摘要：細(xì)胞在生物制藥、病毒研究及診斷領(lǐng)域中扮演著關(guān)鍵角色，而細(xì)胞庫(kù)系統(tǒng)（CBS）作為保障細(xì)胞資源穩(wěn)定供應(yīng)的核心體系，其建立與應(yīng)用至關(guān)重要。本文從發(fā)展歷程、核心建立原則、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用價(jià)值等方面，系統(tǒng)梳理細(xì)胞庫(kù)系統(tǒng)的全流程構(gòu)建要點(diǎn)，包括設(shè)施建設(shè)、細(xì)胞操作、特性鑒定、存儲(chǔ)運(yùn)輸?shù)汝P(guān)鍵環(huán)節(jié)，結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為相關(guān)領(lǐng)域研究者和企業(yè)提供可落地的技術(shù)參考，助力生物制藥行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化與高效發(fā)展。

一、細(xì)胞庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展背景與核心價(jià)值

細(xì)胞是生物制藥產(chǎn)業(yè)最核心的生產(chǎn)平臺(tái)之一，從疫苗研發(fā)到診斷試劑生產(chǎn)，都離不開(kāi)優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的細(xì)胞資源。為解決細(xì)胞供應(yīng)的可靠性、一致性問(wèn)題，細(xì)胞庫(kù)系統(tǒng)（CBS）應(yīng)運(yùn)而生，它通過(guò)對(duì)細(xì)胞的鑒定、表征、存儲(chǔ)和管理，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞資源的長(zhǎng)期可持續(xù)利用。

早在 1959 年，世界衛(wèi)生組織（WHO）就發(fā)布了首個(gè)細(xì)胞底物使用要求，用于滅活脊髓灰質(zhì)炎疫苗的生產(chǎn)；1983 年，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）出臺(tái)了主細(xì)胞庫(kù)（MCB）指導(dǎo)原則，推動(dòng)了細(xì)胞庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。經(jīng)過(guò)數(shù)十年發(fā)展，細(xì)胞庫(kù)技術(shù)從早期的低溫冷凍保存，逐步演進(jìn)到如今結(jié)合 CRISPR 基因編輯、下一代測(cè)序（NGS）等先進(jìn)技術(shù)的綜合體系（表 1）。

表 1 細(xì)胞庫(kù)技術(shù)的發(fā)展歷程：關(guān)鍵里程碑

細(xì)胞庫(kù)系統(tǒng)的核心價(jià)值在于為生物制藥提供 “可追溯、可重復(fù)、可控制” 的細(xì)胞來(lái)源，不僅能降低生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，還能加速藥物研發(fā)周期，減少重復(fù)培養(yǎng)帶來(lái)的成本浪費(fèi)，同時(shí)確保產(chǎn)品符合良好生產(chǎn)規(guī)范（GMP）及國(guó)際監(jiān)管要求。

二、細(xì)胞庫(kù)系統(tǒng)建立的十大核心原則

建立一套完善的細(xì)胞庫(kù)系統(tǒng)需遵循科學(xué)的流程設(shè)計(jì)，涵蓋設(shè)施、操作、鑒定、管理等多個(gè)維度，具體可分為以下十大核心原則（圖 1）：

圖1 細(xì)胞庫(kù)建立流程圖

注：圖表內(nèi)容包含細(xì)胞設(shè)施、細(xì)胞操作、細(xì)胞要求、細(xì)胞表征、細(xì)胞知識(shí)產(chǎn)權(quán)、細(xì)胞文件、細(xì)胞評(píng)估、細(xì)胞原料、細(xì)胞存儲(chǔ)、細(xì)胞運(yùn)輸、細(xì)胞復(fù)檢與復(fù)蘇政策等關(guān)鍵環(huán)節(jié)

（一）細(xì)胞設(shè)施：筑牢硬件基礎(chǔ)

細(xì)胞庫(kù)的設(shè)施建設(shè)需滿足生物安全與操作規(guī)范要求，核心包括專用細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室（圖 2）、二級(jí)生物安全柜（BSC）、CO?培養(yǎng)箱、液氮存儲(chǔ)系統(tǒng)等。其中，生物安全柜需根據(jù)細(xì)胞類型選擇：A2 型適用于 CHO、HEK293 等非危險(xiǎn)細(xì)胞系，B2 型用于病毒載體或人類原代細(xì)胞操作。

圖2 典型細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備布局示意圖

注：圖表展示了制備區(qū)、顯微鏡室、存儲(chǔ)區(qū)等功能分區(qū)及所需設(shè)備，如超凈工作臺(tái)、高壓滅菌鍋、液氮儲(chǔ)罐、-80℃冰箱等

液氮存儲(chǔ)區(qū)需維持 + 4℃冷環(huán)境，配備主備雙罐及自動(dòng)補(bǔ)液系統(tǒng)，符合 FDA 21 CFR Part 11 法規(guī)要求；同時(shí)設(shè)置獨(dú)立的質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室，用于支原體檢測(cè)、流式細(xì)胞分析等關(guān)鍵質(zhì)控環(huán)節(jié)。

（二）細(xì)胞操作：規(guī)范全流程管控

細(xì)胞操作的核心是確保細(xì)胞的純度與活性，關(guān)鍵步驟包括細(xì)胞獲取、主細(xì)胞庫(kù)（MCB）與工作細(xì)胞庫(kù)（WCB）制備、交叉污染防控等。MCB 作為細(xì)胞庫(kù)的 “源頭”，需從可靠渠道獲取，經(jīng)克隆篩選后制備足量?jī)龃婀?；WCB 則由 MCB 復(fù)蘇擴(kuò)增而來(lái)，直接用于生產(chǎn)。

操作過(guò)程中需嚴(yán)格執(zhí)行 “細(xì)胞污染預(yù)防政策”，通過(guò)專用試劑、規(guī)范操作流程避免交叉污染；同時(shí)控制溫度、血清濃度等關(guān)鍵參數(shù)，減少細(xì)胞活性損失，凍存管選擇耐用材質(zhì)并規(guī)范填充方式，保障細(xì)胞長(zhǎng)期存儲(chǔ)效果。

（三）細(xì)胞通用要求：完善基礎(chǔ)信息

建立細(xì)胞證書是細(xì)胞庫(kù)的核心環(huán)節(jié)，第一部分為通用信息收集，包括細(xì)胞類型（原代細(xì)胞、二倍體細(xì)胞等）、生長(zhǎng)形態(tài)（貼壁、懸浮等）、組織來(lái)源、供體信息、培養(yǎng)基類型等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵信息還包括細(xì)胞傳代歷史（傳代次數(shù)、日期）、存儲(chǔ)條件（液氮罐編號(hào)、保存劑類型）、定量數(shù)據(jù)（凍存管數(shù)量、每管細(xì)胞數(shù)）及編碼標(biāo)簽。標(biāo)簽需包含細(xì)胞名稱、傳代階段、批次號(hào)等關(guān)鍵信息，采用顏色編碼實(shí)現(xiàn)快速識(shí)別。

（四）細(xì)胞表征：精準(zhǔn)鑒定特性

細(xì)胞表征是確保細(xì)胞適用性的核心，需通過(guò)一系列檢測(cè)驗(yàn)證細(xì)胞身份、活性、穩(wěn)定性等（圖 3）。細(xì)胞鑒定涵蓋核型分析、分子檢測(cè)（PCR、DNA 測(cè)序）、同工酶分析、STR 分型等 6 項(xiàng)基礎(chǔ)測(cè)試（圖 4），其中 STR 分析通過(guò)檢測(cè) DNA 短串聯(lián)重復(fù)序列，可精準(zhǔn)識(shí)別細(xì)胞身份并排查交叉污染。

圖3 主/工作細(xì)胞庫(kù)（MWCB）建立流程

注：流程包括細(xì)胞選擇與獲取、擴(kuò)增與預(yù)庫(kù)檢測(cè)、MCB 制備、WCB 衍生、放行使用等環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)均包含相應(yīng)質(zhì)控要求

圖 4 細(xì)胞鑒定測(cè)試項(xiàng)目

注：圖表列出了核型分析、分子檢測(cè)、同工酶分析、增強(qiáng)型表征、帶型細(xì)胞遺傳學(xué)分析、STR 分析等 6 項(xiàng)核心鑒定方法

此外，還需評(píng)估細(xì)胞生長(zhǎng)曲線、倍增時(shí)間、均一性等生長(zhǎng)特性，通過(guò)腫瘤 igenicity 與致癌性測(cè)試排除安全風(fēng)險(xiǎn)，并開(kāi)展遺傳穩(wěn)定性與存儲(chǔ)穩(wěn)定性研究，確保細(xì)胞長(zhǎng)期存儲(chǔ)后仍保持功能穩(wěn)定。

（五）細(xì)胞原料評(píng)估：嚴(yán)控源頭質(zhì)量

細(xì)胞培養(yǎng)所用原料需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格質(zhì)控，核心包括血清（胎牛血清 FBS、人血清白蛋白 HSA 等）、胰酶、氨基酸及其他生物試劑。血清需檢測(cè)無(wú)菌性、支原體、內(nèi)毒素等指標(biāo)，同時(shí)篩查牛病毒性腹瀉病毒（BVDV）等外源病毒；胰酶需明確物種來(lái)源并按標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)。

動(dòng)物源性原料需提供無(wú)傳染性海綿狀腦?。═SE）證明，抗生素類試劑需避免使用青霉素等 β- 內(nèi)酰胺類藥物，確保原料符合生物制藥生產(chǎn)要求。

（六）細(xì)胞文件：規(guī)范檔案管理

文件管理是細(xì)胞庫(kù)合規(guī)性的關(guān)鍵，需建立完整的文檔體系，包括細(xì)胞證書（表 4、表 5）、操作流程、測(cè)試記錄、原料規(guī)格等。細(xì)胞證書第二部分為表征測(cè)試結(jié)果，詳細(xì)記錄各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，如細(xì)胞活力、病毒檢測(cè)結(jié)果、無(wú)菌性等。

表 4 細(xì)胞證書示例（第一階段：細(xì)胞通用要求）

注：表格包含細(xì)胞名稱、類型、來(lái)源、傳代信息、存儲(chǔ)條件、編碼標(biāo)簽等通用信息

表 5 細(xì)胞證書示例（第二階段：細(xì)胞表征）

注：表格列出了核型分析、分子檢測(cè)、活力測(cè)試、腫瘤 igenicity 測(cè)試、病毒檢測(cè)等項(xiàng)目的檢測(cè)結(jié)果與日期

所有文檔需歸檔存儲(chǔ)，電子記錄需符合數(shù)據(jù)完整性要求，確保全程可追溯，為監(jiān)管核查提供支持。

（七）細(xì)胞知識(shí)產(chǎn)權(quán)：保障合法權(quán)益

新發(fā)現(xiàn)或改造的細(xì)胞系需通過(guò)知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系注冊(cè)，提交相關(guān)文檔并經(jīng)法律審核后獲得專利證書，禁止未經(jīng)授權(quán)向第三方分發(fā)細(xì)胞系。對(duì)于已公開(kāi)使用的細(xì)胞系，需明確來(lái)源并合規(guī)使用，避免知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛。

（八）細(xì)胞存儲(chǔ)：優(yōu)化長(zhǎng)期保存

細(xì)胞存儲(chǔ)采用低溫凍存技術(shù)，根據(jù)細(xì)胞類型選擇合適方法：iPSCs、原代細(xì)胞等敏感細(xì)胞采用玻璃化凍存，避免冰晶損傷；CHO 等穩(wěn)健細(xì)胞采用程序降溫凍存（-1℃/ 分鐘），確保批量一致性（表 6）。

表6 不同凍存方案的細(xì)胞復(fù)蘇率

細(xì)胞類型慢速冷凍玻璃化凍存直接液氮凍存HEK29395%98%40%CHO85%75%35%iPSCs60%90%20%

存儲(chǔ)過(guò)程中需定期監(jiān)測(cè)液氮水平，建立內(nèi)部備份（同實(shí)驗(yàn)室備用罐）與外部備份（異地存儲(chǔ)），防止細(xì)胞資源丟失；同時(shí)記錄存儲(chǔ)過(guò)程中的所有異常情況，確保問(wèn)題可追溯。

（九）細(xì)胞運(yùn)輸：保障途中質(zhì)量

細(xì)胞運(yùn)輸需遵循 ISO 21973 標(biāo)準(zhǔn)，配備完整文檔（細(xì)胞證書、運(yùn)輸表單），采用專用包裝維持冷鏈穩(wěn)定。冷凍細(xì)胞優(yōu)先使用便攜式液氮罐運(yùn)輸，常溫運(yùn)輸?shù)募?xì)胞需控制在 25-30℃，縮短運(yùn)輸時(shí)間，確保細(xì)胞到達(dá)目的地后仍保持良好活性。

（十）細(xì)胞復(fù)檢與復(fù)蘇政策：保障長(zhǎng)期可用

建立定期復(fù)檢制度，每 3 個(gè)月抽取凍存管檢測(cè)細(xì)胞活力、身份一致性、無(wú)菌性等指標(biāo)，持續(xù) 1 年以上；長(zhǎng)期存儲(chǔ)后若細(xì)胞活力下降，需通過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)基、調(diào)整復(fù)蘇流程等方式恢復(fù)細(xì)胞功能。

復(fù)檢結(jié)果需詳細(xì)記錄，若出現(xiàn)顯著異常（如活力低于 80%、污染陽(yáng)性），需及時(shí)啟動(dòng)備用細(xì)胞庫(kù)，確保細(xì)胞供應(yīng)不中斷。

三、細(xì)胞庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值與未來(lái)展望

細(xì)胞庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用為生物制藥行業(yè)帶來(lái)多重效益：通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化細(xì)胞供應(yīng)保障產(chǎn)品一致性，加速疫苗、單抗等生物制品的研發(fā)與生產(chǎn)；減少重復(fù)培養(yǎng)成本，提高研發(fā)生產(chǎn)效率；同時(shí)通過(guò)嚴(yán)格質(zhì)控降低污染風(fēng)險(xiǎn)，保障產(chǎn)品安全。

在病毒研究領(lǐng)域，細(xì)胞庫(kù)為病毒分離、鑒定提供穩(wěn)定的細(xì)胞模型；診斷領(lǐng)域中，標(biāo)準(zhǔn)化細(xì)胞系確保診斷試劑的準(zhǔn)確性與重復(fù)性。隨著技術(shù)發(fā)展，未來(lái)細(xì)胞庫(kù)將更廣泛結(jié)合人工智能（AI）進(jìn)行質(zhì)量預(yù)測(cè)，NGS 等先進(jìn)技術(shù)將替代傳統(tǒng)鑒定方法，實(shí)現(xiàn)更快速、精準(zhǔn)的細(xì)胞表征。

對(duì)于生物制藥企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)而言，建立符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)胞庫(kù)系統(tǒng)已成為必然趨勢(shì)。這不僅是合規(guī)要求，更是提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵，將為生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)支撐。

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