在生物医药的版图中，先进治疗药物（ATMPs），特别是细胞与基因治疗（CGT），正以前所未有的速度改写着医学的边界。从让失明者重见光明的基因疗法，到让晚期癌症患者实现临床治愈的CAR-T细胞免疫疗法，这些“活的药物”展现了治愈既往“不治之症”的巨大潜力。
然而，伴随颠覆性疗效而来的，是制造工艺中前所未有的复杂性。与传统单克隆抗体（mAbs）不同，ATMPs的生产高度依赖于一次性使用系统（Single-Use Systems, SUS）。在这个过程中，聚合物材料中可能释放出的化学物质——可提取物（Extractables）与浸出物（Leachables, E&L），不再仅仅是安全性的潜在威胁，更可能直接扼杀这些脆弱细胞的生命力。
近日，行业权威组织 BioPhorum 发布的《先进治疗药物中的可提取物与浸出物——行业初步观点》（Extractables and leachables in ATMPs）报告，联合 FDA 及多家跨国药企，向全行业发出了警示：在 ATMP 领域，聚合物材料释放的可提取物（Extractables）与浸出物（Leachables, E&L）已不再仅仅是简单的化学杂质问题，它们是直接影响细胞“命运”的隐形应力。
先进治疗药品（Advanced therapy medicinal products，ATMPs）：通常采用核酸、微生物（细菌、真菌、病毒等）、细胞或组织等作为起始原材料，经体外操作制备，涉及到的原材料种类包括核酸、病毒载体、亚细胞结构/细胞或组织等
第一部分：范式转移——从“毒理安全”走向“细胞生理稳定性”
在传统的单克隆抗体（mAbs）研发中，E&L 研究的逻辑基础是毒理学关注阈值（TTC）。我们担心的是浸出物是否致癌、致突变或具有生殖毒性。但在 ATMP 领域，这种范式正在发生根本性转移。
1.1 脆弱的“活药”：超越死亡的亚致死损伤
ATMPs的活性成分通常是活细胞。这些细胞对周围环境极其敏感。报告指出，对于ATMP，E&L评估的重心已转向工艺设备相关浸出物（PERLs）对产品质量的影响。
- 分化轨迹的偏离： 研究表明，某些从塑料膜中浸出的抗氧化剂（如 BHT 降解产物）虽然不会直接杀死干细胞，但会干扰 notch 或 Wnt 等关键信号通路，导致干细胞在扩增过程中发生非预期的分化，失去治疗潜能。
- 代谢扰动： 浸出物可能结合在细胞膜表面的受体上，改变细胞的代谢流，导致 CAR-T 细胞在回输前就已经处于“耗竭（Exhaustion）”状态。
- 功能性缺失： BioPhorum 报告指出，PERLs（工艺设备相关浸出物）对细胞活力、产量及关键质量属性（CQA）的影响，比对人体的直接毒性更为紧迫。
1.2 为什么传统标准不再足够？
虽然USP <665>等标准为生物药制造系统的表征提供了框架，但报告明确提出：ATMP工艺具有独特的物理化学特征（如高表面积体积比、长接触时间），这使得我们必须重新审视现有标准的适用性。
1.3 监管的新尺度：质量即安全性
FDA 在报告中明确指出，对于 ATMP，安全性评估必须与有效性评估深度耦合。如果浸出物导致细胞的杀伤能力下降，即使该物质本身无毒，也会因疗效缺失而被视为严重的安全性风险。
第二部分：材质——ATMP 制造中的“高风险雷区”
ATMP 的生产工艺通常具有“高表面积比”和“低稀释倍数”的特点，这放大了包材的负面效应。
2.1 PVC 与增塑剂
在细胞治疗中，由于需要极佳的柔韧性和超低温抗裂性，PVC（聚氯乙烯）及其增塑剂（如 DEHP）仍是大规模应用的主角。
- DEHP 的双面性： DEHP 能够稳定红细胞膜，但在 T 细胞培养中，它被证实具有明确的细胞毒性。
- 替代品的挑战： 行业正在转向非邻苯类增塑剂（如 TOTM 或 DINCH），但这些新物质在 ATMP 特殊培养基（含血清、高浓度细胞因子）中的浸出动力学尚缺乏长期数据积累。
最新的研究使用了“细胞绘画分析（Cell-painting assay）”来追踪塑料相关化合物对细胞内部结构的细微影响。
2.2 表面活性剂的“溶蚀”效应
ATMP 工艺常使用聚山梨酯（PS20/PS80）或 Pluronic F-68 来保护细胞免受剪切力损伤。然而，这些表面活性剂是一把双刃剑：
- 增强迁移： 它们会显著提高聚合物中疏水性添加剂（如润滑剂芥胺、紫外吸收剂）的溶解度。
- 微滴包裹： 表面活性剂能将不溶于水的浸出物包裹成胶束，使其更易被细胞吞噬，从而放大细胞内毒性。
2.3 关键组件：袋、管与过滤器
- 储存袋： 静态接触时间最长，是浸出物累积的主战场。
- 无菌连接管： 热熔焊接过程中的瞬时高温会加速高分子降解，产生全新的降解产物（Degradants）。
- 除菌滤器： 巨大的表面积可能截留辅料，同时释放膜单体。
2.4 “高表面积比”的放大效应
与大规模抗体生产（数千升规模）相比，ATMP（尤其是自体细胞治疗）通常是小规模、高频次的。这意味着：
- 接触面积大： 小体积的药液接触到相对大面积的塑料表面（瓶、袋、管路）。
- 稀释倍数低： 传统工艺中繁琐的下游纯化步骤（如层析、超滤）在ATMP中往往被简化。这意味着在前端产生的浸出物，更有可能“一路畅通”地进入最终制剂。
2.45储存与静置的风险
ATMP工艺中存在大量的静态接触。例如，细胞在低温保存袋中长期储存，或缓冲液在塑料容器中长期放置。这种静置状态有利于化学物质从聚合物基质中迁移出来，形成高浓度的“浸出物”。
第三部分：FDA 视角下的“系统性风险”与“累积效应”
FDA 首席研究员 Andrey Sarafanov 博士在 BioPhorum 报告中提出的观点，代表了监管层面的重大转向：
3.1 拒绝“孤立评价”
传统的 E&L 报告往往是逐个组分的列表。但 FDA 强调，评估应基于累积效应（Cumulative Effects）。
Sarafanov博士强调，评估不应针对单个E&L组分孤立进行。即使每种化合物的浓度都低于检测限或毒理学关注阈值（TTC），它们之间的累积效应（Cumulative Effects）仍可能对细胞产生协同毒性。
3.2 动态的“源”与“汇”模型
FDA 建议企业建立全工艺流的物料平衡模型：
- 源（Sources）： 识别所有潜在的 E&L 来源，包括被忽视的“辅助材料”（如泵管）。
- 汇（Sinks）： 洗涤步骤、离心、液面置换等操作对浸出物的清除效率。
** 最终的风险评估应基于“到达病人/细胞的剩余暴露量”，而非简单的提取数据。
第四部分：技术创新——如何攻克E&L难题？
面对 ATMP 的特殊性，传统的化学分析法（LC-MS, GC-MS）已显露局限，行业正在引入生物物理与图像学手段。
4.1 细胞绘画分析（Cell-painting Assay）：亚细胞水平的“刑侦术”
这是 BioPhorum 报告中重点提及的新型评估手段。
- 机制： 利用多种荧光染料同时标记细胞核、内质网、线粒体、细胞骨架等主要细胞器。
- 洞察： 通过高内涵成像技术，对比受浸出物干扰前后的细胞形态特征。即使细胞存活，如果线粒体分布发生改变或内质网出现应激，模型也能灵敏地捕捉到这种“亚临床”损伤。
4.2 In Silico 模型与大数据预测
Sartorius 等供应商正在开发基于 QSAR（定量结构-活性相关）的数字化工具。
- 预测迁移： 输入物料材质、溶剂极性、温度和时间，软件即可预估浸出物的浓度上限。
- 减少实验： 对于已经过验证的 SUS 组合，利用 In silico 数据可以豁免部分昂贵的物理测试，加速 CMC 申报进度。
4.4灌流工艺（Perfusion）的优势
研究发现，动态的灌流工艺比传统的批次（Batch）工艺更有利于控制浸出物。由于培养液在不断更新，PERLs难以在体系内蓄积，从而降低了细胞受损的风险。
4.3 高分辨质谱（HRMS）与非靶向筛选
针对 ATMP 工艺中可能出现的未知降解产物，采用 Orbitrap 等高分辨质谱进行“非靶向筛选（Non-targeted Screening）”，构建特定工艺的“化学指纹图谱”，确保任何异常信号都能被实时追踪。
第五部分：面向未来的 E&L 管理策略
基于BioPhorum的行业观点，ATMP从业者应在以下几个维度加强管理：
- 建立风险评估矩阵： 不要等产品进入临床三期才开始做E&L。在工艺开发初期，就应针对SUS组件建立风险评分（考虑接触时间、温度、流体性质、表面积比）。
- 供应商深度合作： USP <665>的数据应作为基准，但企业应要求供应商提供更深入的、模拟ATMP特殊溶媒（如含血清培养基、DMSO）的提取数据。
- 关注“关键组件”： 重点审查储存袋和长管路。对于高风险组件，考虑采用覆膜技术或寻找更具生物惰性的替代材料。
- 标准化与协作： E&L不是竞争领域，而是合规与安全底线。行业应通过类似BioPhorum的平台，共享材料毒理学数据库，避免重复劳动。
结语：在透明的容器中守护“活的希望”
ATMP 开启了医学的新纪元，但也对药物生产的“纯净度”提出了近乎苛刻的要求。聚合物界面不再是冷冰冰的容器，它是一个充满了化学博弈的动态环境。
正如 BioPhorum 报告所揭示的，理解界面科学、深挖浸出物与细胞的生物交互，已成为 ATMP 成功的关键技术壁垒。 在追求基因重组、细胞改造的宏大叙事时，回归对每一段管路、每一个塑料袋的细致审视，才是对患者生命最负责任的守护。
