人诱导多能干细胞(iPSC)建库与质检全流程

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image.png细胞库构建关键流程


细胞库的建立绝非单一部门或简单操作就能够完成,而是一项高度系统化、环环相扣的综合性工程。建库目的是保证细胞制品的可追溯性、安全性与稳定性。这既需要实验人员通过一次次测试来摸索最优条件,最终形成标准操作规程;同时也依赖管理人员严谨把控每个步骤的合理性,并进行有效的风险防控。


对于人诱导多能干细胞(hiPSC)建库与质检流程主要包括:

供者知情同意 → 外周血采集 → PBMC分离 → iPSC重编程、单克隆挑取与筛选 → 三级细胞库建库与库检 → 细胞库的管理、储存与放行等。





供者知情同意

由经培训的专业人员,向供者或其法定监护人充分告知:




  • 采血目的(用于iPSC重编程与建库);

  • 样本及衍生细胞系的用途(研究、保藏、未来可能的商业转化);

  • 冻存条件与保存期限;

  • 可预见的风险;

  • 隐私保护措施;

  • 无直接经济利益补偿;

  • 供者有权随时撤回对原始样本的同意,但已建立的细胞系不能被追溯性销毁。


供者自愿签署书面知情同意书后,建立供者唯一识别码(伪名化编码),记录性别、年龄、既往病史、家族遗传病史,必要时采集ABO/Rh血型及HLA-A/B/DR分型。供者传染病学筛查结果(HIV、HBV、HCV、EBV、HTLV、HCMV、TP等)需为阴性。以上所有资料将保密存储。






外周血采集及PBMC分离

采血操作:供者传染病学筛查结果符合要求、知情同意书签署后,在具备资质的医疗机构,由医护人员在无菌条件下用抗凝管采集外周静脉血10 mL左右,标注供者编码及采血时间。血液采集后2 h内进入后续处理流程。


冷链运输与接收:如需此步骤,血液样本应在2℃~8℃避光冷链运输,使用温控记录仪,运输容器应有唯一性标识。接收时核对采集记录、运输温度及密封完整性,并填写《样本接收记录》。若有异常(溶血、凝集、温度超标),按偏差管理程序处理。


PBMC分离:在B级背景下的A级洁净区进行,要求分离后PBMC活率≥90%。PBMC分离后可立即进行红系扩增,也可冻存后复苏再进行。需留存供体原始细胞用于STR、全基因组测序及病原体检测。


iPSC构建与初步筛选流程

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iPSC重编程

重编程:使用非整合型重编程系统(Episomal游离型质粒),避免外源基因整合至宿主基因组。红系扩增过程中对细胞数量进行质控,在扩增7-12天内,细胞数量需达到1x106以上,方可进行后续游离型质粒电转操作。电转后,质粒在细胞中表达Oct3/4, Sox2, Klf4, MYCL1等转录因子,原始细胞进入重编程阶段,细胞由悬浮状态逐渐转为贴壁生长。


克隆形成:电转后7天可见较多贴壁细胞;电转后约12~28d出现典型iPSC克隆。克隆呈圆形或椭圆形,边缘清晰,细胞核质比高,核仁明显。






单克隆挑取与筛选

单克隆挑取:在生物安全柜中,使用显微操作针挑取形态优良的iPSC克隆,转移至预先包被的培养皿中。每个克隆赋予唯一ID,建立克隆档案,关联供者编码。


单克隆扩增:单克隆使用培养基(如TeSR-AOF或TeSR-E8)及基质(Vitronectin或Laminin-521)传代培养,以维持其多能性。由于iPSC单克隆具有异质性,需培养多个单克隆。


单克隆筛选:对单克隆的细胞形态、活率、染色体核型、STR、质粒残留、支原体进行检测,筛选出3个及3个以上合格单克隆进行冻存。通过初步质检的克隆方可进入种子细胞库建库阶段。






三级细胞库与库检

种子细胞库(PCB):将初筛合格的iPSC克隆扩增3-5代,消化后合并为均一的细胞悬液,分装于20~50支冻存管(每支≥1×10⁶活细胞),于液氮罐中储存。冻存管标签信息至少包括:细胞库级、名称、代次、冻存日期、制备人员、编号。仅当所有质检合格后方可升为主细胞库原料。所有检测结果须由质量管理部审核,全部合格后由质量受权人批准放行。


主细胞库(MCB):复苏质检合格的种子库细胞扩增3-5代,消化后合并为均一的细胞悬液,分装于50~100支冻存管(每支≥1×10⁶活细胞),置于两个不同地理位置的液氮罐(或同一建筑内两个独立罐)中储存。主细胞库须完成全面质检,合格后方可升为工作细胞库原料。


工作细胞库(WCB):复苏质检合格的主库细胞扩增3-5代,消化后合并为均一的细胞悬液,分装于至少100支冻存管(每支≥1×10⁶活细胞),于液氮罐中储存。WCB与MCB应分别存放在不同区域。WCB不得重复回冻,每次建立新WCB均需质量部门审核放行。


iPSC三级库对比

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细胞库的管理、储存与放行

质量管理体系与人员:设置独立的质量管理部,质量负责人与细胞制备负责人不得兼任。所有操作人员经岗前培训及健康检查,具备细胞生物学及无菌操作技能。关键仪器(液氮罐、培养箱、生物安全柜)均需验证及定期校准。


入库放行与隔离存放:未完成检定的细胞应存放于物理隔离的液氮罐或专用区域,只有检验合格并附批检验报告的MCB/WCB方可移入正式库存区。放行需经质量受权人签署细胞库放行审核单。


深低温保藏与稳定性考察:细胞库储存温度应稳定≤-150℃(液氮气相或液相罐)。液氮罐配备实时温度/液位监控及远程报警系统,定期巡检并记录。每两年开展一次细胞库稳定性考察,复苏一支细胞检测活率、支原体、无菌及多能性,确保细胞特性无改变。


出库与分发:细胞出库须获得质量受权人批准,使用方与供应方签订材料转移协议。运输采用液氮或干冰(维持<-130℃),实时温度监控。并附带的细胞质量证书,内容包含鉴别、无菌、支原体、多能性、病毒检测摘要及建议用途。



【参考资料】

[1] 中国细胞生物学学会. T/CSCB 0001-2020 干细胞通用要求[S].

[2] 中国细胞生物学学会. T/CSCB 0005-2021 人诱导多能干细胞团体标准[S].

[3] 国家市场监督管理总局, 国家标准化管理委员会. GB/T 42466-2023 生物样本库多能干细胞管理技术规范[S].

[4] 国家市场监督管理总局, 国家标准化管理委员会. GB/T 37864-2019 生物样本库质量和能力通用要求(ISO 20387:2018, IDT)[S]. 2019.

[5] 中国医药生物技术协会. CMBA/T 006-2017 细胞库质量管理规范[S]. 2017.

[6] 国家药典委员会. 《中华人民共和国药典》2020年版 第三部[S].