WO2024257867A1 - データ処理装置及びデータ処理方法 - Google Patents

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WO2024257867A1
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culture
cell count
cell
count data
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山崎望
五十嵐政嗣
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Terumo Corp
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    • C12M25/10—Hollow fibers or tubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/48—Automatic or computerized control

Definitions

  • the present invention relates to a data processing device and a data processing method for processing data obtained by culturing cells.
  • JP 2020-171241 A shows a cell culture device.
  • a user sets the culture conditions of the cell culture device so that a desired number of cells can be collected in a desired culture period.
  • the cell culture device cultures cells under the set culture conditions.
  • the present invention aims to solve the above-mentioned problems.
  • the data processing device of the first invention is a data processing device that processes data on cell culture performed in a cell culture device equipped with a hollow fiber membrane, and includes an acquisition unit that acquires first cell count data indicating the change in cell count from the start of culture under first culture conditions to the end of culture and second cell count data indicating the change in cell count from the start of culture under second culture conditions to the present, a calculation unit that calculates a rate ratio that is the ratio between a first change rate, which is the change rate of the first cell count data in a first predetermined period, and a second change rate, which is the change rate of the second cell count data in a second predetermined period corresponding to the first predetermined period, and a prediction data generation unit that generates prediction data indicating the change in cell count from the present onward under the second culture conditions based on first partial data, which is the portion of the first cell count data after the first predetermined period, and the rate ratio.
  • the configuration of item (1) above generates predicted data that reflects the second cell count data, which is data during the culture, so that the progress of the culture can be predicted during the culture. As a result, the user can change the initial culture plan as necessary during the culture. This makes it possible to optimally culture the cells.
  • the data processing device described in item (1) above may include a display control unit that controls the display of the cell count calculated from third cell count data, which is data obtained by combining the second cell count data with the prediction data, on a display unit.
  • the configuration of item (2) above allows the user to ascertain the culture period during which the desired number of cells can be harvested based on the number of cells displayed on the display unit.
  • the predicted data generating unit may generate the predicted data when the deviation of the second rate of change from the first rate of change becomes equal to or greater than a predetermined amount.
  • the first cell count data may be data obtained by a cell culture performed in the past, or data obtained by a cell culture simulation.
  • the acquisition unit may acquire the first cell count data based on a plurality of cell count data.
  • the data processing method of the second invention includes the steps of acquiring first cell count data indicating the change in cell count from the start of culture under first culture conditions to the end of culture and second cell count data indicating the change in cell count from the start of culture under second culture conditions to the present, calculating a rate ratio which is the ratio between a first change rate which is the rate of change of the first cell count data in a first predetermined period and a second change rate which is the rate of change of the second cell count data in a second predetermined period corresponding to the first predetermined period, and generating prediction data indicating the change in cell count from the present onward under the second culture conditions based on first partial data which is the portion of the first cell count data after the first predetermined period and the rate ratio.
  • predicted data reflecting the second cell count data which is data during culture
  • the user can change the initial culture plan as necessary during the culture. Therefore, it becomes possible to culture the cells in an optimal manner.
  • the present invention makes it possible to predict the progress of cell culture during cultivation.
  • FIG. 1 is a block diagram of a cell culture system.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of a cell culture circuit.
  • FIG. 3 is a diagram showing the operation of the cell culture device during cell culture in the first culture mode.
  • FIG. 4 is a diagram showing the operation of the cell culture device during cell culture in the second culture mode.
  • FIG. 5 is a diagram showing the operation of the cell culture device during cell culture in the third culture mode.
  • FIG. 6 is a diagram showing the operation of the cell culture device during cell culture in the fourth culture mode.
  • FIG. 7 is a flowchart of the data display process.
  • Figure 8A is a graph showing the first cell count data and the second cell count data
  • Figure 8B is a graph showing the first cell count data and the third cell count data.
  • FIG. 9 is a diagram showing transition data displayed on the display unit.
  • FIG. 10 is a table showing the evaluation results of the examples.
  • FIG. 11 is a table showing the incubation conditions for each of the three samples.
  • FIG. 12 is a graph showing cell count data (glucose) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) of adherent cells as reference data.
  • FIG. 13 is a graph showing cell count data (lactic acid) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) of adherent cells as reference data.
  • FIG. 14 is a graph showing cell count data (oxygen) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) of adherent cells as reference data.
  • FIG. 12 is a graph showing cell count data (glucose) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) of adherent cells as reference data.
  • FIG. 13 is a graph showing cell count data (lactic acid) obtained by
  • FIG. 15 is a graph showing cell count data (carbon dioxide) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) of adherent cells as reference data.
  • FIG. 16 is a graph showing cell count data (glucose) obtained by simulating sample 3 (high) using sample 1 (middle) of adherent cells as reference data.
  • FIG. 17 is a graph showing cell count data (lactic acid) obtained by simulating sample 3 (high) using sample 1 (middle) of adherent cells as reference data.
  • FIG. 18 is a graph showing cell count data (oxygen) obtained by simulating sample 3 (high) using sample 1 (middle) of adherent cells as reference data.
  • FIG. 19 is a graph showing cell count data (carbon dioxide) obtained by simulating sample 3 (high) using sample 1 (middle) of adherent cells as reference data.
  • FIG. 20 is a table showing the culture conditions.
  • FIG. 21 is a table showing the culture conditions.
  • FIG. 22 is a table showing the culture conditions.
  • FIG. 23 is a graph showing cell count data (glucose) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • FIG. 24 is a graph showing cell count data (lactic acid) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • FIG. 25 is a graph showing cell count data (oxygen) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • FIG. 26 is a graph showing cell count data (carbon dioxide) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • FIG. 27 is a graph showing cell count data (glucose) obtained by simulating sample 3 (high) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • FIG. 28 is a graph showing cell count data (lactic acid) obtained by simulating sample 3 (high) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • FIG. 29 is a graph showing cell count data (oxygen) obtained by simulating sample 3 (high) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • FIG. 30 is a graph showing cell count data (carbon dioxide) obtained by simulating sample 3 (high) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • a user refers to past data to predict the changes in cell count (metabolic state) during the upcoming cell culture, and creates a culture plan based on the prediction results. For example, a user creates a culture period during which a desired number of cells can be harvested, and cultures the cells in a cell culture device for the created culture period.
  • the change in cell count may deviate from the predicted change. If the actual change in cell count falls far short of the predicted change, it may not be possible to recover the desired number of cells within the initially set culture period.
  • the embodiment described below makes it possible to predict the change in cell count during cell culture using data on the actual change in cell count.
  • FIG. 1 is a block diagram of a cell culture system 10.
  • the cell culture system 10 includes a cell culture device 12 and a data processing device 14.
  • the data processing device 14 predicts the transition of changes in the number of cells and displays the transition of the number of cells according to the prediction result.
  • the cells used in the cell culture system 10 may be mammalian cells or mammal-derived cells.
  • the cells used in the cell culture system 10 may be adherent cells or floating cells.
  • examples of the cells include HEK293 cells (human fetal kidney cells), ES cells (embryonic stem cells), iPS cells (induced pluripotent cells), mesenchymal stem cells, fibroblasts, endothelial cells, and neural stem cells.
  • Examples of the floating cells include Jurkat cells (cells derived from human cellular leukemia), T cells, regulatory T cells, tumor-infiltrating lymphocytes, CAR-T cells, and CD34-positive cells.
  • the cells used in the cell culture system 10 are not limited to those described above.
  • a basal medium and a complete medium are used for cell culture.
  • MEM Minimum Essential Media
  • a basal medium e.g., MEM
  • a basal medium e.g., MEM
  • nutritional components such as proteins
  • proteins albumin, growth factors, cytokines, etc.
  • bovine serum containing albumin, growth factors, etc. is added to the basal medium.
  • the cell culture device 12 includes a cell culture circuit 16 and a detection unit 18.
  • the cell culture circuit 16 includes a bioreactor 160, a first supply unit 161, a first circuit 162, and a detection unit 18.
  • the liquid supply unit 162 includes a second supply unit 163, a second circuit 164, a third circuit 165, a waste liquid storage unit 166, a first sampling unit 167, and a second sampling unit 168.
  • the sampling unit 168 includes various sensors (not shown) for detecting the concentration of glucose, lactic acid, protein, etc.
  • the cell culture circuit 16 includes various gas sensors for detecting the concentration of gas (O2, CO2, etc.) in the liquid.
  • the cell culture circuit 16 also includes a plurality of pumps (not shown) that impart flow force to the liquid, and a plurality of valves 169 that can open and close the flow paths.
  • the bioreactor 160 comprises a housing 160a and a plurality of hollow fiber membranes 160b.
  • the housing 160a accommodates a plurality of hollow fiber membranes 160b.
  • Each hollow fiber membrane 160b is cylindrical. That is, each hollow fiber membrane 160b has a hole (inner hole) that penetrates from one end to the other end.
  • the bioreactor 160 comprises a flow path defined by the inner peripheral surface of the hollow fiber membrane 160b, and a flow path defined by the inner wall surface of the housing 160a and the outer peripheral surface of the hollow fiber membrane 160b. Inside the housing 160a, fluid can flow from the inside to the outside of the hollow fiber membrane 160b, and from the outside to the inside of the hollow fiber membrane 160b.
  • the first supply unit 161 includes a bag containing a liquid such as a cell solution, a complete medium, a basal medium, or a cleaning solution.
  • the first circuit 162 includes a first supply flow path 162a and a first circulation flow path 162b.
  • the first supply flow path 162a connects the first supply unit 161 and the first circulation flow path 162b.
  • the first circulation flow path 162b includes a flow path defined by the inner circumferential surface of each hollow fiber membrane 160b of the bioreactor 160.
  • the liquid supplied from the first supply unit 161 to the first circulation flow path 162b via the first supply flow path 162a can circulate through the first circulation flow path 162b.
  • the first sampling unit 167 samples the culture medium from the first circulation flow path 162b.
  • the second supply unit 163 includes a bag containing a liquid such as a basal medium or a cleaning solution.
  • the second circuit 164 includes a second supply flow path 164a and a second circulation flow path 164b.
  • the second supply flow path 164a connects the second supply unit 163 and the second circulation flow path 164b.
  • the second circulation flow path 164b includes a flow path defined by the inner wall surface of the housing 160a of the bioreactor 160 and the outer circulatory surface of the hollow fiber membrane 160b.
  • the liquid supplied from the second supply unit 163 to the second circulation flow path 164b via the second supply flow path 164a can circulate through the second circulation flow path 164b.
  • the second sampling unit 168 samples the culture medium from the second circulation flow path 164b.
  • the third circuit 165 connects the first circulation flow path 162b to the waste liquid storage section 166, and also connects the second circulation flow path 164b to the waste liquid storage section 166.
  • the waste liquid storage section 166 is equipped with a container for storing waste liquid. The waste liquid discharged from the first circulation flow path 162b and the second circulation flow path 164b is collected in the waste liquid storage section 166.
  • One of the multiple valves 169 is disposed in the first supply flow path 162a.
  • One of the multiple valves 169 is disposed in the second supply flow path 164a.
  • One of the multiple valves 169 is disposed in the flow path of the third circuit 165 that connects the first circulation flow path 162b and the waste liquid storage section 166.
  • One of the multiple valves 169 is disposed in the flow path of the third circuit 165 that connects the second circulation flow path 164b and the waste liquid storage section 166.
  • the detection unit 18 detects the second cell count data 24 from the culture medium sampled by at least one of the first sampling unit 167 and the second sampling unit 168.
  • the detection unit 18 sends the second cell count data 24 to the data processing device 14 at predetermined time intervals.
  • the second cell count data 24 is data indicating a change (increase or decrease) in the cell count under the second culture conditions.
  • the second cell count data 24 is also data indicating the combined metabolic rate of all cells present in the bioreactor 160.
  • the cell count data described in this specification corresponds to data indicating, for example, the concentrations of glucose, lactic acid, O2, CO2, etc.
  • the second culture conditions include, for example, information on substances contained in the culture medium, information on the gas supplied to the culture medium, information on the cell culture device 12 (volume information, operation information, culture form, etc.), the number of culture days, the number of seeds, various temperatures, etc. Details of the culture form are explained in [2] below.
  • the data processing device 14 includes an input unit 26, a calculation unit 28, a storage unit 30, and a display unit 32.
  • the data processing device 14 may be configured, for example, as a computer (a personal computer, a tablet terminal, a smartphone, etc.).
  • the calculation unit 28 and the storage unit 30 may be provided in a server, and the display unit 32 may be provided in a terminal device.
  • the input unit 26 is a man-machine interface operated by a user.
  • the input unit 26 may be, for example, a keyboard, a touch panel, a mouse, etc.
  • the input unit 26 sends information input by the user to the calculation unit 28.
  • the calculation unit 28 may be configured, for example, by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit). In other words, the calculation unit 28 may be configured by a processing circuit.
  • a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit).
  • the calculation unit 28 may be configured by a processing circuit.
  • the calculation unit 28 includes an acquisition unit 34, a calculation unit 36, a data generation unit 38 (prediction data generation unit), and a display control unit 40.
  • Each of the acquisition unit 34, the calculation unit 36, the data generation unit 38, and the display control unit 40 can be realized by the calculation unit 28 executing a program stored in the storage unit 30.
  • the acquisition unit 34, the calculation unit 36, the data generation unit 38, and the display control unit 40 may be realized by an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field-Programmable Gate Array
  • at least a part of the acquisition unit 34, the calculation unit 36, the data generation unit 38, and the display control unit 40 may be configured by an electronic circuit including a discrete device.
  • the acquisition unit 34 acquires data from devices external to the calculation unit 28 (cell culture device 12, input unit 26, memory unit 30, external memory device, etc.).
  • the calculation unit 36 calculates a first change rate, a second change rate, and a rate ratio, which will be described later.
  • the data generation unit 38 generates correction data 46 and prediction data 48 ( Figure 8B) based on the first cell count data 42 and the rate ratio. Furthermore, the data generation unit 38 generates third cell count data 44 based on the second cell count data 24 and the prediction data 48.
  • the display control unit 40 controls the display of the display unit 32.
  • the storage unit 30 may be composed of a volatile memory (not shown) and a non-volatile memory (not shown).
  • An example of the volatile memory may be a RAM (Random Access Memory).
  • This volatile memory is used as a working memory for the processor, and temporarily stores data and the like required for processing or calculation.
  • An example of the non-volatile memory may be a ROM (Read Only Memory), flash memory, and the like.
  • This non-volatile memory is used as a storage memory, and stores programs, tables, maps, and the like. At least a portion of the storage unit 30 may be provided in the processor, integrated circuit, etc. as described above.
  • the memory unit 30 stores the first cell count data 42 in advance before cells are cultured in the cell culture device 12.
  • the first cell count data 42 is data indicating a change (increase or decrease) in the cell count under the first culture conditions.
  • the first cell count data 42 is data representing the combined metabolic rates of all cells present in the bioreactor 160.
  • the first culture conditions include, for example, information about substances contained in the culture medium, information about the gas supplied to the culture medium, information about the cell culture device 12 (volume information, operation information, culture form, etc.), number of days of culture, number of seeds, various temperatures, etc.
  • the first cell count data 42 may be data obtained by cell culture performed in the past.
  • the first cell count data 42 may be data obtained by a simulation of cell culture.
  • the first cell count data 42 may be stored in an external storage device, not in the storage unit 30.
  • the display unit 32 may be, for example, a display.
  • the display unit 32 displays various display objects (e.g., trend data 50) according to the control of the display control unit 40.
  • a controller (not shown) can change the flow path through which the culture medium flows and the flow rate of the culture medium by controlling a plurality of pumps (not shown) and a plurality of valves 169. This allows the cell culture circuit 16 to realize a plurality of culture forms.
  • the first to eighth culture forms will be described as examples of the culture forms.
  • the first and second culture types are primarily performed from the early to middle stages of the cell culture process.
  • the third and fourth culture types are primarily performed from the middle to late stages of the cell culture process.
  • the fifth culture type is appropriately performed during the culture period to collect cells.
  • [2-1 First culture form] 3 is a diagram showing the operation of the cell culture device 12 during cell culture in the first culture mode.
  • the first culture mode is as follows. (a) Complete medium is supplied from the first supply unit 161 to the first circuit 162 (first circulation flow path 162b). (b) The basal medium is not supplied from the second supply unit 163 to the second circuit 164 (second circulation flow path 164b). (c) A portion of the culture medium is discarded from the second circulation flow path 164 b through the third circuit 165 to the waste liquid storage section 166 .
  • the first culture form is primarily performed in a cell culture process, but may also be performed in a cell collection process.
  • a basal medium is supplied from both ends of the hollow fiber membrane 160b. This allows the cells present in the first circulation flow path 162b to be collected within the hollow fiber membrane 160b.
  • [2-2 Second culture form] 4 is a diagram showing the operation of the cell culture device 12 during cell culture in the second culture mode.
  • the second culture mode is as follows. (a) Complete medium is supplied from the first supply unit 161 to the first circuit 162 (first circulation flow path 162b). (b) The basal medium is not supplied from the second supply unit 163 to the second circuit 164 (second circulation flow path 164b). (c) A portion of the culture medium is discarded from the first circulation flow path 162 b through the third circuit 165 to the waste liquid storage section 166 .
  • [2-3 Third culture form] 5 is a diagram showing the operation of the cell culture device 12 during cell culture in the third culture mode.
  • the third culture mode is as follows. (a) Complete medium is supplied from the first supply unit 161 to the first circuit 162 (first circulation flow path 162b). (b) The basal medium is supplied from the second supply unit 163 to the second circuit 164 (second circulation flow path 164b). (c) A portion of the culture medium is discarded from the second circulation flow path 164 b through the third circuit 165 to the waste liquid storage section 166 .
  • [2-4 Fourth culture form] 6 is a diagram showing the operation of the cell culture device 12 during cell culture in the fourth culture mode.
  • the fourth culture mode is as follows. (a) Complete medium is supplied from the first supply unit 161 to the first circuit 162 (first circulation flow path 162b). (b) The basal medium is supplied from the second supply unit 163 to the second circuit 164 (second circulation flow path 164b). (c) A portion of the culture medium is discarded from the first circulation flow path 162 b through the third circuit 165 to the waste liquid storage section 166 .
  • the fifth culture mode is as follows.
  • the operation of the cell culture apparatus 12 during cell culture in the fifth culture mode is the same as that of the cell culture apparatus 12 during cell culture in the first culture mode, except for the following (a).
  • the operation is the same as in FIG.
  • the basal medium is supplied from the first supply unit 161 to the first circuit 162 (first circulation flow path 162b).
  • the basal medium is not supplied from the second supply unit 163 to the second circuit 164 (second circulation flow path 164b).
  • a portion of the culture medium is discarded from the second circulation flow path 164 b through the third circuit 165 to the waste liquid storage section 166 .
  • the basal medium may be supplied from both ends of the hollow fiber membrane 160b. This allows the cells present in the first circulation flow path 162b to be collected in the hollow fiber membrane 160b.
  • the process in the fifth culture form is called the cell collection process.
  • the sixth culture mode is as follows.
  • the operation of the cell culture apparatus 12 during cell culture in the sixth culture mode is the same as that of the cell culture apparatus 12 during cell culture in the second culture mode, except for (a) below.
  • the operation is the same as in FIG.
  • the basal medium is supplied from the first supply unit 161 to the first circuit 162 (first circulation flow path 162b).
  • the basal medium is not supplied from the second supply unit 163 to the second circuit 164 (second circulation flow path 164b).
  • a portion of the culture medium is discarded from the first circulation flow path 162 b through the third circuit 165 to the waste liquid storage section 166 .
  • the seventh culture mode is as follows.
  • the operation of the cell culture apparatus 12 during cell culture in the seventh culture mode is the same as that of the cell culture apparatus 12 during cell culture in the third culture mode, except for (a) below.
  • the operation is the same as in FIG.
  • the basal medium is supplied from the first supply unit 161 to the first circuit 162 (first circulation flow path 162b).
  • the basal medium is supplied from the second supply unit 163 to the second circuit 164 (second circulation flow path 164b).
  • a portion of the culture medium is discarded from the second circulation flow path 164 b through the third circuit 165 to the waste liquid storage section 166 .
  • the eighth culture mode is as follows.
  • the operation of the cell culture apparatus 12 during cell culture in the eighth culture mode is the same as that of the cell culture apparatus 12 during cell culture in the fourth culture mode, except for the following (a).
  • the operation is the same as in FIG.
  • the basal medium is supplied from the first supply unit 161 to the first circuit 162 (first circulation flow path 162b).
  • the basal medium is supplied from the second supply unit 163 to the second circuit 164 (second circulation flow path 164b).
  • a portion of the culture medium is discarded from the first circulation flow path 162 b through the third circuit 165 to the waste liquid storage section 166 .
  • the first, third, fifth and seventh culture forms are performed in the culture process of suspension cells.
  • the second, fourth, sixth and eighth culture forms are performed in the culture process of adherent cells.
  • one of the above-mentioned culture forms may be performed, or a combination of multiple culture forms may be performed.
  • Each culture form differs in the medium supplied, the method of supplying the medium, the method of disposing of the medium, etc.
  • the data generation unit 38 can execute a simulation that combines multiple culture forms.
  • [3. Operation of Data Processing Device 14] 7 is a flowchart of the data display process.
  • the user causes the cell culture device 12 to perform cell culture, and also causes the data processing device 14 to perform data display process.
  • the target period is a period required to calculate the first change rate and the second change rate described later.
  • the target period is a period selected by the user from within the cell culture period. As an example, when the cell culture period is 7 days, the user can input "Day 1" as the start point of the target period and "Day 4" as the end point of the target period. In the following, the target period will be described as "Day 1 to Day 4". The user can also input another period.
  • the first predetermined period which is the target period of the first cell count data 42
  • the second predetermined period which is the target period of the second cell count data 24 are the same period. In other words, the second predetermined period corresponds to the first predetermined period.
  • the user operates the input unit 26 to cause the data processing device 14 to execute the data display process.
  • step S1 the acquisition unit 34 acquires the second cell count data 24 from the detection unit 18 of the cell culture device 12.
  • the memory unit 30 sequentially stores the acquired second cell count data 24.
  • step S2 the calculation unit 36 determines whether the fourth day (the end of the target period) has arrived. If the fourth day has arrived (step S2: YES), the process proceeds to step S3. On the other hand, if the fourth day has not arrived (step S2: NO), the process returns to step S1.
  • the acquisition unit 34 acquires the first cell count data 42 and the second cell count data 24 from the memory unit 30.
  • the first cell count data 42 acquired here is data indicating the change in cell count from the start of culture under the first culture conditions to the end of culture.
  • the second cell count data 24 acquired here is data indicating the change in cell count from the start of culture under the culture conditions (second culture conditions) of the currently performed cell culture to the present.
  • step S4 the calculation unit 36 calculates the first change rate and the second change rate in the target period specified by the user.
  • the change rate is the ratio between the specified target period (from the first day to the fourth day) and the amount of change in the cell count data during that target period.
  • the calculation unit 36 calculates the first change rate by dividing the amount of change in the first cell count data 42 in the target period (first specified period) of the first cell count data 42 by the target period.
  • the calculation unit 36 calculates the second change rate by dividing the amount of change in the second cell count data 24 in the target period (second specified period) of the second cell count data 24 by the target period.
  • the trend of the second cell count data 24 from the fourth day onwards is likely to significantly deviate from the trend of the first cell count data 42.
  • the number of cells is likely to be significantly lower than the number initially predicted.
  • the data display process ends.
  • the trend of the second cell count data 24 from the fourth day onwards is likely not to deviate significantly from the trend of the first cell count data 42.
  • the cell count is likely to be close to the initially predicted number. For this reason, it is not necessary to display the trend data 50. Therefore, the data display process ends.
  • step S8 the data generating unit 38 brings the correction data 46 closer to the second cell count data 24. Specifically, the data generating unit 38 offsets the correction data 46 by the difference between the first cell count data 42 and the second cell count data 24 on the fourth day (the end point of the target period). In this way, the data generating unit 38 generates the predicted data 48.
  • the correction data 46 after the offset is referred to as the predicted data 48.
  • the predicted data 48 is data that indicates the change in the cell count from the present onwards under the second culture conditions.
  • step S9 the data generation unit 38 generates third cell count data 44 (FIG. 8B) by combining the second cell count data 24 with the predicted data 48. Furthermore, the data generation unit 38 converts the third cell count data 44 into a cell count using a predetermined method.
  • the data generating unit 38 may calculate the timing (date, time) at which the number of cells specified by the user can be collected based on the transition data 50.
  • the display control unit 40 may cause the display unit 32 to display the timing at which the number of cells specified by the user can be collected.
  • the present invention is not limited to the above disclosure, and various configurations may be adopted without departing from the gist of the present invention.
  • Example of process for generating third cell count data 44 The inventors actually carried out a process for generating the third cell count data 44 based on the above-described embodiment. Furthermore, the inventors compared the generated third cell count data 44 with the measurement results measured in an actual cell culture to evaluate the accuracy of the third cell count data 44. As a result, the third cell count data 44 was close to the actual measurement results. From this, the inventors came to the conclusion that the third cell count data 44 is appropriate. An example of the process for generating the third cell count data 44 will be described below.
  • N means the number of processes evaluated (processes that generate the third cell count data 44).
  • TBD in parentheses means the number of samples whose simulation value did not fall within the range of ⁇ 5% ⁇ day of the actual measured concentration on the final day of culture.
  • the evaluation results are also shown in the "lactic acid,” “O2,” and “CO2" rows.
  • HEK293 cells were used as adherent cells to be cultured. A complete medium containing total protein as the protein was used. After priming the cell culture circuit 16 with PBS, the cell culture circuit 16 was precoated with a cellular adhesion factor (fibronectin), and after precoating, a bag filled with complete medium was connected to the first supply flow path 162a. Gas conditioning was performed, and cells were seeded in the first circulation channel 162b. • Cell culture was carried out mainly using the second culture form. During the cell culture period, the flow rate of the first circulation channel 162b was set to 20 mL/min, and the flow rate of the second circulation channel 164b was set to 300 mL/min.
  • a cellular adhesion factor fibronectin
  • FIG. 11 is a table showing the culture conditions for each of the three samples.
  • FIG. 11 shows the flow rate of complete medium supplied from the first supply unit 161 to the first circuit 162 (first supply flow path 162a) on a daily basis.
  • FIG. 12 is a graph showing cell count data (glucose) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) as reference data.
  • FIG. 13 is a graph showing cell count data (lactic acid) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) as reference data.
  • FIG. 14 is a graph showing cell count data (oxygen) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) as reference data.
  • FIG. 15 is a graph showing cell count data (carbon dioxide) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) as reference data.
  • the graphs shown with dashed lines are reference data.
  • the graphs shown with dashed lines are actual data.
  • the actual data is cell count data obtained by cell culture of sample 2.
  • FIG. 16 is a graph showing cell count data (glucose) obtained by simulating specimen 3 (high) using specimen 1 (middle) of adherent cells as reference data.
  • FIG. 17 is a graph showing cell count data (lactic acid) obtained by simulating specimen 3 (high) using specimen 1 (middle) of adherent cells as reference data.
  • FIG. 18 is a graph showing cell count data (oxygen) obtained by simulating specimen 3 (high) using specimen 1 (middle) of adherent cells as reference data.
  • FIG. 19 is a graph showing cell count data (carbon dioxide) obtained by simulating specimen 3 (high) using specimen 1 (middle) of adherent cells as reference data.
  • the graphs shown with dashed lines are reference data.
  • the graphs shown with dashed lines are actual data.
  • the actual data is cell count data obtained by cell culture of sample 3.
  • the present inventors performed three cell culture experiments with different culture conditions using the first culture device to generate three specimens of suspended cells (specimen 1, specimen 2, specimen 3). In each of the three cell culture experiments, cell culture was performed for seven days, and cell count data was measured periodically. Separately, the present inventors performed a process of generating third cell count data 44 under the culture conditions of specimen 2 and specimen 3 based on the cell count data (first cell count data 42) obtained by the cell culture of specimen 1. Furthermore, the third cell count data 44 was evaluated by comparing the third cell count data 44 obtained under the culture conditions of specimen 2 with the cell count data obtained by the cell culture experiment of specimen 2. Similarly, the third cell count data 44 was evaluated by comparing the third cell count data 44 obtained under the culture conditions of specimen 3 with the cell count data obtained by the cell culture experiment of specimen 3.
  • the conditions for carrying out the three cell culture experiments are shown below.
  • Jurkat cells were used as suspension cells to be cultured.
  • a complete medium containing total protein was used as the protein.
  • the bag filled with the complete medium after priming was connected to the first supply flow path 162a.
  • Gas conditioning was performed, and cells were seeded in the first circulation channel 162b.
  • a series of processes consisting of a cell culture step using the first culture form, a cell dispersion step, and a cell collection step were repeatedly performed.
  • the supply and disposal of the culture medium were stopped, and the culture medium was circulated in the first circulation flow path 162b.
  • the cells dispersed in the first circulation flow path 162b by the cell dispersion step were collected inside the bioreactor 160.
  • the cell collection step was performed using the fifth culture form.
  • a series of processes consisting of a cell culture step using the third culture form, a cell dispersion step, and a cell harvesting step were repeatedly performed.
  • the cell harvesting step was performed using the fifth culture form.
  • FIGS. 20 to 22 are tables showing the culture conditions.
  • FIG. 20 shows the culture conditions for sample 1.
  • FIG. 21 shows the culture conditions for sample 2.
  • FIG. 22 shows the culture conditions for sample 3.
  • the "IC supply flow rate” shown in each table is the flow rate of complete medium supplied from the first supply unit 161 to the first circulation flow path 162b via the first supply flow path 162a.
  • the "EC supply flow rate” shown in each table is the flow rate of basal medium supplied from the second supply unit 163 to the second circulation flow path 164b via the second supply flow path 164a.
  • FIG. 23 is a graph showing cell count data (glucose) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • FIG. 24 is a graph showing cell count data (lactic acid) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • FIG. 25 is a graph showing cell count data (oxygen) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • FIG. 26 is a graph showing cell count data (carbon dioxide) obtained by simulating sample 2 (low) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • the graphs shown with dashed lines are reference data.
  • the graphs shown with dashed lines are actual data.
  • the actual data is cell count data obtained by cell culture of sample 2.
  • FIG. 27 is a graph showing cell count data (glucose) obtained by simulating sample 3 (high) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • FIG. 28 is a graph showing cell count data (lactic acid) obtained by simulating sample 3 (high) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • FIG. 29 is a graph showing cell count data (oxygen) obtained by simulating sample 3 (high) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • FIG. 30 is a graph showing cell count data (carbon dioxide) obtained by simulating sample 3 (high) using sample 1 (middle) of suspended cells as reference data.
  • the graphs shown with dashed lines are reference data.
  • the graphs shown with dashed lines are actual data.
  • the actual data is cell count data obtained by cell culture of sample 3.

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Abstract

データ処理装置（１４）は、第１細胞数データ（４２）と第２細胞数データ（２４）とを取得する取得部（３４）と、第１細胞数データ（４２）の第１所定期間における第１変化レートと、第１所定期間に対応する第２所定期間における第２細胞数データ（２４）の第２変化レートとの比率であるレート比率を算出する算出部（３６）と、第１細胞数データ（４２）のうちの第１所定期間より後の部分である第１部分データ（４２ａ）と、レート比率とに基づいて、第２培養条件での現在以降の細胞数の変化を示す予測データ（４８）を生成する予測データ生成部（３８）と、を備える。

Description

データ処理装置及びデータ処理方法
　本発明は、細胞の培養によって得られるデータを処理するデータ処理装置及びデータ処理方法に関する。
　例えば、特開２０２０－１７１２４１号公報は、細胞培養装置を示す。ユーザは、所望の培養期間で所望の細胞数を回収できるように、細胞培養装置の培養条件を設定する。細胞培養装置は、設定された培養条件で細胞の培養を行う。
特開２０２０－１７１２４１号公報
　中空糸膜を用いた細胞培養においては、細胞培養中に中空糸の内側を直接観察することが困難である。このため、培養中に細胞培養の推移を予測することが求められている。
　本発明は上述した課題を解決することを目的とする。
　（１）第１発明のデータ処理装置は、中空糸膜を備えた細胞培養装置で行われる細胞培養のデータ処理を行うデータ処理装置であって、第１培養条件での培養開始から培養終了までの細胞数の変化を示す第１細胞数データと、第２培養条件での培養開始から現在までの細胞数の変化を示す第２細胞数データとを取得する取得部と、前記第１細胞数データの第１所定期間における変化レートである第１変化レートと、前記第１所定期間に対応する第２所定期間における前記第２細胞数データの変化レートである第２変化レートとの比率であるレート比率を算出する算出部と、前記第１細胞数データのうちの前記第１所定期間より後の部分である第１部分データと、前記レート比率とに基づいて、前記第２培養条件での現在以降の細胞数の変化を示す予測データを生成する予測データ生成部と、を備える。
　上記項目（１）の構成によれば、培養中のデータである第２細胞数データを反映した予測データを生成するため、培養中に培養の推移を予測することができる。結果として、ユーザは、培養中に、必要に応じて当初の培養計画を変更することができる。従って、細胞の培養を好適に行うことが可能となる。
　（２）上記項目（１）に記載のデータ処理装置は、前記第２細胞数データに前記予測データを結合したデータである第３細胞数データから算出される細胞数を表示部に表示する制御を行う表示制御部を備えてもよい。
　上記項目（２）の構成によれば、ユーザは、表示部に表示される細胞数に応じて、所望数の細胞を回収できる培養期間を把握することができる。
　（３）上記項目（１）又は（２）に記載のデータ処理装置において、前記予測データ生成部は、前記第１変化レートに対する前記第２変化レートの乖離量が所定量以上になった場合に、前記予測データを生成してもよい。
　上記項目（３）の構成によれば、当初の培養計画と実際の培養状況との差が大きくなった場合にのみ予測データを作成することができる。
　（４）上記項目（１）～（３）のいずれか１つに記載のデータ処理装置において、前記第１細胞数データは、過去に行われた細胞培養によって得られたデータ、又は、細胞培養のシミュレーションによって得られたデータであってもよい。
　（５）上記項目（１）～（４）のいずれか１つに記載のデータ処理装置において、前記取得部は、複数の細胞数データに基づいて、前記第１細胞数データを取得してもよい。
　（６）第２発明のデータ処理方法は、第１培養条件での培養開始から培養終了までの細胞数の変化を示す第１細胞数データと、第２培養条件での培養開始から現在までの細胞数の変化を示す第２細胞数データとを取得する工程と、前記第１細胞数データの第１所定期間における変化レートである第１変化レートと、前記第１所定期間に対応する第２所定期間における前記第２細胞数データの変化レートである第２変化レートとの比率であるレート比率を算出する工程と、前記第１細胞数データのうちの前記第１所定期間より後の部分である第１部分データと、前記レート比率とに基づいて、前記第２培養条件での現在以降の細胞数の変化を示す予測データを生成する工程と、を備える。
　上記項目（６）の構成によれば、上記項目（１）の構成と同様に、培養中のデータである第２細胞数データを反映した予測データを生成するため、培養中に培養の推移を予測することができる。結果として、ユーザは、培養中に、必要に応じて当初の培養計画を変更することができる。従って、細胞の培養を好適に行うことが可能となる。
　本発明によれば、細胞の培養中に培養の推移を予測することができる。
図１は、細胞培養システムのブロック図である。 図２は、細胞培養回路の回路図である。 図３は、第１培養形態における細胞培養時の細胞培養装置の動作を示す図である。 図４は、第２培養形態における細胞培養時の細胞培養装置の動作を示す図である。 図５は、第３培養形態における細胞培養時の細胞培養装置の動作を示す図である。 図６は、第４培養形態における細胞培養時の細胞培養装置の動作を示す図である。 図７は、データ表示処理のフローチャートである。 図８Ａは、第１細胞数データと第２細胞数データを示すグラフである。図８Ｂは、第１細胞数データと第３細胞数データを示すグラフである。 図９は、表示部に表示される推移データを示す図である。 図１０は、実施例の評価結果を示す表である。 図１１は、３つの検体の各々の培養条件を示す表である。 図１２は、接着細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（グルコース）を示すグラフである。 図１３は、接着細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（乳酸）を示すグラフである。 図１４は、接着細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（酸素）を示すグラフである。 図１５は、接着細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（二酸化炭素）を示すグラフである。 図１６は、接着細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（グルコース）を示すグラフである。 図１７は、接着細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（乳酸）を示すグラフである。 図１８は、接着細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（酸素）を示すグラフである。 図１９は、接着細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（二酸化炭素）を示すグラフである。 図２０は、培養条件を示す表である。 図２１は、培養条件を示す表である。 図２２は、培養条件を示す表である。 図２３は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（グルコース）を示すグラフである。 図２４は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（乳酸）を示すグラフである。 図２５は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（酸素）を示すグラフである。 図２６は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（二酸化炭素）を示すグラフである。 図２７は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（グルコース）を示すグラフである。 図２８は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（乳酸）を示すグラフである。 図２９は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（酸素）を示すグラフである。 図３０は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（二酸化炭素）を示すグラフである。
　通常、ユーザは、細胞の培養を行う前に、過去のデータを参照して、これから行う細胞の培養における細胞数の変化（代謝状態）の推移を予測し、予測結果に基づいて培養計画を作成する。例えば、ユーザは、所望数の細胞を回収できる培養期間を作成し、作成した培養期間の間、細胞培養装置で細胞の培養を行う。
　しかし、実際に細胞の培養を行うと、細胞数の変化の推移が、予測した推移から乖離する場合がある。実際の細胞数の変化の推移が予測した推移を大きく下回る場合、当初作成した培養期間では、所望数の細胞を回収できなくなる。以下で説明する実施形態は、細胞の培養中に、実際の細胞数の変化のデータを用いて、細胞数の変化の推移を予測することを可能とする。
［１　細胞培養システム１０の構成］
　図１は、細胞培養システム１０のブロック図である。細胞培養システム１０は、細胞培養装置１２と、データ処理装置１４とを備える。データ処理装置１４は、細胞数の変化の推移を予測し、予測結果に応じた細胞数の推移を表示する。細胞培養システム１０に用いられる細胞は、哺乳動物細胞であってもよいし、哺乳動物由来の細胞であってもよい。また、細胞培養システム１０に用いられる細胞は、接着細胞であってもよいし、浮遊細胞であってもよい。具体的に、細胞としては、例えば、ＨＥＫ２９３細胞（ヒト胎児腎細胞）、ＥＳ細胞（胚性幹細胞：Embryonic Stem Cells）、ｉＰＳ細胞（人工多能性幹細胞：induced Pluripotent Cells）、間葉系幹細胞（mesenchymal stem cells）、繊維芽細胞、内皮細胞、神経幹細胞等が挙げられる。浮遊細胞としては、例えば、Ｊｕｒｋａｔ細胞（ヒト細胞性白血病由来細胞）、Ｔ細胞、制御性Ｔ細胞、腫瘍浸潤リンパ球、ＣＡＲ－Ｔ細胞、ＣＤ３４陽性細胞等が挙げられる。細胞培養システム１０に用いられる細胞は、上述したものに限定されない。
　細胞の培養には、基礎培地と完全培地とが用いられる。基礎培地としては、例えば、ＭＥＭ（Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ　Ｍｅｄｉａ）が用いられる。完全培地としては、タンパク質等の栄養成分を含有する基礎培地（例えばＭＥＭ）が用いられる。タンパク質としては、アルブミン、成長因子、サイトカイン等が用いられる。例えば、アルブミン、成長因子等を含有するウシ血清が基礎培地に添加される。
［１－１　細胞培養装置１２］
　細胞培養装置１２は、細胞培養回路１６と、検出部１８とを備える。図２に示されるように、細胞培養回路１６は、バイオリアクタ１６０と、第１供給部１６１と、第１回路１６２と、第２供給部１６３と、第２回路１６４と、第３回路１６５と、廃液収容部１６６と、第１サンプリング部１６７と、第２サンプリング部１６８とを備える。第１サンプリング部１６７及び第２サンプリング部１６８は、グルコース、乳酸、タンパク質等の濃度を検出する各種センサ（不図示）を備える。また、細胞培養回路１６は、液体中のガス（Ｏ２、ＣＯ２等）の濃度を検出する各種ガスセンサを備える。また、細胞培養回路１６は、液体に流動力を付与する複数のポンプ（不図示）と、流路を開閉し得る複数のバルブ１６９とを備える。
　バイオリアクタ１６０は、ハウジング１６０ａと複数の中空糸膜１６０ｂとを備える。ハウジング１６０ａは、複数の中空糸膜１６０ｂを収容する。各中空糸膜１６０ｂは、円筒状である。即ち、各中空糸膜１６０ｂには、一端から他端に貫通する孔（内孔）が形成される。バイオリアクタ１６０は、中空糸膜１６０ｂの内周面によって画定される流路と、ハウジング１６０ａの内壁面と中空糸膜１６０ｂの外周面とによって画定される流路とを備える。ハウジング１６０ａの内部では、中空糸膜１６０ｂの内部から外部へ、及び、中空糸膜１６０ｂの外部から内部へ、流体が流通し得る。
　第１供給部１６１は、細胞液、完全培地、基礎培地、洗浄液等の液体を収容したバッグを備える。第１回路１６２は、第１供給流路１６２ａと第１循環流路１６２ｂとを備える。第１供給流路１６２ａは、第１供給部１６１と第１循環流路１６２ｂとを接続する。第１循環流路１６２ｂは、バイオリアクタ１６０の各中空糸膜１６０ｂの内周面によって画定される流路を含む。第１供給部１６１から第１供給流路１６２ａを介して第１循環流路１６２ｂに供給される液体は、第１循環流路１６２ｂを循環し得る。第１サンプリング部１６７は、第１循環流路１６２ｂから培地をサンプリングする。
　第２供給部１６３は、基礎培地、洗浄液等の液体を収容したバッグを備える。第２回路１６４は、第２供給流路１６４ａと第２循環流路１６４ｂとを備える。第２供給流路１６４ａは、第２供給部１６３と第２循環流路１６４ｂとを接続する。第２循環流路１６４ｂは、バイオリアクタ１６０のハウジング１６０ａの内壁面と中空糸膜１６０ｂの外周面とによって画定される流路を含む。第２供給部１６３から第２供給流路１６４ａを介して第２循環流路１６４ｂに供給される液体は、第２循環流路１６４ｂを循環し得る。第２サンプリング部１６８は、第２循環流路１６４ｂから培地をサンプリングする。
　第３回路１６５は、第１循環流路１６２ｂと廃液収容部１６６とを接続すると共に、第２循環流路１６４ｂと廃液収容部１６６とを接続する。廃液収容部１６６は、廃液を収容するための容器を備える。第１循環流路１６２ｂ及び第２循環流路１６４ｂから排出される廃液は、廃液収容部１６６で回収される。
　複数のバルブ１６９のうちの１つは、第１供給流路１６２ａに配される。複数のバルブ１６９のうちの１つは、第２供給流路１６４ａに配される。複数のバルブ１６９のうちの１つは、第１循環流路１６２ｂと廃液収容部１６６とを接続する第３回路１６５の流路に配される。複数のバルブ１６９のうちの１つは、第２循環流路１６４ｂと廃液収容部１６６とを接続する第３回路１６５の流路に配される。
　図１に戻り、細胞培養装置１２の説明を続ける。検出部１８は、第１サンプリング部１６７及び第２サンプリング部１６８の少なくとも一方でサンプリングされた培地から第２細胞数データ２４を検出する。検出部１８は、所定時間毎に、第２細胞数データ２４をデータ処理装置１４に送る。なお、第２細胞数データ２４は、第２培養条件での細胞数の変化（増加又は減少）を示すデータである。第２細胞数データ２４は、バイオリアクタ１６０内に存在する全ての細胞の代謝率を合わせたデータでもある。なお、本明細書で説明する細胞数データ（第２細胞数データ２４、後述する第１細胞数データ４２及び第３細胞数データ４４）は、例えば培地におけるグルコース、乳酸、Ｏ２、ＣＯ２等の濃度を示すデータに相当する。第２培養条件には、例えば、培地に含まれる物質に関する情報、培地に供給されるガスに関する情報、細胞培養装置１２に関する情報（容量情報、動作情報、培養形態等）、培養日数、播種数、各種温度等が含まれる。培養形態の詳細については下記［２］にて説明する。
［１－２　データ処理装置１４］
　データ処理装置１４は、入力部２６と、演算部２８と、記憶部３０と、表示部３２とを備える。データ処理装置１４は、例えば、コンピュータ（パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン等）で構成されてもよい。なお、データ処理装置１４のうち、演算部２８と記憶部３０とがサーバに備えられ、表示部３２が端末装置に備えられてもよい。
　入力部２６は、ユーザによって操作されるマンマシンインターフェースである。入力部２６は、例えば、キーボード、タッチパネル、マウス等であってもよい。入力部２６は、ユーザが入力した情報を演算部２８に送る。
　演算部２８は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等のプロセッサによって構成され得る。即ち、演算部２８は、処理回路によって構成され得る。
　演算部２８には、取得部３４と、算出部３６と、データ生成部３８（予測データ生成部）と、表示制御部４０とが備えられる。取得部３４と、算出部３６と、データ生成部３８と、表示制御部４０との各々は、記憶部３０に記憶されているプログラムが演算部２８によって実行されることによって実現され得る。
　なお、取得部３４と、算出部３６と、データ生成部３８と、表示制御部４０との少なくとも一部が、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等の集積回路によって実現されてもよい。また、取得部３４と、算出部３６と、データ生成部３８と、表示制御部４０との少なくとも一部が、ディスクリートデバイスを含む電子回路によって構成されてもよい。
　取得部３４は、演算部２８の外部の装置（細胞培養装置１２、入力部２６、記憶部３０、外部の記憶装置等）からデータを取得する。算出部３６は、後述する第１変化レート、第２変化レート及びレート比率を算出する。データ生成部３８は、第１細胞数データ４２とレート比率とに基づいて補正データ４６及び予測データ４８（図８Ｂ）を生成する。更に、データ生成部３８は、第２細胞数データ２４と予測データ４８とに基づいて第３細胞数データ４４を生成する。表示制御部４０は、表示部３２の表示制御を行う。
　記憶部３０は、不図示の揮発性メモリと、不図示の不揮発性メモリとによって構成され得る。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等が挙げられ得る。この揮発性メモリは、プロセッサのワーキングメモリとして使用され、処理又は演算に必要なデータ等を一時的に記憶する。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等が挙げられ得る。この不揮発性メモリは、保存用のメモリとして使用され、プログラム、テーブル、マップ等を記憶する。記憶部３０の少なくとも一部が、上述したようなプロセッサ、集積回路等に備えられてもよい。
　記憶部３０は、細胞培養装置１２で細胞の培養が行われる前に、予め第１細胞数データ４２を記憶する。第１細胞数データ４２は、第１培養条件での細胞数の変化（増加又は減少）を示すデータである。第１細胞数データ４２は、バイオリアクタ１６０内に存在する全ての細胞の代謝率を合わせたデータである。第１培養条件には、例えば、培地に含まれる物質に関する情報、培地に供給されるガスに関する情報、細胞培養装置１２に関する情報（容量情報、動作情報、培養形態等）、培養日数、播種数、各種温度等が含まれる。
　第１細胞数データ４２は、過去に行われた細胞の培養によって得られたデータであってもよい。第１細胞数データ４２は、細胞培養のシミュレーションによって得られたデータであってもよい。第１細胞数データ４２は、記憶部３０でなく、外部の記憶装置で記憶されてもよい。
　表示部３２は、例えば、ディスプレイであってもよい。表示部３２は、表示制御部４０の制御に応じて、各種の表示物（例えば推移データ５０）を表示する。
［２　細胞培養回路１６による培養形態］
　細胞培養回路１６においては、コントローラ（不図示）が、複数のポンプ（不図示）及び複数のバルブ１６９を制御することによって、培地が流れる流路と、培地の流量とを変えることが可能である。これにより、細胞培養回路１６は、複数の培養形態を実現し得る。以下で、培養形態の一例として、第１培養形態～第８培養形態を説明する。
　第１培養形態及び第２培養形態は、主に細胞培養プロセスの初期から中期にかけて実行される。第３培養形態及び第４培養形態は、主に細胞培養プロセスの中期から後期にかけて実行される。第５培養形態は、細胞収集するために、培養期間中に適宜実行される。
［２－１　第１培養形態］
　図３は、第１培養形態における細胞培養時の細胞培養装置１２の動作を示す図である。第１培養形態は、以下のとおりである。
（ａ）　第１供給部１６１から第１回路１６２（第１循環流路１６２ｂ）に完全培地が供給される。
（ｂ）　第２供給部１６３から第２回路１６４（第２循環流路１６４ｂ）に基礎培地が供給されない。
（ｃ）　第２循環流路１６４ｂから第３回路１６５を介して廃液収容部１６６に培地の一部が廃棄される。
　第１培養形態は主に細胞培養プロセスで実行されるが、細胞収集プロセスで実行されてもよい。第１培養形態が細胞収集プロセスで実行される場合、例えば、中空糸膜１６０ｂの両端から基礎培地が供給される。これにより、第１循環流路１６２ｂに存在する細胞を中空糸膜１６０ｂ内に集めることができる。
［２－２　第２培養形態］
　図４は、第２培養形態における細胞培養時の細胞培養装置１２の動作を示す図である。第２培養形態は、以下のとおりである。
（ａ）　第１供給部１６１から第１回路１６２（第１循環流路１６２ｂ）に完全培地が供給される。
（ｂ）　第２供給部１６３から第２回路１６４（第２循環流路１６４ｂ）に基礎培地が供給されない。
（ｃ）　第１循環流路１６２ｂから第３回路１６５を介して廃液収容部１６６に培地の一部が廃棄される。
［２－３　第３培養形態］
　図５は、第３培養形態における細胞培養時の細胞培養装置１２の動作を示す図である。第３培養形態は、以下のとおりである。
（ａ）　第１供給部１６１から第１回路１６２（第１循環流路１６２ｂ）に完全培地が供給される。
（ｂ）　第２供給部１６３から第２回路１６４（第２循環流路１６４ｂ）に基礎培地が供給される。
（ｃ）　第２循環流路１６４ｂから第３回路１６５を介して廃液収容部１６６に培地の一部が廃棄される。
［２－４　第４培養形態］
　図６は、第４培養形態における細胞培養時の細胞培養装置１２の動作を示す図である。第４培養形態は、以下のとおりである。
（ａ）　第１供給部１６１から第１回路１６２（第１循環流路１６２ｂ）に完全培地が供給される。
（ｂ）　第２供給部１６３から第２回路１６４（第２循環流路１６４ｂ）に基礎培地が供給される。
（ｃ）　第１循環流路１６２ｂから第３回路１６５を介して廃液収容部１６６に培地の一部が廃棄される。
［２－５　第５培養形態］
　第５培養形態は、以下のとおりである。第５培養形態における細胞培養時の細胞培養装置１２の動作は、下記（ａ）を除き、第１培養形態における細胞培養時の細胞培養装置１２の動作（図３）と同じである。
（ａ）　第１供給部１６１から第１回路１６２（第１循環流路１６２ｂ）に基礎培地が供給される。
（ｂ）　第２供給部１６３から第２回路１６４（第２循環流路１６４ｂ）に基礎培地が供給されない。
（ｃ）　第２循環流路１６４ｂから第３回路１６５を介して廃液収容部１６６に培地の一部が廃棄される。
　第５培養形態においては、第１培養形態と同様に、中空糸膜１６０ｂの両端から基礎培地が供給されてもよい。これにより、第１循環流路１６２ｂ内に存在する細胞を中空糸膜１６０ｂ内に集めることができる。第５培養形態における工程を、細胞収集プロセスとする。
［２－６　第６培養形態］
　第６培養形態は、以下のとおりである。第６培養形態における細胞培養時の細胞培養装置１２の動作は、下記（ａ）を除き、第２培養形態における細胞培養時の細胞培養装置１２の動作（図４）と同じである。
（ａ）　第１供給部１６１から第１回路１６２（第１循環流路１６２ｂ）に基礎培地が供給される。
（ｂ）　第２供給部１６３から第２回路１６４（第２循環流路１６４ｂ）に基礎培地が供給されない。
（ｃ）　第１循環流路１６２ｂから第３回路１６５を介して廃液収容部１６６に培地の一部が廃棄される。
［２－７　第７培養形態］
　第７培養形態は、以下のとおりである。第７培養形態における細胞培養時の細胞培養装置１２の動作は、下記（ａ）を除き、第３培養形態における細胞培養時の細胞培養装置１２の動作（図５）と同じである。
（ａ）　第１供給部１６１から第１回路１６２（第１循環流路１６２ｂ）に基礎培地が供給される。
（ｂ）　第２供給部１６３から第２回路１６４（第２循環流路１６４ｂ）に基礎培地が供給される。
（ｃ）　第２循環流路１６４ｂから第３回路１６５を介して廃液収容部１６６に培地の一部が廃棄される。
［２－８　第８培養形態］
　第８培養形態は、以下のとおりである。第８培養形態における細胞培養時の細胞培養装置１２の動作は、下記（ａ）を除き、第４培養形態における細胞培養時の細胞培養装置１２の動作（図６）と同じである。
（ａ）　第１供給部１６１から第１回路１６２（第１循環流路１６２ｂ）に基礎培地が供給される。
（ｂ）　第２供給部１６３から第２回路１６４（第２循環流路１６４ｂ）に基礎培地が供給される。
（ｃ）　第１循環流路１６２ｂから第３回路１６５を介して廃液収容部１６６に培地の一部が廃棄される。
　第１培養形態、第３培養形態、第５培養形態及び第７培養形態は、浮遊細胞の培養プロセスにおいて実行される。第２培養形態、第４培養形態、第６培養形態及び第８培養形態は、接着細胞の培養プロセスにおいて実行される。浮遊細胞及び接着細胞の各々の培養プロセスにおいては、上記した複数の培養形態のうちの１つの培養形態が実行されてもよいし、複数の培養形態が組み合わされてもよい。
　各々の培養形態は、供給される培地、培地の供給方法、培地の廃棄方法等が異なる。データ生成部３８は、任意期間の第３細胞数データ４４（図８Ｂ）の生成を実行する場合に、複数の培養形態を組み合わせたシミュレーションを実行することができる。
［３　データ処理装置１４の動作］
　図７は、データ表示処理のフローチャートである。ユーザは、細胞培養装置１２に細胞培養を実行させると共に、データ処理装置１４にデータ表示処理を実行させる。
　なお、ユーザは、データ処理装置１４にデータ表示処理を実行させる前に、入力部２６を操作して、対象期間（第１所定期間、第２所定期間）を指定する。対象期間とは、後述する第１変化レート及び第２変化レートを算出するために必要な期間である。対象期間とは、細胞培養期間の中からユーザによって選択される期間である。一例として、ユーザは、細胞培養期間が７日間である場合に、対象期間の開始時点として「１日目」を入力し、対象期間の終了時点として「４日目」を入力することができる。以下では、対象期間を「１日目から４日目まで」として説明する。ユーザは、他の期間を入力することも可能である。第１細胞数データ４２の対象期間である第１所定期間と、第２細胞数データ２４の対象期間である第２所定期間とは、互いに同じ期間である。即ち、第２所定期間は、第１所定期間に対応している。ユーザは、対象期間を入力した後に、入力部２６を操作して、データ処理装置１４にデータ表示処理を実行させる。
　ステップＳ１において、取得部３４は、細胞培養装置１２の検出部１８から第２細胞数データ２４を取得する。記憶部３０は、取得された第２細胞数データ２４を逐次記憶する。
　ステップＳ２において、算出部３６は、４日目（対象期間の終了時点）が到来したかを判定する。４日目が到来した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３に移行する。一方、４日目が到来していない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、処理はステップＳ１に戻る。
　ステップＳ２からステップＳ３に移行すると、取得部３４は、記憶部３０から第１細胞数データ４２と第２細胞数データ２４とを取得する。ここで取得される第１細胞数データ４２は、第１培養条件での培養開始から培養終了までの細胞数の変化を示すデータである。また、ここで取得される第２細胞数データ２４は、現在行われている細胞培養の培養条件（第２培養条件）での培養開始から現在までの細胞数の変化を示すデータである。
　ステップＳ４において、算出部３６は、ユーザによって指定された対象期間における第１変化レートと第２変化レートとを算出する。変化レートとは、指定された対象期間（１日目から４日目まで）と、その対象期間中の細胞数データの変化量との比率である。例えば、算出部３６は、第１細胞数データ４２の対象期間（第１所定期間）における第１細胞数データ４２の変化量を対象期間で除することによって、第１変化レートを算出する。同様に、算出部３６は、第２細胞数データ２４の対象期間（第２所定期間）における第２細胞数データ２４の変化量を対象期間で除することによって、第２変化レートを算出する。
　ステップＳ５において、算出部３６は、第１変化レートに対する第２変化レートの乖離量を算出する。更に、算出部３６は、乖離量と所定量とを比較する。所定量とは、ステップＳ６以降の処理を実行するか否かを判定するための閾値である。即ち、所定量とは、表示部３２に推移データ５０を表示するか否かを判定するための閾値である。所定量は、記憶部３０に予め記憶される。乖離量が所定量以上である場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ６に移行する。この場合、図８Ａに示されるように、４日目（対象期間の終了時点）で、既に第１細胞数データ４２と第２細胞数データ２４とに乖離が生じている。この場合、４日目以降の第２細胞数データ２４の推移は、第１細胞数データ４２の推移と大きく乖離する可能性が高い。つまり、細胞培養期間が終了した時点で、細胞数は、当初予測された数を大きく下回る可能性が高い。一方、乖離量が所定量未満である場合（ステップＳ５：ＮＯ）、データ表示処理は終了する。この場合、４日目以降の第２細胞数データ２４の推移は、第１細胞数データ４２の推移と大きく乖離しない可能性が高い。つまり、細胞培養期間が終了した時点で、細胞数は、当初予測された数に近似する可能性が高い。このため、推移データ５０の表示は不要である。従って、データ表示処理は終了する。
　ステップＳ５からステップＳ６に移行する場合、４日目以降の第２細胞数データ２４の推移を予測する処理が実行される。例えば、算出部３６は、レート比率を算出する。レート比率とは、第１変化レートと第２変化レートとの比率である。例えば、算出部３６は、第２変化レートを第１変化レートで除することによって、レート比率を算出する。
　ステップＳ７において、データ生成部３８は、第１細胞数データ４２を補正して補正データ４６を生成する。図８Ｂに示されるように、例えば、データ生成部３８は、第１細胞数データ４２のうちの第１部分データ４２ａと、レート比率とに基づいて、補正データ４６を生成する。第１部分データ４２ａとは、第１細胞数データ４２のうちの対象期間より後の部分的なデータである。ここでは、第１部分データ４２ａとは、第１細胞数データ４２の５日目から７日目までのデータである。データ生成部３８は、第１部分データ４２ａにレート比率を乗算することによって補正データ４６を生成する。
　ステップＳ８において、データ生成部３８は、補正データ４６を第２細胞数データ２４に近づける。具体的には、データ生成部３８は、４日目（対象期間の終了時点）における第１細胞数データ４２と第２細胞数データ２４との差分だけ補正データ４６をオフセットする。これにより、データ生成部３８は、予測データ４８を生成する。このように、オフセット後の補正データ４６を予測データ４８と称する。予測データ４８は、第２培養条件での現在以降の細胞数の変化を示すデータである。
　ステップＳ９において、データ生成部３８は、第２細胞数データ２４に予測データ４８を結合した第３細胞数データ４４（図８Ｂ）を生成する。更に、データ生成部３８は、予め定められた方法で第３細胞数データ４４を細胞数に変換する。
　ステップＳ１０において、データ生成部３８は、変換後の細胞数のデータを用いてフィッティングを行い、細胞数の推移を示す推移データ５０を生成する。表示制御部４０は、推移データ５０を表示部３２に表示する制御を行う。すると、表示部３２は、図９に示すような推移データ５０を表示する。なお、表示制御部４０は、推移データ５０と共に第３細胞数データ４４を表示部３２に表示する制御を行ってもよいし、第３細胞数データ４４のみを表示部３２に表示する制御を行ってもよい。
［４　その他の実施形態］
　細胞の培養前に、複数の細胞数データが存在する場合がある。例えば、過去の複数回の細胞培養の各々で得られた細胞数データがある場合、又は、複数回のシミュレーションの各々で得られた細胞数データがある場合、取得部３４は、複数の細胞数データに基づいて、第１細胞数データ４２を取得してもよい。例えば、取得部３４は、複数の細胞数データの平均を算出して第１細胞数データ４２としてもよい。
　ステップＳ７のレート比率を乗算する処理とステップＳ８のオフセットの処理との順番を入れ替えてもよい。即ち、データ生成部３８は、第１部分データ４２ａをオフセットし、オフセット後の第１部分データ４２ａを補正データとしてもよい。更に、データ生成部３８は、その補正データにレート比率を乗算することによって予測データ４８を生成してもよい。
　表示制御部４０は、表示部３２に推移データ５０を表示させると共に、細胞数の許容範囲を表示させてもよい。この場合、記憶部３０は、細胞数の許容範囲を予め記憶する。
　データ生成部３８は、推移データ５０に基づいて、ユーザによって指定された細胞数を回収できるタイミング（日付、時刻）を算出してもよい。この場合、表示制御部４０は、ユーザによって指定された細胞数を回収できるタイミングを表示部３２に表示させてもよい。
　データ生成部３８は、取得部３４により第２細胞数データ２４が取得された場合に、細胞数データの許容範囲を算出してもよい。例えば、データ生成部３８は、第２細胞数データ２４に対する±５％×ｄａｙの値を算出してもよい。第２細胞数データ２４に対する－５％×ｄａｙの値は、許容範囲の下限値である。第２細胞数データ２４に対する＋５％×ｄａｙの値は、許容範囲の上限値である。表示制御部４０は、データ生成部３８によって算出された細胞数データの許容範囲を、表示部３２に表示させてもよい。
［５　各実施形態の効果］
　各実施形態によれば、培養中のデータである第２細胞数データ２４を反映した予測データ４８を生成するため、培養中に培養の推移を予測することができる。培養中のデータである第２細胞数データ２４を反映した予測データ４８を生成するため、培養中に培養の推移を予測することができる。結果として、ユーザは、培養中に、必要に応じて当初の培養計画を変更することができる。従って、細胞の培養を好適に行うことが可能となる。
　各実施形態によれば、ユーザは、表示部３２に表示される細胞数に応じて、所望数の細胞を回収できる培養期間を把握することができる。
　各実施形態によれば、当初の培養計画と実際の培養状況との差が大きくなった場合にのみ予測データ４８を作成することができる。
　なお、本発明は、上述した開示に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。
［６　第３細胞数データ４４を生成する処理の実施例］
　本発明者らは、上述した実施形態に基づいて、実際に第３細胞数データ４４を生成する処理を実施した。更に、本発明者らは、生成された第３細胞数データ４４と、実際の細胞培養において測定された測定結果とを比較して、第３細胞数データ４４の精度評価を行った。結果としては、第３細胞数データ４４は、実際の測定結果に近かった。このことから、本発明者らは、第３細胞数データ４４は適切であるという結論に至った。以下で、第３細胞数データ４４を生成する処理の実施例について説明する。
　細胞培養実験で使用した細胞培養装置１２は、Quantum細胞増殖システム（Terumo BCT社製）又はQuantum Flex細胞増殖システム（Terumo BCT社製）である。以下では、Quantum細胞増殖システムを「第１培養装置」と称し、Quantum Flex細胞増殖システムを「第２培養装置」と称する。第１培養装置と第２培養装置とでは、バイオリアクタ１６０のサイズが相違する。第２培養装置のバイオリアクタ１６０のサイズは、第１培養装置のバイオリアクタ１６０のサイズの１／１０である。第１培養装置と第２培養装置の少なくとも一方は、バイオリアクタ１６０のサイズが変更可能であってもよい。
　図１０は、実施例の評価結果を示す表である。表中の「細胞」の行には、培養した細胞が示される。表中の「バイオリアクタ」の行には、使用した培養装置が示される。「バイオリアクタ」の行において、「１×」の表記は、第１培養装置を使用したこと意味し、「０．１×」の表記は、第２培養装置を使用したことを意味する。表中の「グルコース」の行には、評価結果が示される。「グルコース」の行において、「Ａ」の表記は、評価結果が合格であること意味する。実施例では、実測濃度に対して±５％×ｄａｙの範囲内に収まるシミュレーション値を合格と判定した。なお、今回は、不合格（ＮＡ）と評価された実施例はなかった。カッコ内の「Ｎ」の表記は、評価した処理（第３細胞数データ４４を生成する処理）の数を意味する。カッコ内の「ＴＢＤ」は、シミュレーション値が培養最終日において実測濃度に対して±５％×ｄａｙの範囲内に収まらなかった検体数を意味する。「グルコース」の行と同様に、「乳酸」、「Ｏ２」、「ＣＯ２」の各々の行にも評価結果が示される。
　図１０に示されるように、第１培養装置（１×）によりＪｕｒｋａｔ細胞を培養するシミュレーションに関しては、グルコースと乳酸の評価の一部が「ＴＢＤ」であった。しかし、７日間のシミュレーション期間のうち、６日までの両者のシミュレーション値は、±５％×ｄａｙの範囲内に収まっていた。このように、第１培養装置（１×）によりＪｕｒｋａｔ細胞を培養するシミュレーションに関しても、総合的には代謝の推移を把握可能であった。
　「ＴＢＤ」となった条件については、予測日数をずらして再度シミュレーションを行うか、データ取得の頻度を増やすか、参照データ数を増やす等の対応により、シミュレーション値を向上させることができる。以下で、図１０に示される評価結果の一部について、具体的に説明する。
［６－１　接着細胞の細胞培養の実施例］
　本発明者らは、第１培養装置を用いて、培養条件が異なる３つの細胞培養実験を行い、接着細胞の３つの検体（検体１、検体２、検体３）を生成した。３つの細胞培養実験の各々においては、７日間の細胞培養を行い、定期的に細胞数データを測定した。これとは別に、本発明者らは検体１の細胞培養によって得られた細胞数データ（＝第１細胞数データ４２）に基づいて、検体２及び検体３の培養条件における第３細胞数データ４４を生成する処理を行った。更に、検体２の培養条件において得られた第３細胞数データ４４と、検体２の細胞培養実験によって得られた細胞数データとを比較することによって、第３細胞数データ４４の評価を行った。同様に、検体３の培養条件において得られた第３細胞数データ４４と、検体３の細胞培養実験によって得られた細胞数データとを比較することによって、第３細胞数データ４４の評価を行った。
　３つの細胞培養実験の実施条件を以下に示す。
　・　培養する接着細胞としてＨＥＫ２９３細胞を使用した。
　・　タンパク質としてのトータルプロテインを含む完全培地を使用した。
　・　ＰＢＳで細胞培養回路１６をプライミングした後に、細胞培養回路１６に細胞性接着因子（フィブロネクチン）をプレコートし、プレコート後に完全培地が充填されたバッグと第１供給流路１６２ａとを接続した。
　・　ガスコンディショニングを行い、第１循環流路１６２ｂに細胞を播種した。
　・　主に第２培養形態により細胞培養を行った。
　・　細胞培養期間中は、第１循環流路１６２ｂの流量を２０mL/minとし、第２循環流路１６４ｂの流量を３００mL/minとした。
　図１１は、３つの検体の各々の培養条件を示す表である。図１１は、第１供給部１６１から第１回路１６２（第１供給流路１６２ａ）に供給される完全培地の流量を、日毎に示す。
　図１２は、検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（グルコース）を示すグラフである。図１３は、検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（乳酸）を示すグラフである。図１４は、検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（酸素）を示すグラフである。図１５は、検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（二酸化炭素）を示すグラフである。
　図１２～図１５の各図において、一点鎖線で示されるグラフは、参照データである。参照データとは、検体１の細胞培養によって得られた細胞数データ（＝第１細胞数データ４２）である。図１２～図１５の各図において、破線で示されるグラフは、実データである。実データとは、検体２の細胞培養によって得られた細胞数データである。図１２～図１５の各図において、実線で示されるグラフは、実データと予測データ４８とを組み合わせたデータ（＝第３細胞数データ４４）である。
　図１２～図１５の各図において、実線で示されるグラフは、破線で示されるグラフの±５％×ｄａｙ以内に概ね収まった。従って、本発明者らは、接着細胞の検体２に関して、第３細胞数データ４４は適切に生成されたと結論付けた。
　図１６は、接着細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（グルコース）を示すグラフである。図１７は、接着細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（乳酸）を示すグラフである。図１８は、接着細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（酸素）を示すグラフである。図１９は、接着細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（二酸化炭素）を示すグラフである。
　図１６～図１９の各図において、一点鎖線で示されるグラフは、参照データである。参照データとは、検体１の細胞培養によって得られた細胞数データ（＝第１細胞数データ４２）である。図１６～図１９の各図において、破線で示されるグラフは、実データである。実データとは、検体３の細胞培養によって得られた細胞数データである。図１６～図１９の各図において、実線で示されるグラフは、実データと予測データ４８とを組み合わせたデータ（＝第３細胞数データ４４）である。
　図１６～図１９の各図において、実線で示されるグラフは、破線で示されるグラフの±５％×ｄａｙ以内に概ね収まった。従って、本発明者らは、接着細胞の検体３に関して、第３細胞数データ４４は適切に生成されたと結論付けた。
［６－２　浮遊細胞の細胞培養の実施例］
　本発明者らは、第１培養装置を用いて、培養条件が異なる３つの細胞培養実験を行い、浮遊細胞の３つの検体（検体１、検体２、検体３）を生成した。３つの細胞培養実験の各々においては、７日間の細胞培養を行い、定期的に細胞数データを測定した。これとは別に、本発明者らは検体１の細胞培養によって得られた細胞数データ（第１細胞数データ４２）に基づいて、検体２及び検体３の培養条件における第３細胞数データ４４を生成する処理を行った。更に、検体２の培養条件において得られた第３細胞数データ４４と、検体２の細胞培養実験によって得られた細胞数データとを比較することによって、第３細胞数データ４４の評価を行った。同様に、検体３の培養条件において得られた第３細胞数データ４４と、検体３の細胞培養実験によって得られた細胞数データとを比較することによって、第３細胞数データ４４の評価を行った。
　３つの細胞培養実験の実施条件を以下に示す。
　・　培養する浮遊細胞としてＪｕｒｋａｔ細胞を使用した。
　・　タンパク質としてトータルプロテインを含む完全培地を使用した。
　・　ＰＢＳで細胞培養回路１６をプライミングした後に、プライミング後に完全培地が充填されたバッグと第１供給流路１６２ａとを接続した。
　・　ガスコンディショニングを行い、第１循環流路１６２ｂに細胞を播種した。
　・　細胞培養期間（７日間）の初期において、第１培養形態による細胞培養工程と、細胞分散工程と、細胞収集工程とからなる一連の処理を繰り返し行った。細胞分散工程では、培地の供給及び廃棄を停止させると共に、第１循環流路１６２ｂ内で培地を循環させた。細胞収集工程では、細胞分散工程によって第１循環流路１６２ｂ内に拡散した細胞を、バイオリアクタ１６０の内部に収集した。ここでは、細胞収集工程を、第５培養形態により行った。
　・　細胞培養期間（７日間）の中期～後期において、第３培養形態による細胞培養工程と、細胞分散工程と、細胞収集工程とからなる一連の処理を繰り返し行った。ここでは、細胞収集工程を、第５培養形態により行った。
　図２０～図２２は、培養条件を示す表である。図２０は、検体１の培養条件を示す。図２１は、検体２の培養条件を示す。図２２は、検体３の培養条件を示す。各々の表に示される「ＩＣ供給流量」とは、第１供給部１６１から第１供給流路１６２ａを介して第１循環流路１６２ｂに供給される完全培地の流量である。各々の表に示される「ＥＣ供給流量」とは、第２供給部１６３から第２供給流路１６４ａを介して第２循環流路１６４ｂに供給される基礎培地の流量である。
　図２３は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（グルコース）を示すグラフである。図２４は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（乳酸）を示すグラフである。図２５は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（酸素）を示すグラフである。図２６は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体２（ｌｏｗ）をシミュレーションした細胞数データ（二酸化炭素）を示すグラフである。
　図２３～図２６の各図において、一点鎖線で示されるグラフは、参照データである。参照データとは、検体１の細胞培養によって得られた細胞数データ（＝第１細胞数データ４２）である。図２３～図２６の各図において、破線で示されるグラフは、実データである。実データとは、検体２の細胞培養によって得られた細胞数データである。図２３～図２６の各図において、実線で示されるグラフは、実データと予測データ４８とを組み合わせたデータ（＝第３細胞数データ４４）である。
　図２３～図２６の各図において、実線で示されるグラフは、破線で示されるグラフの±５％×ｄａｙ以内に概ね収まった。従って、本発明者らは、浮遊細胞の検体２に関して、第３細胞数データ４４は適切に生成されたと結論付けた。
　図２７は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（グルコース）を示すグラフである。図２８は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（乳酸）を示すグラフである。図２９は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（酸素）を示すグラフである。図３０は、浮遊細胞の検体１(ｍｉｄｄｌｅ)を参照データとして、検体３（ｈｉｇｈ）をシミュレーションした細胞数データ（二酸化炭素）を示すグラフである。
　図２７～図３０の各図において、一点鎖線で示されるグラフは、参照データである。参照データとは、検体１の細胞培養によって得られた細胞数データ（＝第１細胞数データ４２）である。図２７～図３０の各図において、破線で示されるグラフは、実データである。実データとは、検体３の細胞培養によって得られた細胞数データである。図２７～図３０の各図において、実線で示されるグラフは、実データと予測データ４８とを組み合わせたデータ（＝第３細胞数データ４４）である。
　図２７～図３０の各図において、実線で示されるグラフは、破線で示されるグラフの±５％×ｄａｙ以内に概ね収まった。従って、本発明者らは、浮遊細胞の検体３に関して、第３細胞数データ４４は適切に生成されたと結論付けた。

Claims (6)

  1. 　中空糸膜を備えた細胞培養装置で行われる細胞培養のデータ処理を行うデータ処理装置であって、
    　第１培養条件での培養開始から培養終了までの細胞数の変化を示す第１細胞数データと、第２培養条件での培養開始から現在までの細胞数の変化を示す第２細胞数データとを取得する取得部と、
    　前記第１細胞数データの第１所定期間における変化レートである第１変化レートと、前記第１所定期間に対応する第２所定期間における前記第２細胞数データの変化レートである第２変化レートとの比率であるレート比率を算出する算出部と、
    　前記第１細胞数データのうちの前記第１所定期間より後の部分である第１部分データと、前記レート比率とに基づいて、前記第２培養条件での現在以降の細胞数の変化を示す予測データを生成する予測データ生成部と、
    　を備える、データ処理装置。
  2. 　請求項１に記載のデータ処理装置において、
    　前記第２細胞数データに前記予測データを結合したデータである第３細胞数データから算出される細胞数を表示部に表示する制御を行う表示制御部を備える、データ処理装置。
  3. 　請求項１に記載のデータ処理装置において、
    　前記予測データ生成部は、前記第１変化レートに対する前記第２変化レートの乖離量が所定量以上になった場合に、前記予測データを生成する、データ処理装置。
  4. 　請求項１に記載のデータ処理装置において、
    　前記第１細胞数データは、過去に行われた細胞培養によって得られたデータ、又は、細胞培養のシミュレーションによって得られたデータである、データ処理装置。
  5. 　請求項１に記載のデータ処理装置において、
    　前記取得部は、複数の細胞数データに基づいて、前記第１細胞数データを取得する、データ処理装置。
  6. 　第１培養条件での培養開始から培養終了までの細胞数の変化を示す第１細胞数データと、第２培養条件での培養開始から現在までの細胞数の変化を示す第２細胞数データとを取得する工程と、
    　前記第１細胞数データの第１所定期間における変化レートである第１変化レートと、前記第１所定期間に対応する第２所定期間における前記第２細胞数データの変化レートである第２変化レートとの比率であるレート比率を算出する工程と、
    　前記第１細胞数データのうちの前記第１所定期間より後の部分である第１部分データと、前記レート比率とに基づいて、前記第２培養条件での現在以降の細胞数の変化を示す予測データを生成する工程と、
    　を備える、データ処理方法。
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