世界各地的监管机构一直在不断加大对细胞、基因和组织工程药物开发公司的监管要求,要求他们将安全放在首位,并设法控制先进疗法下游加工过程中使用的许多原材料中存在的固有风险。当前该行业在很大程度上已经从动物源性产品转向人源性产品,但同时人源性产品也存在一系列安全挑战,制造商和供应商必须考虑这些挑战。
人源性产品的安全性
通过人类衍生材料传播病毒的可能性是监管机构在寻求提高先进医疗产品安全性时的主要关注点。FDA、世界卫生组织 (WHO)、国际协调委员会 (ICH)、欧洲医药署 (EMA) 和其他机构定义了用于输血或进一步制造药物/治疗产品的人体血液和血液成分的标准测试要求。这些测试方法应经过验证,以降低血浆衍生辅助材料以及最终药物/治疗产品中外源病毒和血源性病原体风险。
采购安全的原材料是辅助材料和最终药物制造的第一个关键步骤。对于血液制品,主要监管机构已经制定了供体筛查、血液检测、供体转诊、检疫和调查的标准——所有这些都需要有文件记录在案并可追溯。
由于供体筛选是一个不完善的系统,因此使用这些材料的供应商和制造商必须考虑额外的安全层。目前,有多种方法可以灭活病毒和病原体。虽然这些方法都实现了一定程度的病毒灭活或去除,但同样的方法可能会对辅助材料产生意想不到的负面影响,通常会剥离或灭活对促进细胞生长和预期功能至关重要的关键蛋白质。
病毒灭活的方法
去除/灭活病毒的方法有很多,包括物理方法(热灭活法、辐照法(γ射线辐照法、紫外线灭活法)、巴氏消毒法等)、化学方法(S/D方法、低pH值孵放法等)以及病毒去除工艺(层析法、膜过滤法等)。下面对目前常用的病毒灭活方法进行概述,在选择病毒灭活/减少方法时,注意不能“一刀切”。
热灭活
血清通常是热灭活的(56 °C 30 分钟),主要目的是有效灭活供体血液/血清中存在的补体蛋白等热敏感物质,而不是为了有效灭活病毒。然而,这种方法已被证明可以减少几种病毒的滴度。补体蛋白会干扰某些细胞类型的生长,它们的失活通常是成功用于免疫测定的必要条件。
辐照法
辐照技术是利用不同频率的电磁能来灭活目标材料中的病毒。紫外线,通常在 254nm (UVC) 导致病毒灭活,对具有较大基因组的单链病毒效果较好,尤其对无包膜病毒可以达到很好的灭活效果。然而将 UVC 应用于全血浆输液时,仍存在病毒传播问题。γ射线辐射法以类似的方式利用更高能量的电磁波,并显示出非常有效的病毒灭活率。两种辐照处理方式均会对相关蛋白质或物质的结构和功能的完整性产生影响,因此在应用时必须考虑到这一点。
巴氏消毒法
巴氏消毒法是在适宜的温度和作用时间下,使病毒蛋白发生变性,从而抑制病毒遗传物质的复制,使病毒失去传染性。该方法不仅能灭活乙肝病毒(HBV),也能灭活丙肝病毒(HCV)和人免疫缺陷病毒(HIV),常用于白蛋白、凝血因子、免疫球蛋白、蛋白酶抑制剂等血液制品的脂包膜和非包膜病毒的灭活。由于血液制品的组成、稳定剂及其浓度均会对病毒灭活效果产生一定的影响,因此使用该方法进行灭活病毒时必须进行病毒灭活效果验证。
有机溶剂/去污剂(S/D)方法
有机溶剂去污剂处理是减少病毒的长期标准,并且已证明对包膜病毒灭活非常有效,尤其是对于大多数与输血相关的病毒,如 HIV、HBV 和 HCV,也适用于许多其他外源病原体,如新出现的有包膜病毒西尼罗河病毒 (WNV)等。为了解决无包膜病毒,该技术通常与额外的筛选相结合,例如核酸检测 (NAT) 和生产中相关病毒中和抗体的最低水平要求。S/D处理是Akron应用于降低多种病毒灭活产品的风险的核心技术。
低pH值孵放法
许多病毒在 pH 值 5.0 左右会发生不可逆转的变性并被破坏,不过有些病毒需要 pH 值3.5 左右才能看到有效减少。由于长时间暴露于低 pH 值环境中有可能会干扰某些材料的有益方面,尤其是像人血液或血浆这样的复杂生物材料,因此必须要验证使用这种方法不会显着降低预期效果。
膜过滤法
病毒过滤是一种有效的基于尺寸的病毒去除策略,可以在生产过程中的多个流程中实施。许多产品在装入最终包装之前使用 0.22 µm 过滤器进行无菌过滤,但过滤器有许多不同的孔径。在过滤去除病毒时,必须考虑病毒的大小,通常需要特别小的孔径。这对许多工业应用提出了挑战,由于制品中存在高粘度和较大直径蛋白质,滤器孔径不宜过小,从而限制了较小孔径病毒如HCV的去除,另外过滤器的膜孔径大小控制的稳定性程度也会对病毒去除造成一定的影响,因此选择性质和孔径大小均合适的过滤膜十分重要。这种方法常用于中等和大病毒颗粒,但某些膜过滤器也可用于去除小病毒,如甲肝病毒(HAV)和细小病毒B19等,可以采用纳米膜过滤有效去除。
层析法
已知许多不同的色谱技术可提供适度的病毒减少。其中包括亲和层析、阴离子交换层析、阳离子交换层析和疏水相互作用层析。由于这些技术通常应用于蛋白质纯化过程中,因此有时可能需优化色谱缓冲液,以便同时进行纯化和病毒去除。
开发先进疗法面临的挑战
在细胞、基因和组织工程疗法的开发过程中,寻找和使用越来越安全的材料是每个药物制造商的责任。监管机构的期望越来越高,这既提高了最终疗法的安全性,也提高了将这些疗法推向市场的挑战。
Akron继续推动高品质、符合 cGMP 要求的辅助材料和适应性解决方案,以支持CGT行业细胞治疗企业临床和商业化生产赋能。
Akron Biotech 的病毒灭活产品
Human Fibronectin人纤连蛋白溶液
该产品按照相关的 cGMP 辅助材料指南生产、测试和放行的,是专为细胞和基因治疗商业制造而制定的,利用药学许可的病毒和朊病毒灭活的血浆作为原材料,提供更高的批次间一致性和安全性。
人AB血清
该产品按照相关的 cGMP 辅助材料指南进行制造、测试和放行,是专为细胞和基因治疗商业制造而制定的,利用病毒灭活的、获得许可的医药级血浆产品 (Octaplas ) 为生产原料,以支持研究和实现商业化生产。
25% HSA人血清白蛋白
该产品按照相关的 cGMP 辅助材料指南进行制造、测试和放行,是专门为细胞和基因治疗的商业制造而制定的,采用已进行供体筛选和病毒灭活的、已获得许可的人血浆为原材料,不添加任何稳定剂,以促进细胞治疗行业高品质细胞培养性能。