JP2005185105A - 閉鎖系システムを組み込んだヒト細胞培養品質評価方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 ヒト細胞を安全性且つ安定的に大量生産するに好適なヒト細胞培養品質評価方法を提供する。
【解決手段】 ヒト細胞培養品質評価方法は、ヒト細胞を収容した容器を滅菌庫に搬入した後、当該容器を滅菌する滅菌ステップと、当該滅菌後、前記容器からヒト細胞を取り出しアイソレータに搬入して予備培養の準備をする操作ステップと、この取り出したヒト細胞を培養庫内で予備培養する予備培養ステップと、当該予備培養されたヒト細胞をサンプリングしてヒト細胞に混在する可能性のある病原性微生物の有無を評価する評価ステップとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に再生医療に使用されるヒト細胞の生産に際して、その安全性と安定性、生産性を確保するために好適なヒト細胞培養品質評価方法及びシステムに関するものである。

近年の医学は特に再生医療の分野においてめざましい進歩を遂げようとしている。この再生医療は生きたヒト細胞（幹細胞など）から人為的な誘導によって細胞、組織、器官そのもの、又は、それらの機能を再生させることによって病気の治療を行うものである。

そして、細胞組織工学ではこのヒト細胞を目的とする種類の細胞へ誘導し、一定の臓器のかたちへとデザインするため、細胞をさまざまな材料と複合させて生体内でかたちを作り、機能させるまでの仕組みを作りだし、実際の医療へ結びつける研究が成されている。

従って、特に再生医療の実現を目指す細胞組織工学においては、臓器を再生させるための材料となるヒト細胞を如何に安全且つ安定した状態で大量に生産できるかが課題となる。現在このようなヒト細胞の培養生産に際しては、クリーンルーム内に設置された培養庫や安全キャビネットなどを用いて行われているが、作業者の出入りがある環境であるため、雑菌等、病原性微生物が混入するコンタミネーションの発生は避け難い。

そして、係る雑菌等、病原性微生物の混入が培養生産の進んだ段階で発見された場合、どの段階でのコンタミネーションが発生したかを解明することは困難であり、結果的には生産されたヒト細胞は全て使用できないことになる。

一方で、無菌医薬品の製造工程においては、生物学的に外部から隔離・閉鎖された滅菌庫が使用されている（特許文献１参照）。
特開２００２−３０１１３８号公報

そこで、本発明は係る従来の技術的課題を解決し、ヒト細胞を安全性且つ安定的に大量生産するに好適なヒト細胞の培養品質評価方法、システムを提供するものである。

請求項１の発明のヒト細胞の培養品質評価方法は、生物学的に閉鎖されたシステム内において予備培養されたヒト細胞をサンプリングしてヒト細胞に混在する可能性のある病原性微生物の有無を評価することを特徴とする。

請求項２の発明のヒト細胞の培養品質評価方法は、生物学的に閉鎖されたシステム内において、容器の滅菌後にヒト細胞を予備培養し、その後、サンプリングしてヒト細胞に混在する可能性のある病原性微生物の有無を評価することを特徴とする。

請求項３の発明のヒト細胞の培養品質評価方法は、ヒト細胞を収容した容器を滅菌庫に搬入した後、当該容器を滅菌する滅菌ステップと、当該滅菌後、前記容器からヒト細胞を取り出して細胞組織を複数の培養容器に分取して予備培養の準備をする操作ステップと、この複数の培養容器に分取したヒト細胞を培養庫内で予備培養する予備培養ステップと、当該予備培養されたヒト細胞の培養容器の何れかをサンプリングしてヒト細胞に混在する可能性のある病原性微生物の有無を評価する評価ステップとを含むことを特徴とする。

請求項４の発明のヒト細胞の培養品質評価方法は、上記評価ステップにおいて、問題なし、と判定されたヒト細胞のみを本格培養することを特徴とする。

請求項５の発明のヒト細胞の培養評価方法は、ヒト細胞を収容した容器を滅菌庫に搬入した後、当該容器を滅菌する滅菌ステップと、当該滅菌後、容器からヒト細胞を取り出して細胞組織を複数の培養容器に分取した後、閉鎖空間（アイソレータ）に搬入して予備培養の準備をする操作ステップと、この分取したヒト細胞を予備培養する予備培養ステップと、当該予備培養されたヒト細胞をサンプリングしてヒト細胞に混在する可能性のある病原性微生物の有無を評価する評価ステップと、当該評価ステップにおいて、問題なし、と判定されたヒト細胞のみを本格培養する本格培養ステップとを含むことを特徴とする。

請求項６の発明のヒト細胞の培養品質評価方法は、ヒト細胞を収容した容器を滅菌庫に搬入した後、当該容器を滅菌する滅菌ステップと、当該滅菌された容器を閉鎖空間（アイソレータ）に搬入した後、前記容器からヒト細胞を取り出して細胞組織を複数の培養容器に分取して予備培養の準備をする操作ステップと、この分取したヒト細胞を予備培養する予備培養ステップと、当該予備培養されたヒト細胞をサンプリングしてヒト細胞に混在する可能性のある病原性微生物の有無を評価する評価ステップと、当該評価ステップにおいて、問題なし、と判定されたヒト細胞のみを本格培養する本格培養ステップとを含むことを特徴とする。

請求項７の発明のシステムは、上記各発明の方法を実施するため、滅菌庫と、当該滅菌庫に連結されたワークエリアと、当該ワークエリアに連結された培養庫とを有することを特徴とする。

請求項８の発明のシステムは、上記において滅菌庫、アイソレータ及び培養庫すべて生物学的に外部と隔離された空間内に配置したことを特徴とする。

本発明によれば、生物学的に閉鎖された環境下でヒト細胞を一旦予備培養した後、当該予備培養されたヒト細胞をサンプリングしてヒト細胞に混在する可能性のある病原性微生物の有無を評価するものであるから、当該評価において雑菌等の病原性微生物の混在が認められた場合は、その時点で当該ヒト細胞の使用を禁止することが可能となる。

これにより、雑菌等の病原性微生物が混入したヒト細胞の培養生産を未然に防止することが可能となるので、本格的に培養生産に入ってからコンタミネーションが発見される場合に比して資材・エネルギー・時間的損失を最小限に抑えることが可能となる。また、ヒト細胞の培養生産過程におけるコンタミネーションの発生原因を追求し易くなるので、総じて安全且つ安定的なヒト細胞の大量生産に際して顕著な効果を期待できるものである。

次に、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を実施するための閉鎖系システム１の構成図を示している。システム１は、滅菌庫２と、この滅菌庫２に生物学的に外部から隔離された状態で連結されたアイソレータ３とから構成され、全体としては微生物的に外部から完全に隔離された閉鎖系を構成している。

滅菌庫２には搬入口とアイソレータ３に接続される搬出口とが構成され、更に、滅菌のための過酸化水素ガスを供給する過酸化水素ガス供給装置を備えている。アイソレータ３には、開閉扉を介して滅菌庫２の搬出口に連結されたワークエリア４と、断熱扉を介してこのワークエリア４内と庫内が連通される培養庫６を備えている。この培養庫６は、庫内の温度・湿度・ガス等の環境を細胞培養に適した状態に制御する。また、滅菌庫２並びにワークエリア４には外部から内部の資料を取り扱うためのグローブがそれぞれ取り付けられている。更に、アイソレータ３のワークエリア４には搬出口が設けられている。

以上の構成で、上記閉鎖系システム１を使用した本発明のヒト細胞の培養品質評価方法を説明する。尚、アイソレータ３のワークエリア４及び培養庫６の庫内は過酸化水素ガスによって滅菌されているものとする。

（滅菌ステップ）
先ず、培養対象であるヒト細胞（ＥＳ細胞や成体幹細胞などの幹細胞、あるいは各種前駆細胞、分化細胞）を収容した開閉可能で密閉された収容容器７を搬入口から滅菌庫２内に搬入する。次に、この滅菌庫２内に過酸化水素ガス供給装置より過酸化水素ガスを供給し、当該滅菌庫２内及び収容容器７の表面を滅菌する。そして、所定時間滅菌した後、滅菌庫２内の過酸化水素ガスは排気する。この滅菌操作にて、収容容器７の表面が滅菌されるため、雑菌等の混入因子の一つである収容容器７を先ず最初に除外することができる。このため、残る雑菌等の病原性微生物混入の因子は、収容容器７内の気体とヒト細胞そのものに限定される。

（操作ステップ）
上記滅菌ステップの終了後、滅菌庫２内で収容容器７を開放してヒト細胞を取り出し、培養皿などの複数の培養容器８・・に細胞組織を分取する。各培養容器８・・には、組成の完全に判明した、雑菌等の病原性微生物が混在しないことが確認されている滅菌済み完全人工合成培地などがあらかじめ収容されており、分離されたヒト細胞はその培地中で分取される。

このようにヒト細胞を分取した培養容器８・・を搬出口から出し、アイソレータ３のワークエリア４内に搬入する。なお、上記実施例では、滅菌庫２内において収容容器７のヒト細胞を複数の培養容器８・・に分取しているが、収容容器７をアイソレータ４内に搬入した後、収容容器７のヒト細胞を複数の培養容器８・・に分取してもよい。

（予備培養ステップ）
そして、培養容器８・・はワークエリア４から培養庫６内に収容される。この培養庫６内において例えば２週間〜３週間、培養容器８・・内のヒト細胞を培養する（予備培養）。

（評価ステップ）
係る予備培養ステップの終了後、培養庫６内から何れかの培養容器８を取り出す（サンプリング）。ワークエリア４に、又はワークエリア４の搬出口からシステム１外に取り出された培養容器８内におけるヒト細胞の培養状態を検査する。この検査において、雑菌等の病原性微生物の繁殖が認められた場合（ＮＧ）、培養庫６内で培養されている全ての培養容器８内のヒト細胞を環境汚染にならない配慮の上で廃棄する。

この時点で培養容器８内における雑菌等の病原性微生物の繁殖が認められると云うことは、収容容器７内において既にコンタミネーションが発生していたものと断定できる。このように、１つの収容容器７に収納されたヒト細胞を複数の培養容器８・・に分取して予備培養し、複数の培養容器８・・の何れかの培養容器８を取り出して評価することにより、もとの収容容器７に収納されたヒト細胞、つまり複数の培養容器８・・に分取されたヒト細胞の全てが生産に向けて本格培養可能かどうか判断できる。

（本格培養ステップ）
一方、上記検査において雑菌等の病原性微生物の繁殖が認められず、問題なしの場合（ＯＫ）は、この時点でコンタミネーションは発生していないことの証明となる。このように検査において雑菌等の病原性微生物の繁殖が認められない場合（ＯＫ）は、培養庫６内の全ての培養容器８・・をアイソレータ３から取り出し、クリーンルーム９に移送して本格的な培養生産に入る。この培養生産は長い場合で数ヶ月行われ、生産されたヒト細胞はその後、出荷されることになる。

ここで、出荷の際には通常通り培養されたヒト細胞の検査が行われるが、ここにおける検査の際に雑菌等の病原性微生物の繁殖が認められた場合には、クリーンルーム９においてコンタミネーションが発生したものと考えることができる。クリーンルーム９内には前述同様の培養庫や安全キャビネットが設置され、内部を清浄空間とされているものの、作業者や研究者が出入りできる開放系であるため、ここにおけるコンタミネーションの発生は十分に考えられるが、上述の如くクリーンルーム９に移送された培養容器８・・にはコンタミネーションが発生していないことが証明されているので、雑菌はクリーンルーム９にて混入したものと断定できることになる。

尚、生産量が少ない場合には、クリーンルーム９に移送せず、そのまま培養庫６にて培養を続けることも勿論可能である。また、培養・評価の対象は前述した幹細胞に限らないことも云うまでもない。

本発明を実施する閉鎖系システムの構成図である。

符号の説明

１ 閉鎖系システム
２ 滅菌庫
３ アイソレータ
４ ワークエリア
６ 培養庫
７ 収容容器
８ 培養容器

Claims (8)

1. 生物学的に閉鎖されたシステム内において予備培養されたヒト細胞をサンプリングしてヒト細胞に混在する可能性のある病原性微生物の有無を評価することを特徴とするヒト細胞の培養品質評価方法。
2. 生物学的に閉鎖されたシステム内において、容器の滅菌後にヒト細胞を予備培養し、その後、サンプリングしてヒト細胞に混在する可能性のある病原性微生物の有無を評価することを特徴とするヒト細胞の培養品質評価方法。
3. ヒト細胞を収容した容器を滅菌庫に搬入した後、当該容器を滅菌する滅菌ステップと、当該滅菌後、前記容器からヒト細胞を取り出して細胞組織を複数の培養容器に分取して予備培養の準備をする操作ステップと、この複数の培養容器に分取したヒト細胞を培養庫内で予備培養する予備培養ステップと、当該予備培養されたヒト細胞の培養容器の何れかをサンプリングしてヒト細胞に混在する可能性のある病原性微生物の有無を評価する評価ステップとを含むことを特徴とするヒト細胞の培養品質評価方法。
4. 前記評価ステップにおいて、問題なし、と判定されたヒト細胞のみを本格培養することを特徴とする請求項３に記載のヒト細胞の培養品質評価方法。
5. ヒト細胞を収容した容器を滅菌庫に搬入した後、当該容器を滅菌する滅菌ステップと、当該滅菌後、前記容器からヒト細胞を取り出して細胞組織を複数の培養容器に分取した後、閉鎖空間（アイソレータ）に搬入して予備培養の準備をする操作ステップと、この分取したヒト細胞を予備培養する予備培養ステップと、当該予備培養されたヒト細胞をサンプリングしてヒト細胞に混在する可能性のある病原性微生物の有無を評価する評価ステップと、当該評価ステップにおいて、問題なし、と判定されたヒト細胞のみを本格培養する本格培養ステップとを含むことを特徴とするヒト細胞の培養品質評価方法。
6. ヒト細胞を収容した容器を滅菌庫に搬入した後、当該容器を滅菌する滅菌ステップと、当該滅菌された容器を閉鎖空間（アイソレータ）に搬入した後、前記容器からヒト細胞を取り出して細胞組織を複数の培養容器に分取して予備培養の準備をする操作ステップと、この分取したヒト細胞を予備培養する予備培養ステップと、当該予備培養されたヒト細胞をサンプリングしてヒト細胞に混在する可能性のある病原性微生物の有無を評価する評価ステップと、当該評価ステップにおいて、問題なし、と判定されたヒト細胞のみを本格培養する本格培養ステップとを含むことを特徴とするヒト細胞の培養品質評価方法。
7. 滅菌庫と、当該滅菌庫に連結されたワークエリアと、当該ワークエリアに連結された培養庫とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のヒト細胞の培養品質評価方法を実施するためのシステム。
8. 滅菌庫、アイソレータ及び培養庫すべて生物学的に外部と隔離された空間内に配置したことを特徴とする請求項７に記載のシステム。

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