Studie zur Fähigkeit des nachgeschalteten monoklonalen Antikörpers, Viren abzufangen
Bei biotechnologischen Produkten, die aus Zelllinien gewonnen werden, besteht möglicherweise das Risiko einer Viruskontamination – das Ausmaß hängt von einer Reihe von Faktoren ab, darunter der Quelle der Zubereitung, den verwendeten Rohstoffen, dem Produktionssystem, Reinigungsreagenzien und Hilfsstoffen. Die Untersuchung der Entfernung oder Inaktivierung von Viren im Herstellungsprozess ist ein wichtiger Schritt zur Reduzierung des Potenzials einer iatrogenen Übertragung pathogener Viren und damit zur Reduzierung des Risikos, was für die Sicherheit von Produkten von wesentlicher Bedeutung ist. Bevor biologische Produkte in klinische Studien aufgenommen und vermarktet werden können, muss nachgewiesen werden, dass ihr Produktionsprozess in der Lage ist, bekannte und vermutete Viren zu entfernen.
01 Sicherheitsbewertung des monoklonalen Antikörperprodukts
Die Untersuchung der Virusentfernungsfähigkeit erfolgt in der Regel durch Zugabe des bekannten Titerindikatorvirus zum Zwischenprodukt in verschiedenen Produktionsstufen, anschließende Bestimmung des restlichen Virustiters in der mit einem bestimmten Verfahren behandelten Probe und abschließende Bewertung des Log-Reduktionswerts (LRV). des Virustiters. Prozessschritte für einen LRV größer oder gleich 4log10 gelten im Allgemeinen als wirksame Schritte zur Virenentfernung. Der Prozess mit LRV<41og10 can be considered as helpful to increase the total virus clearance in the production process. However, due to the limitations of virus verification, the process with LRV≤11og10 has little significance for virus removal, and its LRV value is not included in the total amount of the production process.
Bei Verwendung der Methode des simulierten Produktionsprozesses (reduzierter Prozess) ist es notwendig, einen angemessenen Forschungs- und Testplan zur Virenentfernung/-inaktivierung zu entwerfen, der sich so weit wie möglich an den tatsächlichen Produktionsprozess, insbesondere an die effektiven Produktionsschritte, anlehnt. Der simulierte Prozess sollte hinsichtlich der Testparameter und Kontrollbedingungen genau mit dem tatsächlichen Prozess übereinstimmen.
02 Weist häufig auf Viren und Verifizierungssysteme hin
Häufige Indikatorviren sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Im Stadium der IND-Prüfung (Investigational New Drug Application) erfordert ein Biotech-Produkt Virus-Clearance-Studien für mindestens zwei Modellviren, wobei typischerweise ein Retrovirus (X-MuLV) und ein Parvovirus (MMV) ausgewählt werden. Während der Phase der Beantragung einer Biologika-Lizenz (BLA) werden in der Regel Virenentfernungsstudien mit 3-5 spezifischen/unspezifischen Viren durchgeführt und 3-5 Prozessschritte werden bewertet, um nachzuweisen, dass das Produkt einen angemessenen Sicherheitsfaktor von a aufweist Perspektive der Virensicherheit. Aufgrund unterschiedlicher Richtlinien im In- und Ausland gibt es einige Unterschiede in den für die Erklärungen verwendeten Schritten zur Überprüfung der Virenfreiheit. Die im mAb-Produktionsprozess häufig verwendeten Schemata zur Überprüfung der Virusfreiheit sind in Tabelle 2 aufgeführt.
03 Fähigkeit zur Virenentfernung nachgeschalteter Prozesse
3.1 Die Fähigkeit nachgelagerter Prozesse, verschiedene Viren zu entfernen
Ab 2009 wurden bei der FDA monoklonale Antikörperprodukte für IND und BLA, Protein-A-Affinitätschromatographie, niedrigen pH-Wert, Anionenaustauschchromatographie AEX (Durchflusspenetrationsmodus), Kationenaustauschchromatographie CEX (Bindungs-Elutionsmodus) und Virus-Clearance-Validierung eingereicht, ausgenommen Virusfiltration sind die am häufigsten verwendeten Indikatorvirusfamilien und der Mittelwert und die Bandbreite ihrer Clearance-Effekte sind in Abbildung 1 dargestellt.
Bei Retroviren, mit Ausnahme von CEX, das einen LRV von etwa 3log10 aufweist (wie im A-Balkendiagramm in Abbildung 1 dargestellt), waren die anderen Prozesse robust (LRV größer oder gleich 4log10). Herpesviren und Retroviren haben ähnliche Clearance-Effekte und einen LRV > 4log10 (wie im B-Balkendiagramm in Abbildung 1 dargestellt). Kleine unbehüllte Viren wie Parvoviren lassen sich schwieriger effektiv entfernen, sind resistent gegen chemische Behandlung und werden von Filtern nicht so leicht abgefangen (dargestellt im C-Balkendiagramm in Abbildung 1). Nur AEX- und kleine Virusfilter waren bei der Entfernung von Parvoviridae wirksam (durchschnittlicher LRV > 4log10).
Die in Abbildung 1 dargestellten Prozesse sind ProteinA, AEX (Flow-Penetrationsmodus), CEX (Concomitation-Elution-Modus), Inaktivierung bei niedrigem pH-Wert („unvollständige“ versus „vollständige“ Entfernung) und Devirusfiltration mit großer und kleiner Öffnung.
3.2 Einflussfaktoren nachgelagerter Prozesse auf die Fähigkeit zur Virenbeseitigung
Die Verteilung der LRV-Werte für jeden Prozess ist in Abbildung 2 dargestellt. Die Studien mit 0 ~ 21og10 wurden als Gruppe mit niedrigem LRV klassifiziert, und diejenigen mit mehr als 6log10 wurden zur vergleichenden Analyse als Gruppe mit hohem LRV klassifiziert.
3.2.1 ProteinA-Affinitätschromatographie
Es gab keine signifikante Korrelation zwischen dem LRV-Wert des Protein-A-Prozesses und dem Gleichgewichts-/Waschpuffer, dem Füllstoff, der Eluentenzusammensetzung und dem pH-Wert der Elution. Der gemeinsame Nenner der Gruppe mit niedrigem LRV besteht darin, dass das Ausgangsmaterial recht komplex ist, und es kann sein, dass die komplexe Wechselwirkung von Ausgangsmaterial und Füllstoff die Fähigkeit der Chromatographiesäule, Viren zu entfernen, negativ beeinflusst.
3.2.2 AEX (Durchflussmodus)
Strauss et al. zeigten, dass der pH-Wert und die Leitfähigkeit von AEX-Proben den LRV beeinflussen können. Die statistischen Ergebnisse von Miesegaes et al. zeigten jedoch, dass der LRV von AEX (Flow Penetration Mode) ähnlich wie bei ProteinA keine signifikante Korrelation mit verschiedenen Puffern, Füllstoffen, pH-Wert und Leitfähigkeit aufwies, was möglicherweise auf die Optimierung von pH-Wert und Leitfähigkeit zurückzuführen ist im gemeldeten Fall Prozessbedingungen.
3.2.3 CEX (Bindungs-Elutionsmodus)
Die Virenentfernung durch den CEX-Prozess ist nicht robust genug. Es gab keine signifikante Korrelation zwischen dem LRV in der Gruppe mit hohem LRV und dem Puffer, dem Erfahrungsniveau oder irgendwelchen Eigenschaften der chromatographischen Säule, wie z. B. Säulenhöhe und Harztyp. Die in der Studie mit hohem LRV verwendeten Gleichgewichts-/Beladungs- und Elutions-pH-Werte waren jedoch beide niedriger und lagen bei 5,3 ± 0,2; In der Gruppe mit niedrigem LRV betrug der pH-Wert 6,0±0,2. Ein weiterer Faktor ist, dass auch die Salzkonzentration im Puffer den Unterschied im LRV-Wert verursachen kann. Der in der Studie mit niedrigem LRV verwendete Puffer hatte eine höhere Salzkonzentration mit einer durchschnittlichen Konzentration von 290 ± 120 mM in der Lade-/Ausgleichslösung und 340 ± 70 mM im Elutionsmittel, während die NaCl-Konzentration in der Studie mit hohem LRV 58 betrug ±27 mM bzw. 183 ±31 mM.
3.2.4 Inaktivierung bei niedrigem pH-Wert
Beim Low-pH-Verfahren ist der pH-Wert ein wichtiger Prozessparameter und ein pH-Wert von 3,8 reicht aus, um das Retrovirus schrittweise zu inaktivieren. Die Gruppe mit niedrigem LRV hatte einen pH-Wert von 3,9, während die Studie mit hohem LRV einen pH-Wert von 3,4 aufwies.
3.2.5 Virenfilterung entfernen
Sowohl bei Filtern mit kleiner als auch großer Apertur betrug der LRV-Wert der MuLV-Entfernung nicht weniger als 2log10, und nur 1 % der Studien lag unter 3log10 (dargestellt in den Spalten h und i in Abbildung 2). Die Gesamtclearance von Retroviren durch Virusfilter mit großer Apertur war geringer als die durch Virusfilter mit kleiner Apertur (wie im C-Balkendiagramm in Abbildung 1 dargestellt). Der Hauptgrund für die Beeinträchtigung des Ergebnisses der Parvovirus-Entfernung sind die unterschiedlichen Filtertypen. Im Allgemeinen kann die Antivirenfilterung Viren zuverlässig entfernen.
Die Prozesse sind Protein A(a), AEX-Penetrationsmodus (b), CEX-Bindung – Elutionsmodus (c), AEX-Bindung Ⅰ Elutionsmodus (d), Inaktivierung bei niedrigem pH („unvollständige“ und „vollständige“ Clearance)(e ~ g) und Devirusfiltration mit großer Porengröße (h) und kleiner Porengröße (i ~ j) (wobei a ~ i: Retrovirus; j: Parvovirus).
04 Innovationen und Herausforderungen bei der Virensicherheitsbewertung
Die kontinuierliche Weiterentwicklung und Innovation im Bereich der nachgelagerten biopharmazeutischen Prozesse wird unweigerlich zu Innovationen bei der Bewertung der Virusclearance führen. Fortschritte bei vor- und nachgelagerten Prozessen – wie z. B. Bioprozessen mit kontinuierlichem Strom – haben es erforderlich gemacht, wirksame und robuste Prozesse zur Virenentfernung zu bewerten und zu etablieren. Während des kontinuierlichen Flusses wird erwartet, dass Schritte wie Vireninaktivierung und Virenfilterung weiterhin im Batch-Modus durchgeführt werden. Obwohl sich die Virusentfernungsfähigkeit chromatographischer Prozesse im kontinuierlichen Flussmodus nicht wesentlich von der der Batch-Verarbeitung unterscheiden sollte, muss sie durch Daten gestützt werden.
05 Ausblick
Aus Sicht der virologischen Sicherheit lässt sich die hervorragende Sicherheit der biopharmazeutischen Industrie weitgehend auf die strikte Einhaltung dreier Schlüsselstrategien für die Virussicherheit zurückführen: angemessene Beschaffung und Prüfung von Material- und Zellbankquellen, Dokumentation von Bewertungen der Virusclearance (Virusvalidierungsstudien) und In-Prozess-Virustests. Die Eigenschaften biologischer Arzneimittel, die durch neuartige Zellsubstrate hergestellt werden, können sich je nach Risiko ändern. Um die Sicherheit biologischer Arzneimittel zu gewährleisten, sind gute Risikomanagementstrategien erforderlich. Guidling Technology verfügt über ein erfahrenes professionelles technisches Team, das den Filtrationsprozess von kleinen Versuchen, Pilotversuchen bis hin zur Großproduktion abdeckt. Unsere Membranen und Membranfilter werden häufig in der Vorfiltration, Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltrationskonzentration, Extraktion und Trennung eingesetzt. Unsere zahlreichen Produktlinien, von der kleinen Einweg-Laborfiltration bis hin zu produktionsorientierten Filtrationssystemen, Sterilitätstests, Fermentation, Zellkultur und mehr, sorgen für eine gesteigerte Produktivität.
Jiuling ist bestrebt, die Produktqualität als ersten Indikator sicherzustellen und sich auf die Suche nach „Kosten senken, Effizienz steigern“ zu begeben. Wir freuen uns darauf, in Zukunft mit Ihnen zusammenzuarbeiten, um die Herausforderungen der Branche zu meistern und eine bessere Entwicklung anzustreben.
