以支持臨床使用。
Sepax是一台全自動、封閉式、GMP-Compatible的血球細胞分離機,針對臍帶血周邊血骨髓脂肪多種幹細胞來源提供專屬的減量模式,能依照來源屬性不同達到幹細胞分離、富集的最佳化。

針對不同細胞來源、不同目的提供專屬軟體更方便使用者操作

案例參考

臍帶血
就臍帶血保存而言,凍存前的減量作業已經是一種業界常規。英國的慈善機構-安東尼諾蘭細胞治療中心(Anthony Nolan Cell Therapy Centre)使用SepaxUCB程序處理所收集的臍帶血,能夠在無需人為介入以及不用額外設備配合下約35分鐘即可完成作業[8]。

美國杜克大學醫學中心幹細胞實驗室(Duke University Medical Center Stem Cell Laboratory)使用的是SepaxUCB-HES程序處理臍帶血的體積減量[3]。與UCB程序不同的地方在於UCB-HES會加入羥乙基澱粉(hydroxyethyl starch, HES)作為介質加強分離效果。此外,解凍回溫後的臍帶血杜克大學也用Sepax CordWash程序洗滌掉內含的DMSO、游離血紅素[4]。

Sepax執行臍帶血減量

骨髓
針對骨髓幹細胞,杜克大學則使用SepaxSmartRedux程序執行幹細胞減量[6],SmartRedux相較UCB能處理更大的作業量(~3300ml),因此適合收集量較多的骨髓樣本使用。

周邊血
在周邊血幹細胞方面,透過血液分離術取得幹細胞往往包含大量血漿,這會帶給患者較大的DMSO負荷以及更長的輸注時間。為了提供患者更好的產品品質,加拿大血液中心幹細胞實驗室(Canadian Blood Services Stem Cell Manufacturing Lab)使用SepaxPeriCell程序執行周邊血幹細胞減量,大約可以減量37%原始體積[1][9]。

Sepax的優點可歸納成以下7點:
多用途
– 可處理多種來源、多種功能,使用具彈性。
高再現 – 減少人為介入,產出高一致性。
高擴充 – 隨時可依需求擴充軟體、產能。
高效率 – 依功能不同僅需執行30~120分鐘。
高安全 – 封閉式系統、一次性耗材。
小巧輕變 – 容易導入現行設施規劃。
合規 – GMP-compatible

參考資料:
1.Development research leads to Canada’s first plasma reduced HPC unit – Canadian Blood Services
2.Donating Cord Blood Safety Standards – Canadian Blood Services
3.UCB Processing Using the Automated Sepax 2 S-100 Cell Processing System with UCB-HES Protocol – Duke University Medical Center
4.Thawing and Washing Umbilical Cord Blood Units Using an Automated Sepax System – Duke University Medical Center
5.Sepax 2 Guideline-BM Processing Plasma Depletion ONLY – Duke University Medical Center
6.Processing Bone Marrow using the Sepax 2 instrument – Duke University Medical Center
7.Shu, Z., Heimfeld, S., Huang, Z., Liu, C., & Gao, D. (2015). Progress in Cryopreservation of Stem Cells and Immune Cells for Cytotherapy.
8.Cord Blood Production at Our facility – Anthony Nolan Cord Blood Bank and Cell Therapy Centre.
9.Jelena L. Holovati, Brenda Letcher, Kelly Murphy, Sheila Langevin, Mike Halpenny, Tanya Petraszko,Heidi Elmoazzen.(2019). Effectiveness Monitoring Outcomes: One Year Post-Implementation of An Automated Closed Volume Reduction System in Processing of Hematopoietic Progenitor Cells for Autologous Transplant.

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