清华大学生物医学工程学院杜亚楠教授团队研发规模化3D细胞制造技术为我国首款干细胞药品上市提供有力技术支撑

2025年1月2日，我国首款干细胞药物——由铂生卓越生物科技(北京)有限公司研发的脐带间充质干细胞新药“艾米迈托赛”注射液附条件批准上市，将为14岁以上消化道受累为主的激素治疗失败的急性移植物抗宿主病（aGVHD）患者提供新的治疗选择。

作为中国首款干细胞药物，“艾米迈托赛”注射液的工艺开发、生产过程中，应用了清华大学生物医学工程学院杜亚楠教授团队基于3D微载体的干细胞规模化培养技术，实现了自动化、密闭式、连续化的干细胞药物生产制备，将传统细胞培养的“手工作坊”，升级至现代化的“细胞工厂”，为干细胞生长提供了更接近天然的三维微环境，并且有效避免了开放式操作所带来的污染风险，显著降低了细胞生产制备过程中的耗材、人力和时间成本。在确保干细胞质量及安全性符合临床应用标准的基础上，满足了临床应用和商业化生产中对于细胞质量与产量并举的双重需求。

在此之前，无论是国外上市的干细胞产品还是国内临床试验或研究的干细胞产品，生产工艺主要基于两维塑料平面、依赖人工化操作进行培养制备，存在人工成本高、生产空间需求大、细胞产品批次生产数量有限、批次间质量不稳定等诸多问题。杜亚楠教授团队历经十余年研发的规模化3D细胞制造技术和工艺为我国首款干细胞药物的成功上市提供了强有力的技术支撑。

基于3D微载体的自动化、密闭式、规模化的

干细胞药物生产制备工艺

“生命和疾病都是非常复杂的，我们要根据不同的适应症选择适宜类型的干细胞，更要重视干细胞治疗产品的合规性，降低潜在的风险”。杜亚楠教授作为技术专家及合作代表在接受采访时强调了干细胞治疗产品科学、合规应用的重要性。

杜亚楠教授研究团队长期专注于微组织工程技术的创新和转化。2014年，团队首次公开报道了原创的3D微冰胶支架（微载体）技术 [1]。2016年，团队三名博士生刘伟、鄢晓君、周律参加了清华大学第三届“校长杯”创新挑战赛，并荣获十强挑战奖。2017年团队获得科技部首个“干细胞体外自动化、规模化培养及扩增体系”重点研发项目的支持。2018年团队将两项细胞微载体专利从清华大学进行知识产权转化，由刘伟博士、鄢晓君博士联合创立华龛生物科技有限公司进行转化, 清华大学参股共建。

2020年，团队首次公开发表了基于原创可分散、可溶解3D 微载片的百亿级间充质干细胞规模化扩增制备工艺[2]，并开发了结构和力学特性精确可控的定制化细胞支架技术[3]，同年3D微载片获得中国药监局CDE首款药用辅料资质备案及美国FDA-DMF药用辅料资质备案。2022年，团队公开发表了规模化、自动化、封闭式的间充质干细胞制备工艺，革新了干细胞药物的工业级生产方式 [4]，并公布了整体的工艺流程视频 [5]；团队凭借“基于药用级3D TableTrix®微载片的自动化大规模干细胞制造技术”斩获日内瓦国际发明金奖，杜亚楠教授也因在“微组织工程”研究方向创新创业，获得了第二十四届中国科协求是杰出青年成果转化奖。相关技术在2024年助力铂生卓越完成了“艾米迈托赛”干细胞注射液的全部临床试验，在北京获批全国首个干细胞生产许可证，并获得药监局新药上市申请(NDA)优先审评。“艾米迈托赛”注射液的本次获批也标志着首款基于3D微载体制造的干细胞新药正式进入临床应用阶段。

除了赋能间充质干细胞疗法走向临床应用，杜亚楠教授团队还开发了针对人脐带血来源的造血干祖细胞[6]以及人多能干细胞[7]的体外3D培养制备技术，未来将为更多类型干细胞疗法的工业化和临床应用提供创新技术和潜在解决方案。

参考文献：

1.Primed 3D Injectable Micro-Niches Enabling Low-dosage Cell Therapy for Critical Limb Ischemia’ PNAS 111(37):13511-6 (2014)

2.Dispersible and dissolvable porous microcarrier tablets enable efficient large scale hMSC expansion Tissue Eng Part C Methods 26(5):263-275 (2020)

3.Cryoprotectant enables structural control of porous scaffolds for exploration of cellular mechano-responsiveness in 3D. Nat Commun. 2;10(1):3491(2020)

4.GMP-grade microcarrier and automated closed industrial scale cell production platform for culture of MSCs. J Tissue Eng Regen Med. 16(10):934-944 (2022)

5.Large-Scale Cell Production Based on GMP-Grade Dissolvable Porous Microcarriers. J Vis Exp. 7:(197) (2023)

6.Expansion of human megakaryocyte-biased hematopoietic stem cells by biomimetic Microniche. Nat Commun.doi.org/10.1038/s41467-023-37954-3 (2023)

7.Superimposed Electric Field Enhanced Electrospray for High-Throughput and Consistent Cell Encapsulation. Adv Healthc Mater 8:e2400780 (2024)