爱默学院 | 生物制品上游生产工艺中的法规考量

随着生物制品在过去10年中的迅速发展，相关的法规标准也在不断提高。2017年中国药品监管部门加入了ICH后，国内的法规更是加速了与国外法规的统一和协调。

作为生物制品比较特殊的上游工艺，也在不断地提高工艺水平的同时，完善其相应的法规体系。在生物制品上游工艺中，细胞系的质量控制、原材料的管理、病毒风险的控制和正在逐步发展的灌流培养，都是法规及监管机构关注的重点。以下就从这四个方面简要地介绍下：生物制品上游工艺中的法规。

01

细胞系的质量控制

细胞系，属于生物制品上游工艺中的起始材料，在国内外现行的法规指南中都有明确的要求。以2015版《中国药典》三部“生物制品生产检定用动物细胞基质制备及检定规程”为例。对于细胞系/株需要提供相应的历史和来源资料，例如细胞系/株来源的种属、年龄、性别和健康状况等资料。如采用已建株的细胞系/株，应具有细胞来源的证明资料。应从能够提供初始细胞历史及其溯源性书面证明材料的机构获得，且应提供该细胞在该机构的详细传代记录，包括培养过程中所使用的所有原材料的详细信息，如种类、来源、批号、生产日期及有效期、制备或使用方法、质量标准及检测结果等。

对于细胞库的建立，则应在符合中国现行《药品生产质量管理规范》的条件下制备。同时要对细胞库进行全面的检定，细胞检定主要包括以下几个方面：细胞鉴别、外源因子和内源因子的检查、成瘤性/致瘤性检查等。必要时还须进行细胞生长特性、细胞染色体检查、细胞均一性及稳定性检查。这些检测内容对于MCB细胞和WCB细胞及生产限定代次细胞均适用。细胞库建立后应至少对MCB细胞及生产终末细胞（EOPC)进行一次全面检定，当生产工艺发生改变时，应重新对EOPC进行检测。每次从MCB建立一个新的WCB，均应按规定项目进行检定。

值得注意的是，目前中国药典中的要求和ICH Q5A及其他国家药典中的要求还未统一，中国药典的要求较为细致，尤其对于病毒检测的要求，而国外法规则更关注基于风险的检测要求。

细胞库进行全面的检定要求▼

▲注：摘自2015版中国药典三部 ①表示生产终末细胞，是指在或超过生产末期时收获的细胞，尽可能取按生产规模制备的生产末期细胞；

“+ ”为必检项目，“-”为非强制检定项目。（+）表示需要根据细胞特性、传代历史、培养过程等情况要求的检定项目。

02

原材料的管理

生物制品的原材料一般包括血清类原材料、胰酶、各种氨基酸、无机盐和其他生物和化学试剂，随着细胞培养基技术的不断发展，培养基成为生物制品原材料中非常关键的一部分。因为细胞培养基一般成分较为复杂，所以其管理按照生物制品原材料的管理。

目前国内外法规在原材料管理方面已经基本统一，既按照风险级别进行分类和管理。2015版《中国药典》三部“生物制品生产用原材料及辅料质量控制规程”中规定：

第1级为较低风险的原材料：

这类原材料为已获得上市许可的生物制品或药品无菌制剂，如人血白蛋、各种氨基酸、抗生素注射剂等。

第2级为低风险的原材料：

这类原材料为已有国家药品标准、取得国家药品批准文号并按照中国现行《药品生产质量管理规范》生产的用于生物制品培养基成分以及提取、纯化、灭活等过程的化学原料药和药用级非动物来源的蛋内水解酶等。

第3级为中等风险的原材料：

这类原材料非药用，包括生物制品生产用培养基成分、非动物来源蛋白水解酶、用于靶向纯化的单克隆抗体，以及用于生物制品提取、纯化、灭活的化学试剂等。这类生物制品原材料的质量控制要求应高于前两个等级的原材料，为使其符合生产用原材料的要求，使用时可能需进一步加工、纯化处理或增加病毒灭活和（或）去除步骤等。

第4级为高风险的原材料：

这类原材料主要包括已知具有生物作用机制的毒性化学物质，如甲氯蝶呤、霍乱毒素、金黄色葡萄菌素孔道溶血素、金黄色葡萄菌素肠毒素A和B以及中毒性休克综合征毒素，以及大部分成分复杂的动物源性组织和体液，如用于细胞培养基成分的牛血淸、用于细胞消化或蛋白质水解的动物来源的酶以及用于选择或去除免疫靶向性成分的腹水来源的抗体或蛋白质。这类原材料用于生物制品生产前，应进行严格的全面质量检定，或需要釆取进一步的处理措施，包括：

① 改进原材料的生产工艺；

② 对原材料进行处理，以灭活或去除外源因子、致病物质或特定的污染物（如动物病毒、朊蛋内等）。对于高风险等级的原材料，应在产品研发的早期评价使用这些原材料的必要性，并寻找其他替代物或替代来源。

不同风险等级生物制品生产用原材料的质量控制要求（按中国药典三部的要求）▼

▲注：摘自2015版中国药典三部

03

病毒风险的控制

相对于化学小分子药物，病毒污染是生物制品中相对独特的风险，主要是因为其使用的动物源性的起始材料和原材料所带来的污染风险。而目前国内外生物制品行业中已经达成共识的的病毒污染控制策略主要包括三步基本原则，既防护、监测和去除。

1

防护：主要是指避免从源头即生物制品的起始材料和原材料中引入病毒污染的风险，比如使用经过全面检测的细胞株，使用化学原材料来替代动物原材料，使用经过检验的动物源性原材料等；

2

监测：主要是指对于起始材料和原材料的检测，对于工艺过程中的交叉污染的检测，对于工艺中可能引入的病毒污染的检测，以及对于最终产品的检测；

3

去除：则是指在无法避免病毒污染风险和检测过程中发现有病毒污染的情况下，通过去除和灭活病毒的特殊工艺来降低病毒污染的风险。目前，常用的病毒去除/灭活工艺包括：除病毒过滤、低pH孵育、层析、辐照、HTST等，需要注意的是：不同的工艺可能针对不同的病毒种类，在整个工艺中可使用多个步骤来去除和灭活病毒。

04

灌流培养

细胞培养的一种新型的培养方式，也是生物制品在提高产率，降低污染风险以及和控制成本中不断发展的技术。灌流培养则是在目前细胞培养技术中，最为前沿的技术。灌流培养技术属于连续生产的一种，既上游工艺的连续生产，通过不断的补充培养基和收获培养产物，使得提高细胞培养产物收率，同时也能够提高产品质量的均一性和稳定性。

当前，包括灌流培养技术在内的连续生产是整个制药行业和监管机构所关注的热点，包括2019年FDA所发布的关于小分子产品的连续生产的指导原则，以及ICH正在开发的Q13指南，都是为了推进连续生产技术的应用，指导企业更科学地开发连续生产工艺，以及更规范的监管。在灌流培养过程中，如何进行基于质量的工艺设计、模拟真实工艺的工艺验证，过程控制技术和在线检测技术，都是推进灌流培养的关键，也是监管部门关注的重点。

但是不管有多大的挑战，以灌流培养为代表的连续生产技术，以及其他先进的制药生产工艺都是提升整个制药行业发展的动力。

上游工艺是生物制品生产中关键的过程，法规和监管是帮助新技术更为科学规范使用的重要保障。通过对生物制品上游工艺相关法规的了解，能帮助更好地开发、优化工艺，从而进一步提高生物制品的安全，有效和质量可控的特性。

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