細胞治療使用的「細胞」是怎麼製造的？
「特定醫療技術檢查檢驗醫療儀器施行或使用管理辦法」（以下簡稱特管辦法）核准的細胞治療，為國內特定疾病患者提供了新的治療選擇！
傳統治療的化學藥物（小分子藥物）或生物製劑（大分子蛋白藥物），是由藥廠依據國際標準大量生產，除了療效、安全外，製程中必須確保產品的無菌性。尤其是注射劑型藥品，產品在出廠前，要透過各種處理方式，殺死、去除所有可能的微生物（包括病毒），例如：放射線照射、高溫殺菌或超微細的過濾除菌等等。然而，細胞治療是使用活的細胞進入體內做工，這些殺菌手段會使細胞失去活性，因此無法使用於細胞產品生產。
那麼細胞治療產品如何製造呢？又如何保證所產出的細胞是安全的？這就是本篇文章要談的主題。
首先，細胞治療有以下特徵：
1. 使用大量的活細胞注入人體。
2. 細胞會附著或遷移。
3. 細胞在體內可能會增生，也可能很快死亡。
4. 少量批次生產。
5. 細胞來源個體差異大。
目前特管辦法規定細胞必須是同一病人自體來源，滿足病人自體療程的需求，因此每批細胞製造的批量小，又因個別病人疾病狀況不同，如何確保細胞生產的一致性，有賴於操作人員的經驗和制度化的管理！
我們常說「製程也是產品（Process is Product）」，好的製程才可能有好的產品，另整個製造流程，從檢體來源開始，一直到完成最後細胞產品，回輸到病人身上，每一細節都會影響治療的效果，不可不慎！
細胞製備過程：
- 首先，病人（或細胞提供者, donor）經過篩檢符合標準後，安排採集組織檢體（或血液，血液本身就是一種液體組織），經專業配送（確保檢體沒有被污染，維持運送溫度的穩定和時間）送達細胞製備場所（CPU, Cell Processing Unit）。
- 細胞製備場所收到檢體後，經過專人確認登入資料，由受過專業訓練的人員進入高度管制的細胞處理實驗室，依據製造細胞的標準作業流程（SOP, Standard Operation Practice）將檢體進行系列處理後，進入細胞培養階段，這段時間細胞會持續擴大規模的增殖培養，直到細胞達到一定數量。
不同種類的細胞，培養方式和使用技術會有很大差異，例如脂肪幹細胞，就是貼附在塑膠培養容器的底部，在顯微鏡下觀察，可以看到細胞的生長情形和外型，像紡錘狀的一個挨著一個，同時擴大向外增加；而自然殺手細胞，則是懸浮在培養液內，一顆一顆散發光芒的亮珍珠般，有時有些會成小團，只要添加更多培養液，細胞就繼續增加。
3. 當細胞數量達到預期目標，則將細胞進行收集、分裝和儲存。培養細胞過程中，和最後細胞產品，均需要嚴格且適切地檢驗，檢驗報告稱為檢驗成績書（COA, Certificate of Analysis）。許多時候，由於檢驗時間很長，若細胞可以冷凍保存，則會在完成所有檢測項目後，取得完整檢驗成績書，在醫院和病患適當的時機，解凍細胞回輸使用；也有些時候，培養的細胞必須儘快回輸使用，此時就必須使用特殊快篩方式建立放行標準（Release criteria）和後續作業程序，以免耽擱治療時程或降低細胞活性。
4. 在細胞製備場所完成的細胞製品，經過適當地標示、包裝後，再次由專業物流配送到醫院，由醫院專人收受確認後，經醫師施用於病患身上，同時建立病患追蹤資料，完成細胞治療流程！
從以上細胞生產流程，可以了解最核心的步驟是在細胞製備場所(CPU) – 細胞的生產工廠，所以特管辦法要求必須實地審查CPU，只有獲得「人體細胞組織優良操作規範」（GTP）認可的CPU，才可執行細胞治療製品生產。GTP規定CPU的人員和產品必須符合各種要求，人員必須具備完整教育訓練並通過考核；產品必須遵照操作的程序和環境監控，硬體設施和管理系統也有嚴格要求。
在GTP下，CPU的設計要求，必須同時考量以下要求：
1. 維持產品品質。
2. 保護作業人員安全與健康。
3. 受污染（包括交叉污染）的可能性降至最低。
4. 避免有害物質排放而污染環境，造成公眾危害。
建置CPU時，主要藉由實體屏障和設計來達到「1道2度3流4區」的規劃。
1道：單行道設計原則。
2度：溫度和濕度控制。
3流：人流、物流、氣流管理。
4區：潔淨區分級 （A, B, C, D或 ISO 5, 6, 7, 8）。
1道：指的是單行道設計規劃，這包括作業人員的動線和物品的進出。人員從一端進入，另一端出來；物品則是經由雙開門的傳遞箱，一門入，另一門取。
2度：指的是溫度和相對濕度的控制管理，溫/濕度的監控具有環境指標意義，除利於產品製造的一致性，另由於作業人員穿著全身防護隔離裝備，維持環境的舒適度亦可降低污染機會。
3流：指的是人流、物流、氣流的動線。人流和物流分開，作業人員需要依步驟著裝，包括手套、頭套和鞋套等，著裝後依單行道方向進入，完工後由另一方向離開和脫除裝備。物流則是物品通道，藉由傳遞箱方式，進入和取出不同管制區（房間），特別一提是，乾淨物品和髒污品必須使用不同傳遞箱，以免乾淨物品有受污染機會。而氣流指的是過濾空氣的流動方向，這是潔淨室最重要的關鍵工程；利用壓差設計將最重要的細胞生產作業區域保持在最乾淨且氣壓最大的區域內，較高氣壓的環境使周圍空間的汙染物不會進入，氣流和壓力則依序往外遞減到外圍區域（房間），以降低環境和操作可能的污染機會。
4區：指的是藥廠潔淨區的規劃（A, B, C, D四級的環境），或依無塵室清淨度的規劃（常用公制標準為ISO 5, 6, 7, 8四級，或以往使用英制所稱class 100, 1,000, 10,000, 100,000）。不同標準彼此可以約略互換，但不完全相等，只能大約相當。以細胞操作為例，最潔淨區在生物安全操作櫃（BSC）內進行，即是所謂ISO 5（或class 100, A級區），正壓且單一氣流方向，或使用密閉的隔離箱（Isolator）環境。放置BSC的操作房間，為背景環境，必須達到ISO 6或7的潔淨區（class 1,000-10,000或B-C級區），再往外的區域，如走道就是ISO 7 的潔淨區（class 10,000或C級區），再往外的區域，即為更衣區，可以是ISO 7或8的潔淨區，如此像洋蔥般一層層隔離區域，來確保最中心操作區域的潔淨度！
細胞生產方式：
細胞治療所用的細胞，依其製作方式，初分為四種：
- 單純分離細胞後，直接使用。例如：骨髓移植、臍帶血的造血幹細胞移植、特管辦法中的自體CD34＋ selection周邊血幹細胞移植等。
- 分離細胞後，細胞經實驗室培養增殖，擴增細胞數量— ex vivo expansion。由於分離出來的細胞數太少，不足以滿足治療需要，需要在實驗室內培養增殖，另由於培養的環境，包括培養基等均與體內不同，細胞在培養過程可能產生改變或退化等，需要特別注意。當然培養環境需要嚴格的GTP管控，避免各種污染。
- 經過基因修飾過的細胞— genetic modified cells。首先分離出特定細胞後，經過基因修飾，例如將T細胞載入特定抗原辨識基因（CAR-T），或將不朽化基因（端粒?）載入細胞內，使得細胞可以持續增殖分裂；亦有將特殊的蛋白基因導入細胞內，促進細胞生長等等。再同上述第2點方式，擴增培養此種基因修飾過的細胞。
- 將幹細胞先誘導分化為某一品系的（前驅）細胞。例如將胚胎幹細胞或誘導型多能幹細胞（iPSC）先分化為心肌細胞或視網膜色素表皮細胞（RPE）或神經細胞等等，再移植已分化的細胞進行特定疾病治療。
第一種的細胞製品，沒有太多人為操作，只有分離純化步驟，較為單純。若使用目的和原來細胞的功能相同，例如造血幹細胞，預期使用功能就是幫助造血，則屬於低風險的最小操作（minimal manipulation），許多情形下經簡易審查即可實施。
第二種經過實驗室擴增培養的細胞，若是自體的細胞，作為自體疾病治療，細胞安全性較高，依據特管辦法，由醫療院所提出，經衛福部審查通過和GTP認可細胞製造後，即可提供需要的病人進行治療。若是需要異體的細胞進行治療，目前管理和藥品相同，需要由生技公司與醫療院所合作，完成臨床試驗，取得藥品許可證才能上市使用。針對細胞治療產品的特殊性，行政院已提出「再生醫療製劑管理辦法」草案，目前進入立法院，等待三讀通過後，可以有快速審查和有附加條件的許可（conditional approval）方式，加速產品研發和許可。
第三種基因修飾的細胞治療製品，由於風險高，雖然是自體細胞移植，也需進行臨床試驗，取得許可。目前國際上，已有CAR-T細胞產品上市，期待國內也有相同或類似產品許可，嘉惠需要此種細胞治療的病患。
第四種由幹細胞誘導分化後的細胞治療製品，風險也很高，目前全球都在初期臨床試驗中，其結果是否具有病患期待的醫療效果，仍需等待結果出爐和驗證。雖然長期來看具有潛力，但有諸多技術上和法規上的議題需要克服。
最後，細胞生產製造完成，尚需通過嚴謹的品管檢驗，確認細胞製品的安全性（Safety）、純度（Purity）、鑑定（Identity）、效價（Potency）等，只有符合預定驗收標準的產品才能釋出，讓需要的病人恢復健康！
