Portal Gateway 与 CellPore 对比：如何为细胞工程选择机械穿孔系统

简而言之

CellPore 和 Portal Gateway 都是微流控机械穿孔系统：细胞流经一个狭窄的收缩通道，细胞膜被短暂打开，递送物扩散进入胞质，随后细胞膜重新封闭。无需电穿孔，无需病毒载体。两者的科学溯源也相同——都源自 Armon Sharei 的细胞挤压（cell squeezing）研究。他在麻省理工学院（MIT）共同发明了这一方法，并在 SQZ Biotech 将其发展壮大；如今 STEMCELL Technologies 以 CellPore 之名销售的正是 SQZ Biotech 的技术。Sharei 于 2023 年创立 Portal，以同样的核心物理原理为基础，将其重新打造为面向细胞工程和药物发现的通用递送基础设施。

关键分歧在于硬件和产品路线图。Portal Gateway 是一台独立的台式仪器，可搭配针对细胞调校的芯片，适用于广泛的细胞类型；它与用于自动化高通量筛选的 Galaxy-i 以及用于 GMP 临床生产的 MilliBooster 共享同一个递送核心。CellPore 是一款仅供研究使用的系统，需要另行购买气瓶（压缩空气钢瓶）才能运行，其卡盒按细胞类别限定。

结论：CellPore 能做的，Gateway 都能做——同样温和的机械穿孔、同样的免疫细胞和干细胞、同样的通量——而且更进一步：无需单独供气，覆盖更广的细胞和递送物范围，支持多重递送，并且同一种方法可直接延伸至高通量筛选和 GMP 生产——而这正是 CellPore 止步的地方。

一览对比

两套系统在设置、细胞与递送物范围以及从研究到临床的路径等方面的对比。

什么是机械穿孔？

机械穿孔是一种将分子导入细胞的物理方法。细胞流经尺寸精确的收缩通道，细胞膜发生形变并形成瞬时孔隙；递送物——mRNA、CRISPR 核糖核蛋白、蛋白质、多肽——扩散进入胞质，细胞膜在数秒内重新封闭。该方法无需载体，也无需试剂。机械穿孔是 Armon Sharei 所发明的微流控“细胞挤压”方法的现行名称，而 Portal Gateway 是其第二代产品。

由于这种扰动是机械性的，而非电或化学作用，细胞得以免受电穿孔和脂质试剂可能带来的应激。在一项头对头研究中，经机械穿孔递送的细胞，其基因表达谱更接近未处理对照组，在 6 小时和 24 小时时，表达失调的基因数量均显著少于电穿孔细胞（DiTommaso 等，PNAS 2018）。对于静息 T 细胞、NK 细胞、干细胞等敏感细胞而言，这种更温和的处理方式往往正是选择它的全部理由。

什么是 CellPore？

CellPore 是 STEMCELL Technologies 销售的一款微流控转染系统。它采用 Cell Squeeze 机械穿孔技术：由压缩空气推动细胞通过平行的微流控通道，使细胞膜形成瞬时孔隙，从而让核酸、蛋白质和小分子进入胞质。CellPore 仅供研究使用，每秒最多可处理 1000 万个细胞。

其耗材为与细胞类别匹配的一次性递送卡盒（Delivery Cartridge）——Cartridge 300 用于 T 细胞、NK 细胞、B 细胞、单核细胞、PBMC 和 CD34+ HSPC 等免疫细胞，Cartridge 500 用于多能干细胞（iPSC 和 ESC）。运行该仪器需要单独的压缩气瓶（压缩空气钢瓶），STEMCELL 注明该气瓶须另行向第三方供应商购买，不随附。该技术起源于 SQZ Biotech，STEMCELL 通过收购该平台获得了这项技术。

什么是 Portal Gateway？

Portal Gateway 是 Portal Bio 推出的一款台式机械穿孔仪器。细胞与递送物一同流经一次性 Booster 卡盒，卡盒核心具有特定孔径，仪器则控制使每个细胞发生形变的压力。细胞流速和孔径这两个变量可根据细胞类型进行调校，因此递送效率与细胞活力之间的权衡由用户自行设定，而不是被锁定在预先设定的固定参数上。

我们已在原代细胞和永生化细胞中对 Gateway 进行了验证：T 细胞（CD4+、CD8+ 和 CAR-T）、B 细胞、NK 细胞、单核细胞、树突状细胞、iPSC、HSC、MSC 及癌细胞系，并可按需增加新的细胞类型。在原代人 T 细胞中，我们同时递送了三种递送物——CRISPR RNP、mRNA 和葡聚糖——同一批细胞的三阳性率达 85%；并且在静息和活化 T 细胞中均能高效实现基因编辑和 mRNA 表达。Gateway 已在 100 多家机构投入使用，其中包括全球前十大制药公司中的 7 家；该方法还支撑着一项 800 万美元的 DARPA 便携式细胞治疗生产项目。

CellPore 和 Portal Gateway 有关联吗？

有——它们出自同一位发明人。Armon Sharei 在 MIT 读研究生期间共同发明了微流控细胞挤压技术（Sharei 等，PNAS 2013），随后作为 SQZ Biotech 的创始人兼首席执行官，将其发展为治疗平台。STEMCELL Technologies 如今以 CellPore 之名销售的，正是这项第一代 Cell Squeeze 技术。

2023 年，Sharei 创立 Portal，基于相同的核心物理原理，将其重新打造为通用递送基础设施——专为独立运行、多重递送以及从科研实验台直通 GMP 生产而设计。Portal Gateway 就是这一第二代平台：机械穿孔原理不变，但针对第一代挤压技术力所不及之处进行了重新设计。独立仪器、多重递送、筛选与 GMP 路径——这些都是早期系统从未具备的。

两者共享的平台相似，但在此之上构建的产品范围却截然不同。Portal 已覆盖细胞工程中几乎所有常用的细胞类型，数据涵盖基因编辑、mRNA 与蛋白递送、多重递送以及药物发现筛选。CellPore 则一直局限于较窄的范围：免疫细胞和多能干细胞，且仅供研究使用。

Portal Gateway 与 CellPore 有何不同？

是否需要气瓶？

Portal Gateway 是一台可放入生物安全柜的独立台式设备，只需仪器加一个卡盒即可完成设置。CellPore 则需要单独的压缩气瓶才能运行——STEMCELL 注明这种压缩空气钢瓶须向第三方购买且不随附——这意味着实验台上多了一件需要采购、存放和操作的压力设备。所需配套设施越少，从开箱到首次递送的路径就越短。

各自适用哪些细胞和递送物？

CellPore 能递送的，Gateway 同样能递送——区别在于适用范围能延伸多远。Portal 已验证了广泛的原代细胞和永生化细胞，以及一长串递送物——从 mRNA、siRNA 和 CRISPR RNP，到蛋白质、多肽、纳米颗粒、抗体和纳米质粒 DNA——并可按需增加新的细胞类型。CellPore 的资料记载了在免疫细胞和多能干细胞中递送核酸、蛋白质和小分子：这只是 Gateway 现已覆盖范围的一个子集。

芯片的灵活性如何？

Portal 在同一台仪器上根据您的特定细胞调校孔径，并配合可调压力，以达到每种细胞类型所需的递送效率与活力平衡。CellPore 则按卡盒产品线来区分：Cartridge 300 用于免疫细胞，Cartridge 500 用于干细胞。如果您的工作涉及多个细胞类别，这一区别就意味着：是调整一个设置，还是更换一条产品线。

能否从研究扩展到临床？

这是最明显的分水岭。CellPore 是一款仅供研究使用的系统。Portal 则让同一种递送方法贯穿三个规模：Gateway 用于科研；Galaxy-i 用于自动化高通量筛选——在线递送至 96 孔和 384 孔板；MilliBooster 用于临床规模的 GMP 生产，采用密封系统，可与 Fresenius Kabi 的 Lovo 和 Thermo Fisher 的 Rotea 等常用细胞处理仪器集成。

其回报在于方法的连续性。从 Gateway 起步的项目，在进入筛选或临床批次生产时，无需重新验证一种全新的递送方法，因为在实验台上行之有效的物理原理，正是生产车间中运行的物理原理。

应该选择哪一款？

先看重叠部分：在 CellPore 所竞争的基本面上——温和的机械穿孔、免疫细胞和干细胞、最高约每秒 1000 万个细胞——Gateway 均与之相当。在此基础上，两者只朝一个方向分化。

Gateway 增加了 CellPore 所不具备的功能：无需单独供气的独立仪器；在同一系统上针对更广泛的细胞和递送物范围调校孔径；最多同时递送三种递送物的多重递送；通过 Galaxy-i 实现自动化高通量筛选；以及通过 MilliBooster 实现 GMP 生产。CellPore 仅供研究使用，止步于此。

常见问题

Portal Gateway 比 CellPore 更好吗？

从功能上看，Gateway 是 CellPore 的超集。两者都采用温和的微流控机械穿孔技术，通量最高约每秒 1000 万个细胞；但 Gateway 还无需单独的压缩空气供应，可针对更广泛的细胞和递送物进行调校，最多可同时递送三种递送物，并可通过 Galaxy-i 扩展至高通量筛选、通过 MilliBooster 扩展至 GMP 生产。CellPore 仅供研究使用。CellPore 能处理的每一项工作，Gateway 都能胜任。

CellPore 和 Portal Gateway 是同一种产品吗？

不是。它们是来自不同公司的不同产品，但拥有共同的科学溯源。两者都是源自 Armon Sharei 细胞挤压研究的微流控机械穿孔系统。CellPore 通过 STEMCELL Technologies 将第一代 Cell Squeeze 技术商业化；Portal Gateway 则是 Sharei 创立 Portal 所打造的第二代平台。

Portal 的机械穿孔与细胞挤压是一回事吗？

是的。Portal Gateway 采用机械穿孔技术——与 Armon Sharei 在 MIT 发明的“细胞挤压”方法遵循相同的物理原理：细胞通过收缩通道发生形变，细胞膜形成瞬时孔隙，递送物扩散进入胞质。Gateway 是该方法的第二代，由同一位发明人打造。

CellPore 和 Portal Gateway 分别由谁生产？

CellPore 由 STEMCELL Technologies 销售，该公司收购了起源于 SQZ Biotech 的 Cell Squeeze 技术。Portal Gateway 由 Portal Bio 生产，这是 Armon Sharei 在离开 SQZ 后于 2023 年创立的公司。

Portal Gateway 需要气瓶或压缩空气吗？

不需要。Portal Gateway 是一台独立的台式仪器，无需安装单独的气瓶。相比之下，CellPore 需要压缩气瓶才能运行——STEMCELL 注明这种压缩空气钢瓶须另行向第三方供应商购买，不随附。

这两套系统能否用于 GMP 或临床生产？

Portal 的 MilliBooster 是一款可用于 GMP 的临床耗材，在密封系统中每分钟可处理超过 10 亿个细胞，并可与 Fresenius Kabi 的 Lovo 和 Thermo Fisher 的 Rotea 等仪器集成。CellPore 仅供研究使用。

机械穿孔与电穿孔相比如何？

两者都通过打开细胞膜让递送物进入，但机械穿孔采用机械方式，而非电场。在一项已发表的对比研究中，经机械穿孔的细胞，其基因表达谱更接近未处理对照组，在 6 小时和 24 小时时，表达失调的基因数量均显著少于电穿孔细胞（DiTommaso 等，PNAS 2018）——这一点对敏感的原代细胞往往最为重要。

Portal Gateway 能进行高通量筛选吗？

能。Galaxy-i 为现有分液仪器增加了自动化在线递送功能，可将递送物递送至预先铺板的 96 孔和 384 孔板中，使 Gateway 工作流程无需更换递送方法即可扩展至文库筛选。

参考来源

1. Sharei, A. et al. "A vector-free microfluidic platform for intracellular delivery." PNAS (2013).
2. DiTommaso, T. et al. "Cell engineering with microfluidic squeezing preserves functionality of primary immune cells in vivo." PNAS (2018). PMID: 30381459.
3. STEMCELL Technologies——CellPore 转染系统及 CellPore 递送卡盒产品页面。
4. FierceBiotech——"SQZ founder Armon Sharei opens Portal to simplify intracellular delivery."（SQZ 创始人 Armon Sharei 创立 Portal，致力于简化胞内递送）
5. Portal Bio——Gateway、Galaxy-i、MilliBooster 及常见问题产品页面（portal.bio）。