在外泌體的科研與產業化旅程中,除政府政策與學界研究的推進外,產業界的實戰經驗與第一線的觀察同樣至關重要。陳燦堅、郭村勇與張聰民,這3位來自不同領域的重量級專家,共同勾勒出台灣外泌體產業的真實面貌。
產業觀點:郭村勇 前宜蘭大學生物技術與動物科學系 特聘教授
問:外泌體在量產過程中,會遇到哪些挑戰?
細胞大量培養和製造有很多眉角,因為活細胞會不斷分裂,每次分裂,細胞本身就會產生一點變化,甚至會逐漸老化。分裂很多次的結果,細胞所分泌的外泌體是否和前面代次分泌的外泌體相同,這確實值得探究。
如果是幹細胞培養,如何要維持幹細胞的特性就很重要,也需要技術,也因此許多生技公司都發展出各自獨有的方法。在細胞放大培養的過程中,代次管控是關鍵,同時要建立兩種細胞庫,一是種細胞庫(Master Cell Bank, MCB),另一是工作細胞庫(Working Cell Bank, WCB)。
要製造產品時,會把工作細胞庫的細胞解凍之後進行放大培養,而且,必須在規定的代次範圍內完成生產。不管後續是收集細胞或是收集培養液,收集之後,後面的細胞就不再使用,這是一般生產生物製劑的規定,所以,工作細胞庫每生產一批就會用掉一管或幾管細胞,工作細胞庫用完之前,就必須有計劃地從種細胞庫製備新一批的工作細胞庫。
假設種細胞庫有100管細胞,1管種細胞可建立100管工作細胞,1管工作細胞可生產1批產品,所以理論上最多可生產100乘以100等於10,000批產品(事實上會少於這個數目,因為還需留部分樣品進行品管測試)。
上述流程是針對動物細胞跟益生菌的培養,植物外泌體的難度又是另外一個層面。例如,這一批栽種的植物跟下一批栽種的植物是否會完全一樣?即使是同一品種,生產地點也會是個問題,台灣的當歸跟四川的當歸有些成分就不太一樣,可見要確保植物來源的一致性,其實難度更高。
動物細胞跟細菌可以用建庫的概念來保證代次一致,那植物呢?植物的保種是一門高深的學問,如果需要來源一致、穩定的植物原料,只能採用組織培養,在無菌、光照與溫溼度都可控的環境下,以固定配方的培養液來培養植物,才能獲得品質一致的原料。
植物組織培養的流程繁瑣且耗時。首先,摘來的植物要先消毒,再想辦法由組織碎片形成癒傷組織(一種未分化的細胞團塊),這些癒傷組織可培養成小苗,甚至重新分化成完整的植株,這個植株可以放在培養瓶培養,不妨想像一下,成千上萬個培養瓶擺在一起有多壯觀。
此外,也可經癒傷組織分散成細胞個體後,用懸浮培養方式放大生產,這其中牽涉到很多的技術細節,例如培養液的配方調整、營養比例等都需要時間與經驗累積,且成本不低。我們目前培養最成功的是積雪草,已經做出很壯觀的無性繁殖植株,能以懸浮培養方式大量生產癒傷組織,再從中純化外泌體,標準化生產模式與植物細胞種庫保存體系也已建立完成。
全世界的科研人才眾多,大家都在爭取時間。台灣從事植物組織培養的專家非常多,經驗也相當豐富,只是每個團隊選定的植物標的不同,因為積雪草這個領域尚未被深入研究,我們才有機會投入並建立技術優勢,當原料來源穩定後,接下來是純化的成本問題,要取得高純度、高濃度且具活性的外泌體,需要使用好的設備與材料,例如大面積的過濾膜價格高昂,是外泌體量產的另一大門檻。
總策劃:福又達生技
採訪撰文:畢翔