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细胞系鉴定最佳实践

Best Practices for Cell Line Authentication

David Bell |

细胞系鉴定确保用于研究和生产的细胞系的身份和纯度,特别是在培养肉中。此过程可防止污染、误识别和遗传漂移,这可能导致无效结果、资源浪费或安全风险。以下是您需要了解的内容:

  • 关键方法:STR 分型(用于人类细胞)、SNP 分型(用于动物细胞)和支原体检测是广泛使用的技术。
  • 何时测试:在收到新细胞系时立即进行鉴定,在长期培养期间、重大里程碑之前或观察到异常行为时进行测试。
  • 监管标准:遵循 ANSI/ATCCICLAC 指南,确保 80% 的基因型匹配,并每 3-6 个月定期测试。
  • 文档记录:维护详细的细胞系来源、传代历史和测试结果记录,以满足监管要求。
  • 采购:使用经过验证的供应商,如ATCC和平台如Cellbase,以获取经过认证的材料并确保合规性。

定期测试和适当的文档记录对于保持可靠性、满足监管要求以及避免在培养肉生产中出现代价高昂的错误至关重要。

细胞系认证的主要方法

短串联重复(STR)分析

STR分析是验证人类细胞系的首选方法。通过分析具有重复序列的特定DNA区域,该技术创建一个独特的基因指纹,可以与参考数据库进行比较。通常需要至少80%的匹配度才能进行认证。STR分析的费用每个样本在£100到£300之间,结果通常在1-2周内交付[2]。然而,由于所使用的数据库和标记是针对人类细胞定制的,这种方法可能对非人类细胞系不太可靠。对于这些,其他技术如SNP分析通常更为适合。

单核苷酸多态性(SNP)分析

在培养肉行业中,动物来源的细胞系很常见,SNP分析提供了一种精确的替代方法。该方法检查基因组中的单核苷酸差异,允许高度详细的识别,甚至可以区分密切相关的物种或菌株。虽然SNP分析的成本更高——通常每个样本在£200到£500之间——并且与STR分析相比可能需要稍长的处理时间,但其准确性使其成为验证非人类细胞系的理想选择[2]

支原体和物种验证测试

在培养肉生产中,保持细胞系的纯度至关重要。支原体污染通常无法通过目视检查检测到,但会严重影响细胞行为并损害研究结果。基于PCR或酶的检测方法可以在几天内检测到支原体,费用从每个样本50英镑到150英镑不等。定期进行支原体筛查对于确保细胞培养的可靠性至关重要[2].

物种验证同样重要,特别是在处理多种动物细胞系时。这通常通过细胞色素c氧化酶亚基I(COI)测序实现,该测序针对的是一种在物种内保守但在物种间差异足够大的线粒体基因,以便进行准确识别。在培养肉生产中,这一步对于防止跨物种污染至关重要。

这些检测方法共同帮助保护细胞系的完整性。为了简化流程,像 Cellbase 这样的平台将研究人员与可信赖的供应商连接起来,提供符合行业标准的认证材料和测试服务。

文档和记录保存实践

所需文档

从细胞系进入您的设施的那一刻起,保持详细的细胞系来源记录至关重要。这包括记录供应商详细信息、原始来源和任何目录编号,例如ATCC参考编号。这些记录创建了一个可追溯的链条,确保符合监管要求[6]

在细胞系的生命周期中,准确记录批号和传代历史是必不可少的。这包括记录传代日期、参与人员以及细胞中观察到的任何变化。这样的文档变得越来越重要,因为更高的传代次数带来了更大的遗传漂移和污染风险[5][6]

认证档案、测试日期和批次链接也应安全存储以备审计准备。如果认证结果确认达到80%的基因型匹配阈值,则必须清楚地记录此信息并与相关批次关联[2]

污染测试结果应记录明确的通过或失败指示。这些记录在监管检查或解决生产异常时通常起着至关重要的作用。

一个常被忽视的步骤是将新收购与ICLAC误识细胞系登记册进行核对。每次验证都应记录在案,以证明在避免问题或误识别的细胞系方面的尽职调查 [2][3].

保持可追溯性和合规性

仅有详细的文档是不够的——强大的可追溯性系统对于保持合规性至关重要。实施唯一标识符系统确保所有记录保持互联。通过为每个细胞系批次分配特定代码,您可以链接所有后续数据,在整个生产过程中保持无缝的可追溯性链 [6][3].

数字解决方案,例如实验室信息管理系统 (LIMS),有助于减少人为错误并防止混淆。这些系统提供安全、集中化的存储,配备版本控制和审计追踪。自动时间戳确保每次更改都被记录,满足监管机构的期望 [6][3].

在转移细胞系时,发送方和接收方都必须更新其记录以反映转移情况。这包括所有认证、来源和测试历史,确保可追溯性保持完整 [3][6].

定期审计是另一项关键实践,有助于及早识别潜在差距。这些审计还为员工培训和流程改进提供了机会,加强了整体质量管理体系 [3][6].

为确保一致性,设施应建立 书面标准操作程序 (SOPs) 用于文档记录。这些指南应涵盖从标签惯例到数据输入协议以及解决差异的升级流程的所有内容[2]

为了简化采购和合规性, Cellbase 提供具有完整来源记录的认证细胞系,从获取开始就满足监管要求。

最后,合规文件应符合公认的标准,如ANSI/ATCC和ICLAC,同时遵守英国的数据保留法规。为了确认持续的真实性,安排并记录年度STR或DNA基因分型分析[3][4][5]

测试频率和时间

何时进行认证

在研究和生产的关键阶段,细胞系的认证是必不可少的。在获取新的细胞系时进行认证是最重要的时刻之一。在获取后立即进行测试可以确保您从正确的材料开始,从而防止后续出现潜在问题。这一步为结构良好的认证程序奠定了基础。

延长培养周期期间进行认证也很重要。对于微卫星稳定(MSS)细胞培养,建议每10-20代重新认证,而对于MSI细胞培养,这应该在每5-10代进行。这在培养肉生产中尤为重要,因为细胞系扩展非常广泛。

如果您注意到细胞行为异常,则需要立即进行认证以确认细胞系的身份。同样,主要项目里程碑,如扩大生产规模、过渡研究阶段或建立细胞库,应该触发认证。

此外,监管和出版要求通常需要认证。许多期刊和资助机构现在要求在接受手稿或批准资助申请之前提供认证证明。

测试时间表指南

一旦识别出认证的触发因素,遵循明确的测试时间表对于维护细胞系的完整性变得至关重要。国际细胞系认证委员会(ICLAC)和ANSI/ATCC的指南建议每年至少测试两次常规使用的细胞系[5]。然而,在培养肉生产中,由于风险更高,可能需要更频繁的测试。

对于培育肉类公司,测试计划应与生产周期和监管要求保持一致。季度测试为高价值研究提供了更好的监督,而每月测试可能更适合商业生产线,因为污染可能导致重大经济损失。

以下框架概述了不同场景的推荐测试间隔:

保证真实性 在提交截止日期之前 满足合规性
场景 推荐测试间隔 目的
新细胞系获取 收到后立即 验证身份
常规培养维护 每3-6个月 检测漂移
高传代培养(>20次传代) 达到阈值后立即 防止漂移并发症
重大项目里程碑前 每个里程碑前 确保有效性
新表型观察 尽快 确认一致性
在银行或分发之前 在每个活动之前
出版前或提交资助申请
对于培养肉设施,基于风险的计划可以提供更量身定制的方法。经常处理或高水平操作的细胞系可能需要更频繁的测试,而在严格协议下的已建立细胞系可以遵循标准的半年计划。

文档要求也在确定时间方面起作用。例如,英国监管机构要求以DD/MM/YYYY格式提供认证记录,并有明确的审计追踪[2][6]。将测试计划与监管报告周期对齐,确保所有必要的文档都是最新的。

为了简化计划并保持合规性,像 Cellbase 这样的平台提供经过认证的细胞系和针对培养肉行业的测试服务。他们的专业知识帮助公司根据生产需求和监管义务确定合适的测试频率。

最后,季节性因素可能会影响时间安排。对于研究活动波动的设施,在较为安静的时期安排认证可以帮助将对实验或生产工作流程的干扰降到最低。

合规性和采购指南

法规要求概述

本节深入探讨了在英国,细胞系认证在培育肉生产中的监管框架。在这里,MHRAFSA 发挥着关键作用。MHRA 确保生物材料的可追溯性、安全性和质量,要求用于食品生产的所有细胞系都经过认证并从可靠的供应商处采购。对于希望扩展到欧洲市场的公司来说,欧洲食品安全局(EFSA)增加了更多的监管层次,要求提供细胞系的身份、稳定性和安全性的证明[6]

如前所述,准确的认证和细致的文档记录至关重要。像ANSI/ATCC ASN-0002-2011标准和国际细胞系认证委员会(ICLAC)的建议等监管指南为合规设定了高标准。这些标准曾被视为最佳实践,现在正成为培养肉类生产的强制性要求[2][4][6]

英国监管机构要求公司维护细胞系来源、传代历史和测试结果的详细记录,以确保监管检查的完整可追溯性。不合规可能导致严重后果,例如产品召回、罚款、市场授权被拒甚至声誉受损。在某些情况下,监管机构可能会要求销毁未经认证的细胞系或要求重复研究——这些延误可能会严重影响产品开发和商业化时间表[2][6].

采购认证材料

满足这些监管要求的起点是从可信赖的供应商处采购认证材料。培养肉产品的遗传身份、安全性和一致性取决于初始细胞系的质量。使用未经认证或受污染的细胞系不仅会影响产品质量,还会带来安全风险并使研究结果无效[2][6][7]

在选择供应商时,公司应优先考虑那些提供全面认证文件的供应商,包括最近的STR或SNP档案、污染测试结果以及遵循公认标准的供应商。著名的资源库如ATCC(美国典型培养物保藏中心)和DSMZ为认证细胞系设定了基准。例如,ATCC对其所有细胞系进行严格的认证和质量检查,使研究人员能够引用目录和传代编号以实现完整的可追溯性[6]

专门化平台,如 Cellbase,专门服务于培养肉行业。这些平台提供经过验证的供应商和认证材料的精选列表,以及行业特定的专业知识,以应对独特的监管要求。一个合规的采购流程通常包括以下步骤:

  • 识别所需的细胞系和试剂。
  • 通过验证平台或认证库选择供应商。
  • 审查并获取详细的认证文件。
  • 在收到材料后进行内部验证测试。
  • 维护所有材料和结果的综合记录。
  • 根据监管标准安排定期重新认证。

然而,采购和合规方面的挑战是常见的。诸如供应商文件不一致、缺乏标准化的认证方法以及难以维护批次间的可追溯性等问题可能会使流程复杂化。这些可以通过使用专业平台、实施强大的内部记录保存系统以及为员工提供关于合规协议的定期培训来缓解。[2][6].

ICLAC 错误识别细胞系注册表是一个有价值的免费资源,公司在获取新细胞系之前应进行咨询。该工具帮助研究人员避免可能危及合规性的问题细胞系。专家还建议制定细胞系认证的书面政策,详细说明供应商资格标准和测试时间表。了解法规更新并利用行业资源对于保持合规性和确保培养肉产品的完整性至关重要。[1][4][6]

人类细胞系认证的完整工作流程

结论

细胞系认证在确保培养肉生产的成功中起着关键作用。研究表明,15-20%的研究用细胞系要么被误认,要么被污染。2017年的一项研究显示,已有超过32,000篇文章使用了误认的细胞系,突显了这一问题对科学准确性和商业结果的严重影响[3]

通过遵循本指南中讨论的最佳实践,公司可以显著降低监管障碍、资源浪费和产品质量受损的风险[5]。这些协议与细致的文档相结合,有助于保持合规性和产品完整性。

Cellbase 这样的平台的兴起标志着行业的转变,认识到培养肉类生产需要的不仅仅是标准实验室用品。这些平台提供经过认证的材料、经过验证的供应商网络和量身定制的专业知识,帮助研发团队和生产经理降低技术风险并简化合规性。

监管标准也在不断发展,ANSI/ATCC和ISSCR分别在2022年和2023年发布了更新的指南[3][7]。现在将强大的认证协议整合到工作流程中的公司将更好地应对未来的监管要求。定期的STR测试、全面的记录保存以及从可靠平台采购是保护培养肉类生产的科学和商业完整性的重要步骤。

在这个快速发展的领域中,细胞系认证不仅仅是一个技术要求——它是质量保证的基石,支撑着生产过程的每一个阶段。

常见问题

为什么细胞系认证对培养肉生产至关重要?

确保细胞系认证是培养肉生产中的关键步骤。它保证了最终产品的可靠性、安全性和整体质量。通过确认细胞系的身份和纯度,生产者可以避免交叉污染、误识别或遗传漂移等问题——这些问题可能会破坏研究工作或无法满足监管标准。

遵循最佳实践,如常规测试、细致的记录保存以及遵循既定的行业标准,有助于维护生产过程中的信任。这种精确度在培养肉中尤为重要,因为一致的质量对于扩大生产规模和满足消费者期望至关重要。

在研究和生产中使用误识别或污染的细胞系有哪些风险?

使用误识别或污染的细胞系可能在研究和生产中引发严重问题。对于科学家来说,这可能意味着不可靠的结果,削弱其研究的可信度,导致时间、金钱和资源的浪费。在培养肉生产的情况下,此类错误可能导致产品不一致、未能达到监管标准,甚至引发安全问题。

污染不仅限于一个细胞培养,它可以扩散,破坏实验室工作流程,导致延误或挫折。为了避免这些风险,定期进行细胞系认证并保持详细的文档记录是至关重要的。这些步骤有助于保护您工作的完整性并确保可靠的结果。

细胞系应多长时间认证一次以符合监管标准?

需要定期检查细胞系以确认其身份、纯度和可靠性。这不仅确保了研究的质量,还帮助满足监管要求。专家建议在关键阶段进行认证,例如获取新的细胞系时、开始重要实验之前以及在长期使用期间的间隔。在大多数情况下,这意味着每3–6个月或在10–15次传代后进行测试,具体取决于细胞的使用频率。

同样重要的是保持认证结果的详细记录。此文档支持法规合规性并维护您的研究完整性。常用方法如STR 分型有助于验证细胞系的身份,而支原体检测则解决了污染风险。始终遵循这些实践可确保可靠、可重复的结果,并使您的工作符合行业期望。

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Author David Bell

About the Author

David Bell is the founder of Cultigen Group (parent of Cellbase) and contributing author on all the latest news. With over 25 years in business, founding & exiting several technology startups, he started Cultigen Group in anticipation of the coming regulatory approvals needed for this industry to blossom.

David has been a vegan since 2012 and so finds the space fascinating and fitting to be involved in... "It's exciting to envisage a future in which anyone can eat meat, whilst maintaining the morals around animal cruelty which first shifted my focus all those years ago"