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生物样本存储专业知识分享 | 免疫细胞储存与治疗技术
发布时间:2024/08/23

免疫细胞存储是将免疫细胞置于液氮低温条件(-196℃)下存储,使细胞暂时脱离生长状态,在需要的时候复苏细胞进行应用。其原理是:在低温条件下,降低细胞的酶活性,即细胞代谢处于“暂停状态”,从而使细胞活性保存下来。


什么是免疫细胞?

免疫细胞是指参与免疫反应的白细胞群体,涵盖先天性淋巴细胞、吞噬细胞及能识别抗原、产生特异性免疫反应的淋巴细胞等。

它们时刻与数以亿计的微生物、变异细胞、癌细胞等对抗,显著降低各类疾病的发生风险。

作为人体内部的天然卫士,扮演着修复细胞故障、维护整体健康的至关重要的角色。

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免疫细胞如何冻存?

免疫细胞储存,是通过采集自体外周血,于符合GMP标准的实验室中分离、提取免疫细胞,经过体外增殖,形成数亿级别的高活性细胞群。

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▲ 细胞冻存流程

随后,采用全自动冷冻技术,将这些细胞置于-196℃液氮环境中长期保存,确保即使时隔20年,细胞仍保有青春时期的活力,当需要时,可随时提取使用。

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▲ -196℃数字化生物样本管理存储系统


免疫细胞可以冻存多久?

科学研究表明,在极低温度的冷冻环境中,细胞能够进入一种类似休眠的状态。在这种状态下,细胞内的酶活性被显著降低,从而避免了电离损伤的发生,使得细胞能够实现长期保存。例如,在-70℃的冰箱中,细胞可以安全地存放长达一年之久。而当细胞被保存在-196℃的液氮中时,它们的保存期限几乎是无限的。这种技术为细胞的长期保存提供了一种有效的解决方案。


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▲ 将免疫细胞移入液氮罐


为什么要冻存健康的免疫细胞

2021年《中国免疫学杂志》发表了一篇关于《冷冻保存对NK细胞活率及其肿瘤杀伤效果的影响》[1]的研究文章。

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▲ 参考文献1

该研究经过对比研究表明,冷冻保存的NK细胞满足临床应用所要求的活率和高效杀伤肿瘤细胞能力,可以发展成为即用型细胞药物,具有广泛的临床应用前景。

活力:复苏后活力不减

研究发现,即使冷冻三个月,NK细胞复苏后的活力仍可达到92%左右,即使复苏24小时后,活力仍可达到80%。这意味着,它们仍具备良好的战斗能力。

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▲ 参考文献1:冻存前后NK细胞活力对比

能力:关键能力仍保留

对于新鲜和冷冻的NK细胞的肿瘤杀伤效果,实验结果同样让人欣喜。

NK细胞能够分泌一种叫做IFN-γ的物质,有助于击败肿瘤。冷冻后,这一能力虽然有所下降,但差异并不显著。无论是在不同的靶点对比下,还是在不同的冷冻时间内,它们对癌细胞的杀伤效果几乎没有差异

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▲ 参考文献1:新鲜及冻存NK细胞IFN-γ的分泌量

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▲ 参考文献1:新鲜NK细胞与冻存NK细胞表面活化性受体表达情况

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▲ 参考文献1:新鲜NK细胞与冻存NK细胞表面活化性受体表达情况

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▲ 参考文献1:96小时NK细胞对人肺癌细胞A549的杀肿瘤效果

不论是新鲜的还是“冷藏”后的,NK细胞都是我们身体的勇敢战士。以上研究证明,即使经过冷冻保存,它们的战斗力也几乎没有减弱。

冻存的免疫细胞与新鲜免疫细胞效果相同

2022年,一篇发表《Front Oncol》杂志上的文献[2]通过对比了从成人外周血分离的新鲜免疫细胞和分离后冻存过的免疫细胞在制备CAR-T后细胞的活性及临床应用后患者的临床治疗情况。

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▲ 参考文献2

研究数据证明,冷冻保存的免疫细胞仍显示出很高的抗肿瘤效力和特异性,且能扩增足够的细胞数量用于临床治疗肿瘤并使患者完全缓解,并且对比新鲜免疫细胞,效果没有统计学差异。这再次印证了冻存后的免疫细胞可用于今后细胞临床治疗的可行性。


免疫细胞治疗技术

最常见的免疫细胞治疗有:肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)疗法、因子诱导的杀伤细胞(CIK)疗法、自然杀伤细胞(NK)疗法、嵌合抗原受体T细胞免疫(CAR-T)疗法等。

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TIL疗法

是从患者肿瘤组织中分离出淋巴细胞,在体外进行大规模扩增与培养后,回输至患者体内,进而特异性地杀伤肿瘤细胞,为免疫检查点抑制剂失败的实体瘤患者带来了新的希望。作为一种新型的抗肿瘤效应细胞,主要作用于干预皮肤、肾、肺、头颈部、肝、卵巢部位的原发或继发肿瘤。

02

CIK疗法

CIK细胞是人体免疫突击兵,全名cytokine-induced killer。是人体外周静脉血单个核细胞在体外培养获得的一群异质性细胞,主要用于手术和放化疗后微小残留病灶的清除。

03

NK疗法

自然杀伤细胞(NK)是人体内重要的先天免疫细胞,具有免疫清除和免疫监视等功能,通常被认为是抵抗病毒/细菌感染的第一道防线,无需特异性抗原刺激,即可杀伤靶细胞。

04

CAR-T疗法

主要是将嵌合抗原受体的特异性与T细胞的免疫作用相结合,再通过特异性识别,杀伤肿瘤细胞,近几年通过优化改良在临床肿瘤治疗上取得很好的效果,是一种非常有前景的,能够精准、快速、高效,且有可能治愈癌症的新型肿瘤免疫治疗方法,在治疗恶性血液肿瘤方面展现出了巨大潜力和应用价值。

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免疫细胞储存技术    

1.接收与预处理:观察与检测各项指标都符合后,进行一系列的预处理,如:分离、提取等。

2.低温冷冻:免疫细胞一般在液氮中保存,其温度为-196°C。这样的低温可以确保细胞的生理和生化活性在长时间内得到保持。

3.冷冻介质:为保护细胞不受冰晶伤害,通常使用含有防冻剂的特殊冷冻介质,例如 DMSO (Dimethyl sulfoxide)。

4.缓慢冷冻:为避免细胞受到快速冷冻的伤害,应使用专门的冷冻设备进行控制速率的冷冻。

5.无菌条件:免疫细胞的采集、处理和存储都应在无菌条件下进行,以避免微生物污染。

6.样本标识:每个样本都应清晰地标识,包括捐献者信息、采集日期、细胞类型和数量等。

7.质量控制:定期对存储的细胞进行质量检查,包括细胞活性、纯度和无菌性检测。

8.安全存储:确保液氮罐或冷冻存储器具有稳定的电源和温度监控系统,并定期进行维护和检查。应有备用的电源和液氮供应。

9.数据库管理:建立和维护一个细胞样本数据库,记录每个样本的所有相关信息。

10. 运输和转移:如果需要将细胞样本运输到其他地方,应使用专门的运输容器,并确保在整个运输过程中维持适当的温度。

11. 复苏:在使用前,免疫细胞需要经过特定的复苏程序,以确保细胞的活性和功能。