冷鏈運輸革新：無人機可以將CAR-T細胞從工廠送到臨床中心

在未來（到2030年），隨著越來越多的CAR-T細胞治療產品和基因治療產品獲得批准，對冷鏈物流服務的需求可能會顯著增加。就臨床規模而言，超過1,000個活躍的臨床試驗預示著對細胞療法的強大需求。

在2014年至2018年期間，物流服務提供商或其他物流服務提供商之間建立了越來越多的夥伴關係，預計2018年至2030年期間冷鏈物流市場的年增長率將超過9.8％。

總部位於意大利的生物技術公司Anemocyte與RPS Aerospace公司則比他們走在了更前沿，這兩家公司合作開發了一種遙控無人機系統，可以安全地將最終的細胞和基因治療產品從生產現場運送到臨床中心。

目前的原型機還可以運輸穿刺手術材料、骨髓和活檢標本，並配備GPS跟蹤、防篡改技術、溫度控制以及飛行過程中這些參數的連續實時監測。目前，所有的應用都只用於研究和開發目的，預計在今年晚些時候進行第一次模擬飛行50公里。

Cenk Sumen博士是美國基因和細胞治療外展和通訊委員會主席兼Thermo Fischer Scientific業務發展總監，他告訴GEN，目前對無人機的大量需求並不存在，至少在每年只有“數百”名患者接受治療的情況下是如此，但是無人機確實引起了人們對“需要解決的幾個關鍵問題”的重視，以便使更多公眾更容易接受細胞和基因治療，特別是自體細胞療法”的關注。

▲ 確保整個飛行過程中的監護鏈可能是無人機技術面臨的最大挑戰。[Anemocyte}飛起來的

嵌合抗原受體(CAR) T細胞療法具有極大的治療潛力，其中自體細胞療法在該領域獲得了相當大的關注。美國已經批准了兩種用於血液惡性腫瘤的商業產品(Kymriah®和Yescarta®)，全球正在進行100多項臨床試驗，CAR-T細胞療法的需求將會越來越大。

然而，這些治療方法是根據患者的具體情況來制定的，而商業化的製造過程通常需要在臨床中心和製造基地之間運送生物材料，有時甚至是三個地點即無菌中心。臨床試驗期間通常不需要這些交通工具，因為整個過程是在內部完成的，但如果涉及多個臨床試驗中心，則可能需要將無菌材料從收集點運送到生產研究產品的臨床中心。

雖然目前的運輸方法適用於CAR-T細胞治療，但耶魯大學臨床實驗室醫學助理教授、醫學博士Alexey Bersenev告訴GEN，“無人機是一個讓這個過程更有效率的工具。”

目前，這些產品的運輸缺乏效率和靈活性，可能導致資源浪費。賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院(University of Pennsylvania, Perelman School of medicine)臨床病理學和實驗室醫學助理教授、醫學博士安德魯•費斯納克(Andrew Fesnak)在接受GEN採訪時舉了一個白血病穿針術產品的例子。他表示:“與其讓運輸員等上一兩個小時，不如直接使用無人機運送，這樣將擁有更大的靈活性，可以更好地控制局面。”

最終，用無人機取代快遞員將提高運輸效率。費斯納克解釋說:“如果在一天內發貨四次，必須安排快遞員返回四次。”他說，快遞員每次回來都有不確定的風險，比如遲到。他說，有了無人機技術，“就可以讓四架無人機排成一行，隨時準備起飛。”

費斯納克說:“我認為在運輸產品的大部分步驟中都應該使用無人機。”當然，目前的無人機技術還不能允許CAR-T細胞產品長途運輸，比如從加州大學舊金山分校(University Of California, San Francisco)到賓夕法尼亞大學(University Of Pennsylvania)。但現在相對更短的距離，比如從賓夕法尼亞大學到新澤西州中部的製造基地，是“在可能的範圍”，費斯納克說。

保持CAR-T細胞的新鮮

有些CAR-T細胞治療產品是在超低溫下冷凍運輸，而有些則是隻需要冷藏的新鮮運輸。現在，Anemocyte公司的無人機原型機只能運送-20°C到室溫的新鮮產品，這對於目前歐洲市場上的異體骨髓移植、apheresis材料，甚至是自體體外基因治療Strimvelis®都是可以運輸的。

考慮到有些細胞，特別是CAR-T細胞的最終產品是低溫保存運輸的，需要在飛行過程中持續較低的溫度（如-80℃）來運輸全套細胞和基因治療產品。貝爾塞涅夫解釋說，要達到超低溫度，可能需要配置一個足夠大的艙室來儲存液氮的無人機，這將需要一個更大、更重的無人機。

雖然細胞和基因治療產品的趨勢是趨向於冷凍產品，這使得製造商有更多的靈活性，Bersenev推測，無人機技術的出現，可以更快地運送新鮮產品，使新鮮產品成為一個有吸引力的選擇。“但我認為，這將需要更多時間實現。”他表示。

儘管目前有溫度限制的問題，Sumen還是很樂觀，因為畢竟這只是第一個原型。他說:“這是這項應用的初期階段，我相信，如果這種方法取得重大進展，將會有更多的低溫低溫解決方案。”

即使功能上的問題得到解決，無人機可能還有一個更難以捉摸的心理障礙需要克服：贏得醫學界的信任。貝爾塞內夫說，無人機的用戶必須能夠信任這項技術的方方面面，從相信無人機不會在飛行途中發生故障，到相信整個飛行過程的溫度都保持不變，這可能需要在“數千次”試飛過程中收集數據。

能夠信任這項技術是至關重要的，因為無人機可以運輸的是一種不可替代的產品如：CAR—T細胞療法或捐贈的骨髓移植。而在飛行過程中，該產品的丟失或損壞可能會對患者造成嚴重的後果。費斯納克說:“如果運送的是一種紅細胞產品，它在飛行途中結冰，袋子破裂，那麼產品將無法使用。”“CAR-T產品運出去——這是病人唯一的機會——它可能會在飛行中丟失或墜毀，這可能是致命的後果。”

結語

確保整個飛行過程中的監護可能是這項技術面臨的最大挑戰。同時，降低細胞運輸的風險和成本也是細胞和基因治療行業的關鍵挑戰之一。對於患者而言，時間就是生命，如果能將運輸中的監護問題解決，那麼這將大大縮短患者獲得藥物的時間！無人機運輸細胞治療產品，在未來，這將不是夢！

參考來源：

https://www.genengnews.com/tech-exclusives/drones-land-in-the-cell-and-gene-therapy-space/