CAR-T細胞療法の製造工程とは？製造を速くすれば、患者に早く届くのか

CAR-T患者や健常ドナーのT細胞にCAR（キメラ抗原受容体）を導入し、がん細胞を攻撃させる細胞治療。詳しく →細胞療法の製造工程とは、患者自身のT細胞を採り、がん細胞を認識する受容体（CAR特定の抗原を認識するよう設計し、細胞に導入して指向性を与える人工の受容体。詳しく →）の遺伝子を導入して増やし、凍結して患者に戻すまでの流れです。製造、購買、品質保証のどの担当にとっても、設備も試験の組み方も、1人分を1バッチで作るという前提で決まります。

とはいえ、⁠製造の日数を縮めても、患者に届く日が同じだけ早まるとは限りません。 採取から投与までの時間は、製造の後の出荷判定製造したロットを規格に照らして出荷の可否を決める判断。有効期間の短い製品では時間との戦いになる。詳しく →と、前後の物流にも大きく左右されるからです。

この記事では、製造工程の範囲、製造を速くしても届く日が早まらない理由、工程と資材を選ぶ基準、自分の現場で何から確かめるかを順に説明します。

1. CAR-Tの製造工程とは、どこからどこまでを指すのか？

CAR-Tの製造工程は、患者の血液から細胞を採ってから、凍結した製品を出荷するまでの6つの工程です。 多くの製品は、患者自身の細胞を使う自家（autologous）患者本人の細胞を採取・加工して同じ患者に戻す細胞治療の方式。1患者1ロットで製造する。詳しく →製品で、1人分を1バッチで作り、ほかの患者には使えません。

抗体医薬が大きな培養槽で均一なロットを作るのとは違い、CAR-Tは患者ごとに小さなバッチを、無菌を保ったまま短期間で作ります。

• 採取（アフェレーシス血液成分を分離して目的の細胞（単核球など）を採取する手法。細胞治療の出発材料の採取に使う。詳しく →）：血液から単核球リンパ球などを含む血液中の細胞画分。アフェレーシスで採取しT細胞分離の出発材料になる。詳しく →を分離して採取します。
• 選択・活性化⁠：T細胞を分離し、増殖できる状態に活性化します。
• 遺伝子導入⁠：CARの遺伝子を細胞に導入します。
• 拡大培養⁠：投与に必要な数まで、数日から10日ほどで増やします。
• 洗浄・凍結⁠：培地や試薬を除いて凍結保存液細胞を凍らせて保存する際、氷の結晶による傷みを抑えて生存率を保つための保護液です。詳しく →に置き換え、容器に分注して速度を制御しながら凍結します。
• 出荷判定⁠：無菌性や力価などを確かめてから出荷します。

採取から投与までは、商用の製品でも1か月前後かかり、製品や施設によってはそれ以上です。工程の数は抗体医薬より少なく見えますが、1患者1バッチのため、1ロットの失敗がそのままその患者の治療機会の喪失につながります。

2. 重要：なぜ、製造を速くしても患者に早く届くとは限らないのか？

採取から投与までの総時間には、製造の日数に加えて、出荷判定の待ち時間と輸送の日数が加わるからです。 この総時間を vein-to-vein time患者から細胞を採取してから、製品を投与できる状態で戻すまでの総時間。細胞治療の重要指標。詳しく → と呼び、業界で重視される指標です。

時間の影響は臨床試験の数字にも表れています。チサゲンレクルユーセルの国際試験（ELIANA）では、登録された92人のうち、細胞を投与できたのは75人でした。投与に至らなかった17人には、待機中の死亡や有害事象のほか、製造の失敗で製品が届かなかった例も含まれます。

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短縮の余地が大きいのは、製造の日数よりも、その後の出荷判定と前後の物流です。薬局方の無菌試験は14日間の培養を前提とし、マイコプラズマ細胞培養に混入しうる微小な細菌。セルバンクなどで否定試験が求められる。詳しく →の培養法は数週間かかります。製造が予定どおり終わっても、試験結果が出るまでの日数は、そのまま患者の待ち時間に加わります。

そこで、迅速微生物試験や核酸増幅法標的の核酸を増幅して検出する手法。マイコプラズマなどの迅速な検出に使われる。詳しく →のような迅速法を使います。ただし、従来法と同等以上であることをバリデーション（方法が目的に合うことを示す検証）で示すことが前提です。

もう一つの制約は、取り違えの防止です。採取から投与までのどこかで取り違えれば、別の患者の細胞を投与してしまいます。患者識別の連鎖（Chain of Identity）と検体の追跡の連鎖（Chain of Custody）が、記録とシステムで途切れない設計が必要です。

つまり、届く日を早めるには、製造の日数だけでなく、判定の待ち時間と経路の記録まで含めて設計します。

3. では、何を基準に工程と資材を選ぶのか

工程と資材は、出発材料のばらつき、過剰に増やさない培養、除去工程の有無、遺伝子導入の安全性の4点から選びます。

出発材料と培養

採取した細胞は、質も量も患者ごとにばらつきます。化学療法やステロイドでリンパ球が減っていると、活性化も増殖も進みにくくなります。そのため、受け入れ時に細胞数、生細胞率、T細胞の割合を数値で確認します。

拡大培養では、培養が長引くと細胞が疲弊し、効力が落ちます。増やしすぎて効力が落ちる失敗と、増殖が足りずに規格の細胞数に届かない失敗は、互いに逆向きのリスクです。

活性化試薬と閉鎖系

選択と活性化では、T細胞表面の活性化シグナルを受け取る分子に対する抗体を結合させた、磁気ビーズを使う方式が多く使われます。ビーズを使うと製造の後半に除去工程が必要で、残留量も規格の対象です。ポリマー基材の試薬では除去工程が不要とされ、工程の数と記録の量が変わります。

培養は外気に触れない閉鎖系で行い、流路を使い捨てにして、患者間の交叉汚染別の製品どうしが混ざり込む汚染。多品種製造で洗浄や使い捨てにより防ぐ対象。詳しく →を構造的に防ぎます。閉鎖系の自動装置の利点は、作業の速さよりも、開放操作流路や容器を外気に触れさせて行う操作。その回数が無菌操作品における汚染確率の主な原因になる。詳しく →を減らして必要な清浄度の等級と人手を下げられることにあります。

遺伝子導入の安全性

承認済みの製品の多くは、レンチウイルスかγレトロウイルス分裂中の細胞にのみ遺伝子を組み込めるレトロウイルスベクター。安定産生株を作りやすい。詳しく →のベクターで遺伝子を導入します。ウイルスを使う場合は、次の2つで安全性を示します。

• VCN（ベクターコピー数遺伝子・細胞治療で、細胞1個あたりに組み込まれたベクターの平均コピー数です。導入効率や安全性を見る指標です。詳しく →）：細胞1個あたりのゲノムに、CARの遺伝子が平均で何コピー組み込まれたかを表し、多いほどゲノムの意図しない部位に組み込まれるリスクが上がります。FDAの2024年1月の最終ガイダンスは、リスク評価にもとづいて製品ごとに規格を決める考え方をとっています。
• RCL（増殖能を取り戻したウイルス）：混入していないことを確かめる試験で、許容される結果は「検出されない」だけです。

このように、どの資材と方式を選ぶかで、工程の数、規格の項目、試験の分担が変わります。

4. 自分の場合は、何から確かめるのか

資材や受託先を選ぶ前に、受け入れ基準、残留物の規格、判定の日数の3つを決めておくと、見積と試験計画の食い違いを防げます。

• 採取した細胞の受け入れ基準⁠：アフェレーシス（採取）産物の細胞数、生細胞率、T細胞の割合の基準を決めているかを確かめます。採取の時期も、製造の前に決めておきます。
• 残留物と遺伝子導入の規格⁠：活性化試薬に除去工程が必要なら、残留量の規格と試験法があるかを確かめます。ベクターの供給元と数量、ベクターコピー数（VCN）と増殖能を取り戻したウイルス（RCL）の試験の分担も確かめます。
• 判定の日数と経路の記録⁠：無菌・マイコプラズマ試験見た目に異常がなくても細胞に影響する微生物マイコプラズマの汚染を確認する試験。詳しく →に迅速法従来より短時間で結果が出る試験法。有効期間の短い細胞製品の出荷判定に使い、従来法との同等性検証が前提。詳しく →を使うか、そのバリデーションがどこまで済んでいるかを確かめます。患者識別の仕組みが、採取施設から投与施設まで途切れないかも確かめます。

材料と装置は、T細胞の選択・活性化試薬や自動細胞培養装置の製品ページで比べられます。試験は無菌試験が入口です。

参考文献

ガイドライン・基準

• FDA Guidance for Industry: Considerations for the Development of Chimeric Antigen Receptor (CAR) T Cell Products（2024年1月）
• FDA Guidance for Industry: Chemistry, Manufacturing, and Control (CMC医薬品の化学・製造・品質管理に関する申請資料。原薬と製剤で章立てが分かれる。詳しく →) Information for Human Gene Therapy Investigational New Drug Applications (INDs). https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/chemistry-manufacturing-and-control-cmc-information-human-gene-therapy-investigational-new-drug
• EMA Guideline on quality, non-clinical and clinical aspects of medicinal products containing genetically modified cells (EMA/CAT/GTWP/671639/2008 Rev. 1). https://www.ema.europa.eu/en/quality-non-clinical-clinical-aspects-medicinal-products-containing-genetically-modified-cells-scientific-guideline

主な文献

• Maude SL, et al. Tisagenlecleucel in Children and Young Adults with B-Cell Lymphoblastic Leukemia. N Engl J Med. 2018;378(5):439-448. PMID: 29385370. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29385370/
• Levine BL, et al. Global Manufacturing of CAR T Cell Therapy. Mol Ther Methods Clin Dev. 2017;4:92-101. PMID: 28344995. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28344995/