生物制品的CMC开发

生物制品的CMC开发、质量研究等，层次逻辑清晰，内容实用，感兴趣的小伙伴可以收藏一下~

生物制品的CMC开发

• 引言
  • 生物制品特点
    • 由活细胞或生物体制成，生命系统本身具有不确定性
    • 对工艺变化非常敏感，生产条件和工艺的微小变化会导致生物制品重要特性和临床结果的重大改变
    • 具有复杂的三维结构并包含蛋白质异构体混合物，比小分子要五大100或1000倍，是不均匀的混合物
    • 生物制品容易受到环境因素的影响
  • 确保使用一致且可重复的过程制造生物制品至关重要
• CMC开发
  • 细胞库
    • 生物类似药的CMC进展始于表达系统的建立
    • 细胞系通常在细菌、酵母和哺乳动物宿主菌株中选择，然后插入正确的DNA序列
  • 发酵
    • 大量蛋白质的生产涉及开发文件和可扩展的发酵和纯化工艺
    • 发酵的目标是提高表达水平，即便有缺陷也不影响正确的氨基酸序列和翻译后修饰
    • 实现高表达需要优化培养基和生产条件，以及有效的提取和回收程序
    • 对于在工艺条件下具有聚合倾向的蛋白质，进行不溶性蛋白质的增容和在折叠有时是有必要的
  • 纯化
    • 需尽可能除去宿主细胞蛋白质、DNA、培养基成分、病毒和代谢副产物等杂质
    • 接受适当的产量损失已达到高纯度是很有必要的，任何以牺牲纯度为代价的产量增加会产生临床后果
  • 原料药
  • 制剂
    • 配方选择
      • 碱性缓冲液种类和等渗调节的盐——用于适当控制pH
      • 表面活性剂——防止蛋白质被吸收到容器表面或水-空气界面或其他疏水表面
      • 稳定剂——抑制聚集、氧化、脱酰胺和其他降解
  • 灌装/完成
    • 最终产品经过配制、无菌过滤，并被灌装到最终容器中
    • 容器和密封系统
      • 玻璃瓶、橡胶塞、铝制密封件、预填充注射器、静脉注射袋
      • 容器和密封的完整性需要通过无菌或燃料渗透测试来验证
  • 成品药
    • cGMP要求每批用于临床或商业用途的生物制品都需要进行药品特征鉴定，如一致性、规格、质量、纯度和安全性
    • 制品的以及序列、高级结构、异构体、一致性、产品变一体以及杂质和工艺杂质等方面的特性鉴定可以在选定的批次上进行
    • 物理化学特性的检测包括：IEF、CE、HIC、LC-MS、糖分析、N端和C端测序、氨基酸分析、分析超速离心法、CD和DSC
    • 生物制品特征鉴定方法
      • 一致性：免疫印迹、肽图谱、等电聚焦电泳
      • 规格：紫外光吸收法测定蛋白质浓度
      • 纯度：SDS-PAGE、SEC-HPLC、IEX-HPLC、RP-HPLC
      • 质量：外观、颗粒物、pH、渗透压
      • 效价：体内或体外生物活性检测
      • 安全性：内毒素、无菌检测、残余DNA、宿主细胞蛋白质
  • 运输
  • 给药
• 制品特征鉴定和规范
  • 概述
    • 由于专利问题，通常无法获得原研药的生产工艺和产品规范
    • 首先确定市售生物制品作为参比生物制品，然后对其进行详细的特征鉴定
    • 通过参比生物制品的特征鉴定信息指导生物类似药工艺开发及比较测试
    • 生物类似药制品可能由一套全新的工艺制造
      • 可能基于不同宿主/载体系统
      • 可能具有不同的工艺步骤、设施和设备
  • 原料特征鉴定
    • 安全性、纯度、一致性、效价、规格、稳定性
  • 制品特征鉴定
    • 安全性、纯度和特性鉴定、一致性、效价、规格、稳定性、容器密封性
  • 实际问题
    • 问题
      • 在理解制品之前拟定规范（理解为：工艺、质量标准）
      • 蛋白质结构与潜在安全性/毒性之间关系的知识不充足
      • 杂质谱的检查不够
      • 工艺验证/控制不充分
    • 解决措施
      • 对开发中的生物类似药质量保证/控制采取适当措施
• 制造和工艺验证
  • 生产工艺
    • 组成：表达载体（质粒）、细胞库系统、原料制造和放行、药品配置和放行
    • 目标：以可控、可重现的方式生产足够数量的优质产品
    • 变更
      • 来源
        • 工艺：工艺修改、规模扩大或地点改变等
        • 方法：分析方法改进和分析方法替换
      • 评估变更关注点
        • 生物制品是复杂的混合物，控制开始于细胞库，并针对所有原材料，无论产品是否面临来自原材料、操作者和环境的风险，没有哪种变更可以被假设为是中性的
        • 仅用放行标准不足以充分评估变更的影响
  • 工艺验证
    • 目标：提供文件化的证据，证明生产工艺确实做到了其声称的内容
    • 验证方案：包括产品的特性鉴定、制造程序、抽样计划、验收标准、在生产工艺认定的关键阶段进行的测试程序
    • 需讨论问题
      • 影响一致性的关键阶段
      • 在每个关键阶段使用的设备
      • 可能的问题
      • 执行的测试程序
      • 抽样计划、测试计划和验收标准
      • 相关信息
      • 作为参考的规范
      • 验证总结
  • 常见问题
    • 制造和（或）测试地点未注册
    • 在申请审查周期内制造未计划
    • 原材料的控制不充分
    • 工艺理解研究和杂质去除研究的结果未执行或未提供
    • 商业化工艺、中间产物保存时间、树脂和膜的再利用周期、缓冲液保存时间、后处理以及中间产物/原料的运输等未验证
    • 未证明制造的一致性（例如参照预定标准的方案，使用验证过的测试方法，连续3次成功运行）
    • 开发中工艺之间的可比性未证明
    • 欠缺填补空缺的留样样品
• 质量控制/保证
  • 一般原则
    • 过程控制
      • 不能在成品上进行且对质量至关重要的控制应该在生产的适当阶段进行（如去除病毒）
      • 生产工艺的关键阶段需结合抽样计划、验收标准和测试程序进行确定和验证
    • 样品留样
      • 须保留充足的中间产物样品，允许进行皮控制的重复或确认
    • 质量控制要求
      • 采用连续培养的情况下，应特别考虑这种生产方法所产生的质量控制要求
    • 质量控制的统计过程
      • 有必要对某些生产过程进行连续监测（如发酵），数据应记入批记录
      • 此过程有助于在早期识别问题，并采取措施纠正或解决问题
  • 起始材料
    • 证明文件（WHO要求）
      • 起始材料的质量和控制应该备有证明文件，证明其达到适合于其使用的质量水平
      • 在必要测试需很长时间的情况下，测试结果获得之前允许处理起始材料
      • 起始材料测试的结果满意，成品才可放行
    • 灭菌
      • 尽可能通过加热进行
      • 必要时可采用其他合适的方法，如辐照
  • 种子批次和细胞库系统
    • 必要性
      • 生物医药制品的生产应该基于一个主要的工作种子批次和（或）细胞库系统，避免反复培养或多次传代所引起的不需要的属性漂移
    • 代次
      • 与成品之间的传代次数应该由上市许可档案一致，工艺放大和批准后的变更都不应该改变这个基本关系
    • 建立
      • 强烈建议对种子批次和细胞库进行充分的特征鉴定，并测试可能的污染物
      • 应以污染或改变风险最小化的方式建立、储存和使用
      • 建立过程中，在同一区域或同一个人不应该同时处理其他获得或传染性材料（如病毒、细胞系或细胞株）
    • 使用和储存
      • 应记录种子和库的稳定性和复苏的证据
      • 存储容器应密封、标识清楚，在合适的温度保存，且谨慎保管库存清单
      • 应连续记录冷藏室的存储温度，适当检测液氮的存储温度
      • 应记录任何设定限制的偏离和任何采取的纠正措施
      • 避免种子批次和细胞库的混淆和交叉污染
      • 最好将种子批次和细胞库分开存储在不同地点，降低损失风险
  • 操作原则
    • 应证明培养基的促生长特性
    • 应确保维持未污染状态
    • 应注意确保容器正确连接
    • 制品的离心和混合会导致气溶胶的形成，应防范这些活动
    • 应防止活微生物转移
  • 房屋和设备
    • 制造设备
      • 建筑材料需光滑、坚硬、可清洁；边缘圆角，接缝处密封；没有开放的地漏
      • 不杂乱；材料、人员和废物的单向流动是首选；清洁验证对于多用途区域和设备是关键
      • 气流方向远离产品；回风低且易接近；在动态条件下评估空气质量
      • 每个步骤的水均为最高质量；在下游工艺中尽早引进注射用水
    • 设施设计和控制
      • 充足的工作空间；合适的设备；环境控制；验证系统和设备
      • 使用合格的清洁剂和消毒剂验证清洁系统
      • 防止交叉污染的系统和处理废料的系统
    • 健全的质量体系
      • 原料/库存控制；环境监测方案；维护和校准方案
      • 验证活动，包括计算机系统；员工培训要求
      • 内部审计方案；供应商审计方案；趋势和监督方案
      • 记录审查和产品放行；缺陷和结果偏差程序；变更控制程序
  • 实际问题
    • 同制造和工艺验证
• 参比标准、容器密封系统和稳定性
  • 参比标准
    • 参比标准的特征鉴定通常使用非临川研究批次进行，制定的标准随后用于放行临床批次
    • 每个参比标准批次的一部分必须保留，以备将来使用或需要
    • R-R研究、三臂（T、R、R）试验
      • 将T和R之间的差异与R和R之间的差异记性比较，将其作为参比标准
      • 建议两个R从同一生产工艺的两个不同批次或两个不同的生产工艺（或地点）获得
    • 有助于解决多大程度的相似被认为是类似的问题
  • 容器密封系统
    • 提取物
      • 在夸大条件下，从容器密封系统和（或）药物运载工具的其他包装部件或溶剂中迁移出来的
      • 有助于预测潜在的浸出物和选择合适的容器密封系统
    • 浸出物
      • 在正产使用和存储条件下，从容器密封系统和（或）药物运载工具的其他包装部件或溶剂中自发迁移出来的
      • 来源
        • 包装容器：注射器/预填充注射器、安瓿瓶、样品瓶、玻璃瓶、静脉注射袋、用于中间产物的储存袋、封盖（螺旋盖、橡皮塞）和容器衬里（如内衬管）
        • 工艺设备：不锈钢储罐/生物反应器、管道、垫圈、阀门、环和过滤器净化树脂
    • 问题
      • 缺少来自容器密封时的提取物和浸出物数据
      • 缺少提取物、浸出物数据对制品规范和方法影响的评估
  • 稳定性
    • 原料和成品均需进行直立和倒立条件下几个时间点的实时和加速稳定性研究
    • 加速稳定性（压力研究）有助于阐明制品的讲解途径和规定验收标准
    • 检项
      • 安全性（例如生物负荷/无菌）
      • 纯度（包括制品和工艺相关杂质及产品相关杂质）
      • 唾液酸（如果适用）
      • 效价
      • 蛋白质含量/规格
      • pH
      • 外观浸出物（独立研究，不属于常规稳定性测试的一部分）
    • 申报时稳定性数据
      • 来自临床方案的支持数据
      • 支持所选稳定性标示内容的强制降解数据
      • 支持有效期的数据评估
      • 商业批次的稳定性方案
      • 符合ICH的稳定性方案数据，在预定储存条件及商业规模一致性批次下，至少6个月稳定性数据
      • 仅用于评估稳定性的方法描述和验证数据
    • 常见错误
      • 批次数量不足
      • 稳定性数据不足
      • 缺少鉴别稳定性标示检定的强制降解数据
      • 欠缺稳定性方案
• 其他
  • 法规
    • 欧盟已发布基于参比生物制剂比较测试的生物类似药指南
    • 美国对于生物类似药的审批预计其CMC将与欧盟类似，包含完整的质量档案，其可比性方案包括详细的制品特征鉴定比较，以及降低的临床前和临床研究要求
  • 第一阶段IND潜在的CMC问题
    • 临床前和临床批次之间的可比性未证明
    • 细胞库的特征鉴定不足（例如对外来试剂的测试、一致性分析）
    • 关于纯度、一致性、效价和安全性的产品特征鉴定不充分
    • 最终产品放行测试欠缺
    • 放行和稳定性测试规范欠缺或不合适
    • 效价鉴定欠缺或不合适
    • 制剂稳定性的支持数据在临床研究的计划期间内未给出
    • 高风险制品的免疫原性鉴定欠缺或不合适
    • 最终药品的无菌性证据欠缺