窥寻友康GMP级玻璃化细胞冻存液,浅谈细胞冻存技术——传统冻存方法的安全问题

友康生物

2023-06-15

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自从18世纪科学家发现了“冷处理”对细胞生命活动的影响以来,细胞冻存技术经历了无数次理论和技术上的变革。直至1959年,研究人员发现了一种新的冷冻保护剂——二甲基亚砜(DMSO),它如今已经是最常见的冷冻保护剂,被广泛应用于细胞冻存领域。

因细胞冻存液在临床应用过程中直接接触人体,所以其安全性是非常值得关注的问题。目前实验室常用的细胞冻存保护液配方是10%二甲基亚砜(DMSO)+ 90%胎牛血清(FBS),市面上常见的细胞冻存液,也大多含有DMSO、血清等物质,其安全性问题目前值得考量。

本期文章将从DMSO和血清等成分的安全性出发,来分析常见细胞冻存液存在的安全性问题。

一、DMSO安全性探讨

DMSO是一种极为重要的非质子极性溶剂,既溶于水又溶于有机溶剂,被誉为“万能溶剂”,因此作为溶剂和实验反应试剂被广泛应用于医药、科研等许多领域。

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目前DMSO已经成为细胞冻存的经典保护剂,然而它的安全性问题仍然存在一定争议。有毒理学数据表明,DMSO是一种微毒类的化学试剂,存在着急性和慢性毒性。然而,国内外有关DMSO的动物实验及人体试验的结果均显示:DMSO属于低毒物质‚临床应用一定剂量的 DMSO不会对人体产生毒性,可以无需洗涤直接进行临床注射。

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此外,在美国DMSO仍然处于药品应用的边缘线‚美国FDA对于DMSO的要用要求十分严格,目前FDA尚未批准保护剂DMSO用于临床输注,并没有药用注射级别的DMSO产品。除此之外‚DMSO在临床的应用是受限的‚因为临床试验显示患者应用DMSO后‚不同的患者表现出了不同程度的临床毒性。这提示了DMSO虽然对健康的个体没有毒性‚但是对于临床患者‚DMSO是否有毒性及其毒性程度的高低均有待于进一步的研究。

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因此,相对来说一款不含DMSO的细胞冻存液恰好能解决DMSO带来的安全性和相关审批问题,更有助于药物申报工作的顺利进行。

二、血清体系的安全隐患

一般冷冻保存的细胞仍然存在缓慢的细胞生长,所以常见的冻存液中都会添加一定比例的血清(FBS),可供给细胞营养、增殖细胞因子、稳定培养液pH值及营造高浓度蛋白状态,对保护细胞有重要意义。

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然而,这种冻存液含有动物来源的FBS,有无法消除的安全隐患。FBS为异种血清,且其成分不明确,而且存在病原体传播和免疫反应的潜在风险,直接应用于临床有很大的安全隐患。此外,还有血清批次间的差异波动、来源不稳定等各种原因,使用前需要进行大量的验证工作,因此会导致生产和科研工作变得非常复杂。而且如果已经采用无血清体系来培养细胞,却使用了含有血清的冻存液,引入了血清,那将是没有意义的失误。

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高品质血清的稀缺性导致其价格昂贵

从经济性角度考虑,真正适用于临床研究的特级胎牛血清和优等胎牛血清由于其稀缺性而价格高昂。而随着动物血制品的价格频频上涨,很多实验室已经为买不到合适的血清而苦恼,血清供应商也经常出现断货的现象。此外,血制品市场也由于其高昂的利润滋生了不少行业乱象,这也会影响到实际使用含血清产品的科研人员。

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相关部门截获非法入境血清

综合考量,我们考虑到血清体系的复杂性、安全问题以及优质血清的高昂价格等情况,选择一款不含血清、无动物源成分的细胞冻存液可以从根本上帮我们解决这些问题。


细胞冻存液中加入DMSO和血清,确实是一种使用非常广泛、效果非常好的细胞冻存保护方法,但考虑到其安全性尚待进一步探索,应用在临床上,还是要慎之又慎。相反,选择一款无DMSO、无血清、无动物源成分、安全有效、化学成分限定的细胞冻存液,应用于临床研究和药物申报,对于我们来说实际上是一种更有把握、更顺利开展工作的选择。


参考资料

姬广超,王晓明,王玉琪,宋航飞.临床用途细胞冻存保护液探索实验[J].中国医药生物技术,2021,16(02):158-160.

易晓阳. Ⅰ.低温条件下血小板氧化损伤机制的研究 Ⅱ.血小板冰冻保护剂DMSO的毒副作用初探[D].中国人民解放军军事医学科学院,2017.

贾国荣,谢波.二甲基亚砜临床应用的安全性国内外研究现状[J].国际检验医学杂志,2010,31(11):1284-1286.