重组生物技术制品生产工艺变更的病毒安全性风险再评估策略

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工程（英文） ›› 2024, Vol. 32 ›› Issue (1) : 16 -19.

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工程（英文） ›› 2024, Vol. 32 ›› Issue (1) : 16 -19. DOI: 10.1016/j.eng.2023.10.003
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重组生物技术制品生产工艺变更的病毒安全性风险再评估策略

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Strategy for Viral Safety Risk Reassessment with Changes in the Manufacturing Process of Recombinant Biotechnology Products

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Wenbo Sai,Dongchen Jia,Hao Chen,Wei Wei,赛文博,贾东晨,陈昊,韦薇. 重组生物技术制品生产工艺变更的病毒安全性风险再评估策略[J]. 工程（英文）, 2024, 32(1): 16-19 DOI:10.1016/j.eng.2023.10.003

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在生物技术药物产品的生产过程中，病毒安全控制策略是药品质量管理框架中重要的组成部分，其包含三个关键要素：预防、检测和清除。预防策略包括严格筛查起始原材料和试剂中的任何外源病毒污染，以及细胞库中的内源/外源病毒污染。检测策略的主要对象是关键工艺中间体，如生产终末细胞（end of production cell, EOPC）、体外限传代次细胞（limit of in vitro cell age, LIVCA）和未加工收获液（unprocessed bulk, UPB）。清除策略通常采用病毒清除（viral clearance, VC）工艺验证，以证明生产工艺灭活或清除任何内源/外源病毒的有效性和稳健性[1]。
生产工艺的变更可能会影响产品的病毒安全性，这将引起监管机构的高度重视，并导致前期已开展相关研究的重复实施；然而，随着工业界和监管经验的积累，以及对人用药品技术要求国际协调理事会（International Council for Harmonization, ICH）Q12 [2]所定义的生命周期管理框架下病毒安全性相关工艺更透彻的理解，推荐在特定情况下可以采用一种更灵活的方法来应对工艺变更，本文中将其定义为“再评估方法”。再评估方法的目的是避免许多制药公司和监管机构在既往开展的不必要、费力和重复的研究。
目前，越来越多的制药公司在临床试验阶段或获批上市后，采用对比性数据分析作为开展病毒安全性相关研究的替代方法。然而，目前还没有特定的指导原则针对性地明确相关技术要求，不同制药公司的结果也不尽相同，特别是在所需验证/确认的数据范围和再评估的全面性方面。虽然已有许多相关研究文献，但大多数研究侧重于一些技术细节，而不是整体的再评估策略，而且结论有时相互矛盾。另一方面，大多数指导原则仅局限于与生产工艺变更相关的病毒清除工艺的性能验证。在哪些情况下需要对整个生产工艺进行全面的再评估以管理变更后的病毒安全性风险，以及如何实施这种再评估，目前仍不明确。这两个问题都将在本文中进行详细的阐述。

1 “再评估方法”应考虑的三个主要维度

根据变更是否会对变更后工艺生产产品的病毒安全性产生潜在不利影响，可将再评估方法分为两个层次：第一级，当变更不会影响产品的病毒安全性时，应对已进行的研究进行全面评估，并证明已开展研究对变更后生产工艺的代表性；第二级，当生产工艺变更有可能对产品的病毒安全性造成不利影响时，需要进行全面或部分（但合理）的重复研究，可能包括细胞基质检定、关键工艺中间体检定和病毒清除验证，以评估变更后工艺的性能，如图1所示。

图1详细描述了再评估方法的三个维度。第一是评估细胞基质病毒安全性的变化，包括考虑不同类型细胞基质对外源性病毒敏感性、内源性病毒或病毒样颗粒的特性及病毒载量，以及工艺验证中的指示病毒选择等方面。如果生产用细胞基质发生变更，如从中国仓鼠卵巢细胞（Chinese hamster ovary, CHO）变更为NS0细胞、SF-9（Spodoptera frugiperda-9）细胞，或采用了工程化病毒载体改造的细胞基质，则应重复所有与病毒安全性有关的研究。第二个维度是关键工艺中间体的检定，包括EOPC/LIVCA和UPB。其中，EOPC/LIVCA的再评估取决于其代次是否延长或是否存在新的病毒污染风险，如使用动物源性原料；上游培养阶段发生任何类型的变更都需要对UPB进行重新检定，这与当前监管实践一致，即对每批UPB都应常规进行外源病毒检测。第三个维度是病毒去除和灭活工艺性能验证的代表性分析。考虑该部分内容的复杂性，本文将在下一节对其进行详述。

2 工艺性能验证的代表性

2.1 验证用样品代表性的重要性

审慎选择、控制和综合分析以确保样品的代表性对验证实验结果的准确性和可靠性至关重要，但却往往容易被忽视。有两类因素对样品的代表性影响较大，一类是活性物质的理化特性，如等电点、糖基化特征和主要杂质组成；二是工艺中间体特性，如目标蛋白浓度、缓冲液体系和逆转录样病毒颗粒（retrovirus-like particles, RVLP）总数。针对稳健性较高的工艺步骤，工艺中间体（活性物质）的特性研究即可以满足样品代表性分析的要求，包括低pH孵育和纳滤，但对于色谱法等固有变异性较高的工艺，则应对这两类因素进行全面的可比性分析。

对于低 pH 孵育工艺（pH值在3.70或以上），病毒灭活性能可能会受到其他因素的影响，如蛋白质浓度和所使用的酸性滴定剂类型[3]。因此，当孵育pH值高于3.70时，应使用新的酸性滴定剂或变更后的蛋白质浓度（如果超过30%~300%）重新进行验证研究。如果各级工艺中间体的代表性保持不变，但 EOPC/LIVCA/UPB中的RVLP数量因上游培养阶段的工艺改变或其他可能的原因而发生变化，则应根据已验证的病毒清除能力重新计算整体工艺的安全裕度。当发生不太可能影响工艺中间体的变更时，如完全复制原生产线、更换离心机设备或更换低pH值灭活罐，可能只需对变更后的设备进行性能验证。

对于导致有关物质和杂质水平变化的工艺变更，色谱树脂等纯化工艺耗材的寿命可能会受到影响，原树脂寿命验证结果可能不适用于新工艺。因此，可能需要在缩小规模或商业化生产规模上进行重新验证。目前普遍认为，重复使用Protein-A树脂不会降低其病毒去除能力，因此，无需对Protein-A树脂开展重新验证[4]。然而，有关物质和杂质水平的变化会导致过滤器的堵塞，并因流量衰减而降低纳滤工艺的病毒去除能力，因此强烈建议对变更前、后工艺中间体的有关物质和杂质进行可比性研究[5]。申请人可根据先验知识评估潜在的差异是否会触发新的病毒去除工艺验证。

2.2 验证用缩小模型的代表性

针对验证用缩小模型的代表性，关键要确保已验证的既定条件（established conditions, EC），包括物料属性和关键工艺参数（critical process parameters, CPP），能够覆盖拟定的生产工艺。对于传统的重组生物技术产品，表1 [3,5‒14]列出了生产过程中最差条件下的代表性既定条件。

例如，在纳滤工艺中，某些供应商的产品可能由于达到压力上限而导致病毒泄漏，而对于其他供应商的产品，则可能是在过滤器的压力下限发生泄漏。 此外，在科学实验设计中还应考虑工艺中断或暂停可能造成的影响。色谱法中病毒安全性相关的既定条件可能更复杂。例如，对于阴离子交换（anion exchange, AEX）色谱法，在流穿模式下，较高的电导率往往会导致较低的病毒对数降低值（log reduction value, LRV），而在结合-洗脱模式下，情况则恰恰相反。此外，评估不同工作模式下的相对保留时间也很重要，这主要取决于色谱柱高度和样品流速。

如表1所示，纯化工艺步骤中涉及的各种工作模式会对病毒清除验证研究的最差条件产生很大影响，这也凸显了根据产品生产工艺的特点来制定验证研究方案的重要性。

2.3 指示病毒的代表性

基于工艺特点和病毒特征，ICH Q5A(R1)为指示病毒的选择提供了充分的指导[1]。最近，申请人出于商业原因进行宿主细胞基质变更的情形日渐增多。此时，应考虑宿主细胞中内、外源病毒的潜在风险。例如，对于SF9细胞，建议使用杆状病毒作为指示病毒，而对于CHO细胞，则应添加小鼠白血病病毒作为指示病毒。

3 再评估中的总体代表性分析

对于再评估方法的总体代表性分析，应系统地评估上文讨论的三个主要维度：细胞基质、关键工艺中间体和验证用缩小模型的代表性。根据再评估的结果，可能会出现以下三种结果：①如果三个维度在变更后仍具有完全代表性，则除上述数据的综合对比分析外，无需采取进一步行动；②如果三个维度仅能部分代表变更后的工艺，则需要进一步评估，以确定是否应重新开展实验研究；③如果评估显示已开展研究对变更后工艺不具代表性，或所提供数据不足以进行再评估的开展，则必须重新开展实验研究。

特别是在第二种情况下，应根据以下一般原则进行进一步评估。首先，评估应针对实际发生变更的内容具体问题具体分析。其次，应以风险为基础，结合内部知识，以及科学性良好的文献及相关指导原则等外部先验知识进行评估。

此外，建议申请人在关键临床试验之前锁定生产工艺，以避免额外的临床前或临床可比性研究，同时尽量减少与验证用样品、缩小模型或指示病毒的代表性有关的不确定性。

4 结论

在药物开发的各个阶段，会频繁出现变更，而且可能很复杂；很难找到一个在全生命周期中保持生产工艺不变的案例，这一现象在单克隆抗体和融合蛋白产品中尤为明显。如何平衡产品优化所带来的风险和益处，并确保安全，一直是业界和监管机构面临的实际问题。在生产技术和起始原材料不断迭代进步的大趋势下，本文提供了一种更灵活的“再评估方法”，可能会获得广泛的应用。该方法可以基于风险和科学的指导性框架对新研究的必要性和范围进行评估，而避免重复性开展相关研究。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用
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