自1986年全球第一个治疗肾移植排斥反应的抗CD3鼠源抗体OrthocloneOTK3上市后,抗体由于特异性强、疗效显著及毒性低等特点,在肿瘤治疗、自身性免疫性疾病、心血管疾病、过敏症、移植等多个治疗领域内快速发展,已成为新药市场的焦点,更是制药企业争相布局的“金矿产业”。
相比国外市场,我国抗体药物市场规模还较小,具有成熟的抗体工业化体系和规模化生产能力的企业还不多。但是近年来,随着国内企业在抗体发酵体积和纯化技术上的突破以及自主创新能力的提高,我国陆续有创新的抗体药物上市或者进入后期临床阶段,抗体的研发和注册已经由“生物类似物”开始向“创新药”转变。抗体的发展呈现多元化和突飞猛进的方式,其中为代表的就是以PD-1为靶点的抗体集中报批。
因此,本文从“注册现场检查”的角度,结合国内单抗注册现场检查中发现的共性问题,与业内共同探讨,在抗体研发注册的起始阶段明确单抗生产中的关键质控点和检查的标准,和工业界达成共识,共同提高国内抗体的工艺控制水平和质量水平。
1.检查中发现存在的焦点问题
不同于化学药品,单抗有其自身的特性:起始材料均为生物活性物质、单抗分子量大、复杂的高级结构,且组成单抗的氨基酸的各种修饰(如糖基化)对生物活性和质量有重要影响,工艺生产中单抗分子较不稳定,易受酸碱、温度环境因素影响,对热和剪切力敏感,易失活、易被微生物污染,易被酶解破坏。
单抗的特殊属性决定质量工艺控制贯穿于整个药品的生命周期。(1)注册工艺研究开发方面,需建立细胞库、完成培养基筛选,完成方法学研究、标准物质开发和质量标准研究(特别是杂质的研究),同时根据确定目标产品质量概况
1.1变异体的控制
通常来说,由于组成单抗可以被修饰的氨基酸较多,不同数量被修饰的氨基酸之间排列组合,使得单抗分子有近千万种变异体。单抗的变异体包括结构异质性(天冬酰胺脱酰胺化、谷氨酸焦谷氨酸环化、蛋氨酸的氧化作用、糖基化)、电荷变异体(脱酰胺、C端赖氨酸异质性、唾液酸化等)、分子大小变异体(氧化、聚集、片段化等)、疏水变异体(二硫键错配、氧化等)。现有研究已经证实,变异体存在会影响体内药物代谢、生物学活性、免疫原性等。如果抗体的Fab段出现变异体(如CDR区域的天冬氨酸异构化),可影响到抗体与抗原的识别和结合。如果抗体恒定区(Fc段)出现变异体(蛋氨酸的氧化和糖基化修饰)可以影响抗体与FcγR和C1q的识别和结合,从而影响到抗体活性的发挥。末端半乳糖的存在可增强抗体的C1q亲和力和补体依赖的细胞毒性(ComplementDependentCytotoxicity,CDC)活性,去岩藻糖化可以使得抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用(AntibodyDependentCellMediatedCytotoxicity,ADCC)活性增高。
1.2工艺验证批次的稳健性
2.检查策略中的一般考虑
2.1总体考虑
横向体系方面包括质量管理系统、机构和人员系统、厂房与设施设备系统、物料系统、生产系统、实验室质量控制系统六个方面。纵向基于品种方面包括菌种发酵阶段(种子复苏、摇床发酵培养、逐级扩大发酵)、纯化阶段(澄清过滤、亲和层析、低pH病毒灭活、阴离子交换层析、阳离子交换层析、除病毒过滤、超滤浓缩换液、原液配液)、成品分装阶段(原液混合分装、灯检、贴签包装)。通过两个维度的检查,全面、系统地对单抗进行注册生产现场检查。每块系统的检查可以基于品种的风险点和企业的历史检查情况,突出重点,完成现场检查,最终确保注册检查的“四性”:真实性、一致性、可行性和GMP符合性。
2.2基于体系的横向检查策略
2.2.1质量管理系统
2.2.2机构和人员系统
2.2.3厂房与设施设备系统
2.2.4物料系统
2.2.5生产系统
2.2.6实验室质量控制系统
制定标准时应当考虑单抗的特殊性。每个检测项目的标准范围的确定,应当考虑方法本身的误差和工艺等影响因素,重点检查制定的标准范围是否基于大量的研究数据。
2.3基于品种的纵向检查策略
一般单抗的生产工艺流程基本相似。不同品种所用的已筛选好的工程细胞种子不同,其后续的生产工序环节基本相同,仅所用的工艺参数不同。由于抗体在结构和理化性质上具有相似性,所以抗体的工艺可以有通用性平台工艺,一般分为三个阶段:发酵阶段、纯化阶段和成品分装阶段,见下图。
2.3.1发酵阶段
在品种研发阶段,已经筛选出表达稳定、生产稳定的细胞株和与之相适宜的培养基及发酵培养工艺。注册检查时为商业批次批量生产,因此,需要从细胞株和培养基两个角度对细胞复苏、发酵培养工序进行工艺核查。
(1)种子复苏
工作代种子接种在适宜的培养基上,然后经过摇瓶培养、传代扩增培养,传代至规定代次和规模,获得浓度和体积都符合生产接种要求的种子培养液。
(2)发酵培养
2.3.2纯化阶段
膜过滤病毒的影响。
2.3.3成品分装灯检包装阶段
(1)原液混合分装
(2)冻干(或无)
(3)灯检
注意对不合格品的类型分类,如黑点、纤毛、玻璃碎屑、胶塞和装量等,以便于后续追溯。