生物类似药的工艺开发

  • 2022-11-15 10:30
  • 作者:
  • 来源:中国医药报


  工艺开发的目的是生产出在质量、安全性和有效性方面与参照药相似的生物类似药产品。生物类似药的生产工艺需根据产品特点设计,在产品开发过程中,应全面了解生物类似药产品制造过程中的所有步骤。国家药监部门建议可采用与参照药一致的生产工艺,尤其是工艺步骤的原理和先后顺序及中间过程控制要求,如纯化、灭活工艺等。但鉴于参照药的生产过程细节难以获得,生物类似药厂商可根据自身产品开发过程中所累积的经验来开发工艺。工艺研究中的检测项目、过程控制和质量标准根据工艺开发过程中的所获信息产生。为了减少不必要的对临床安全和疗效的影响,应优化制造工艺,尽量减少生物类似药和参照药之间的差异。如果发生生产工艺的变更,需进行可比性研究,评估变更对产品质量、安全性和有效性的潜在影响,确认改进后的生产工艺能提供具有可比性的产品。


  生产表达体系


  选择合适的表达体系是生物药工艺开发的关键步骤之一。一般而言,生物类似药应选择与参照药相同的表达体系,以尽量减少对临床疗效和安全性的可能影响。生物类似药开发指导原则允许采用不同的生产表达体系,但需要证明表达体系的转换不会造成对临床疗效和安全性的不利影响。虽然蛋白质的一级结构不会随宿主细胞系的不同而发生变化,但蛋白质的翻译后修饰以及生产过程产生的杂质都可能受到影响,这些差异可能间接地影响临床药效及安全性。以单抗药物为例,使用不同的宿主细胞类型可能导致糖基化修饰的构型差异。例如,由小鼠细胞系(如NS0或SP2/0细胞)生产的单抗药物,其糖链结构中会含有α-1,3-半乳糖,这种“特殊”的糖链结构会在人体内引发免疫反应,导致临床安全性问题。这一问题可以通过使用中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary cell,CHO)作为宿主细胞来避免,由于缺乏必要的α-1,3-半乳糖合成酶,CHO生产的生物制品蛋白的糖链中不包含这种单糖。以英夫利昔单抗生物类似药为例,参照药类克采用SP2/0细胞株作为生产表达体系,而三星公司的英夫利昔单抗生物类似药Flixabi基于安全性的考虑,采用CHO细胞系进行商业化生产。综上,为了尽量减少生物类似药与参照药之间的差异,同时兼顾安全性的要求,应该仔细考量生物类似药表达体系的选择。


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  确定表达体系后,对于单抗生物类似药,还需要进行载体的构建和克隆筛选,并考察克隆的生长表达、稳定性和质量相似性。在克隆筛选的质量研究中需考察以下几方面。①一级结构与参照药的一致性:避免选用抗体氨基酸序列突变或丢失的克隆。②分子大小异质体分析:避免形成多聚体或碎片的克隆。③糖型分析:部分糖基化结构对活性非常敏感,需避免与参照药糖型差异大的克隆。④电荷异质体分析:避免产生高酸或高碱电荷异质体的克隆。⑤活性物质本身的其他关键质量属性。总之,应提前了解候选克隆特性,根据序列、纯度和杂质与参照药的相似性以及质量控制难易程度进行克隆筛选。


  细胞培养和纯化工艺


  生物制品原液生产工艺一般分为以细胞培养为主的上游工艺和以多步纯化工序为主的下游工艺。细胞培养工艺研究主要关注操作条件对细胞生长特性、代谢水平和目的产物的影响。下游纯化工艺研究主要关注关键工序对于产品相关变异体(聚体、降解产物、电荷异构体、疏水变异体等)、工艺相关杂质(宿主蛋白、宿主DNA、脱落配基、内毒素、抗生素等)的有效去除或这些变异体与杂质物残留水平。


  杂质是生产过程中不可避免的存在,部分杂质可能会导致产品药效和安全问题。为了确保产品的安全性,需要对生物类似药和参照药的杂质差异进行评估。对于产品相关的异质体,应控制在与参照药相似的区间内。如果产品相关变异体在生物类似药和参照药之间存在显著差异,则需要对其安全性和有效性进行额外评价。对于工艺相关杂质,如单抗生物类似药产品中残留的宿主细胞DNA和残留蛋白A,无需和参照药进行相似性比对研究,但需控制在不影响临床疗效和安全性的限度内。


  工艺控制


  生物类似药的工艺开发过程应明确各操作参数的合理性,并建立必要的中控验收标准。生物类似药的工艺控制策略不需要与参照药完全一致。对上游工艺,应根据最大传代次数、微生物污染或产品质量建立细胞培养液废弃指标,如无菌、支原体、特异性病毒、目的产物产量等;对下游工艺,应对产品和工艺相关杂质设定控制指标。生物类似药工艺控制标准基于生物类似药和参照药协同研究的生产经验和产品的质量标准而制定。一般情况下,生物类似药的质量标准不应显著大于参照药的变异范围。如果生物类似药的质量接受标准明显超出了参照药的可接受范围,则需要额外的证据来证实产品的安全性。


  可比性研究


  产品开发过程中会经历许多工艺变更,可比性研究的目的在于证明生产工艺的变更并没有对药物的质量、安全性和有效性产生不利影响。一般情况下,生物类似药的开发需要在临床试验前固定关键的生产工艺,但也允许进行提升生物类似药质量相似性和安全性的工艺变更。在非临床研究和临床研究的早期阶段,可比性试验通常并不像对已获批上市产品那样广泛开展。ICH Q5E《生物技术/生物制品在生产工艺变更前后的可比性》原则指出,对于研发阶段的可比性试验,受早期临床阶段分析方法开发不充分的限制,除理化和生物学实验比对分析外,还建议结合非临床和(或)临床研究进行评估。(摘编自《生物类似药从研发到使用》,中国医药科技出版社出版)


(责任编辑:李硕)

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