Problemi ta 'Stabbiltà U Soluzzjonijiet Ta' Mediċini Bijoloġiċi fil-Proċess ta 'Produzzjoni
F'dawn l-aħħar snin, il-mediċini tal-bijoteknoloġija, speċjalment il-mediċini monoklonali, gradwalment saru l-korp ewlieni ta 'riċerka u żvilupp ta' mediċina ġdida. Madankollu, il-bijoloġiċi tal-proteini ġeneralment għandhom il-problema ta 'struttura kumplessa u instabbli, speċjalment varjetà ta' fatturi instabbli fil-proċess ta 'produzzjoni, li tirriżulta fid-degradazzjoni u l-inattivazzjoni tal-bijoloġiċi. Il-proċess ta’ preparazzjoni ta’ mediċini bijoloġiċi huwa kumpless ħafna, ħafna drabi permezz ta’ bijosintesi (bħal fermentazzjoni mikrobjali/kultura taċ-ċelluli) purifikazzjoni u raffinar tal-istokk (bħal purifikazzjoni kromatografika, tneħħija tal-virus) u proċess ta’ preparazzjoni (bħal konfigurazzjoni ta’ preparazzjoni, filtrazzjoni asettika, mili, iffriżar). -tnixxif u spezzjoni tal-lampa) u produzzjoni oħra, ħażna, trasport u rabtiet oħra. Għalhekk, is-soluzzjoni ta 'dawn il-problemi ta' instabbiltà hija ċ-ċavetta għall-applikazzjoni b'suċċess tal-mediċini bijoloġiċi fil-prattika klinika. F'dan l-artikolu, il-modi ta 'degradazzjoni fil-produzzjoni ta' mediċini bijoloġiċi ġew miġbura fil-qosor u s-soluzzjonijiet korrispondenti tressqu.
Peress li t-teknoloġija bijoloġika (bħal teknoloġija tad-DNA rikombinanti, teknoloġija tal-ibridoma tal-limfoċiti, teknoloġija tal-wiri tal-fagi) u l-iżvilupp tal-ġenomika umana, mediċini bijoteknoloġiċi (mediċina bijoloġika, bijoterapewtika, bijoloġika, bijofarmaċewtika) speċjalment mediċini monoklonali, gradwalment saru l-korp ewlieni ta 'riċerka u żvilupp ta' mediċina ġdida. F'dawn l-aħħar snin, il-mediċini bijoloġiċi ammontaw għal 80% tal-aqwa 10 mediċini bir-riċetta li jinbiegħu fid-dinja, u l-proporzjon tal-qasam farmaċewtiku kollu qed jiżdied ukoll sena b'sena. Meta mqabbla ma 'mediċini ta' molekula żgħira tradizzjonali bbażati fuq sinteżi kimika, mediċini bijoloġiċi huma prinċipalment ippreparati u prodotti b'metodi ta 'bijoteknoloġija, speċjalment teknoloġija tad-DNA rikombinanti, li għandhom il-karatteristiċi ta' attività għolja, speċifiċità għolja u tossiċità baxxa, u jsolvu ħafna problemi mediċi li molekula żgħira tradizzjonali il-mediċini ma jistgħux isolvu, għalhekk għandhom rwol dejjem aktar importanti biex isalvaw il-ħajjiet u jtejbu l-kwalità tal-ħajja tal-pazjenti.
Madankollu, l-iżvilupp tal-mediċini bijoloġiċi jiffaċċja wkoll ħafna sfidi tekniċi. L-ewwel, il-bijofarmaċewtiċi huma bijomakromolekuli (il-massa molekulari relattiva hija ġeneralment 5x103 ~ 2 × 105) bi strutturi u komponenti kumplessi ħafna. Minbarra l-istruttura primarja, jiġifieri s-sekwenza ta 'aċidi amminiċi, il-mediċini bijoloġiċi ġeneralment ikollhom strutturi kumplessi ta' livell għoli (bħal strutturi sekondarji, terzjarji jew saħansitra kwaternarji), li huma l-bażi tal-attività bijoloġika tagħhom.
Fl-istess ħin, minħabba fatturi bħal modifika ta 'wara t-traduzzjoni, idroliżi enżimatika u degradazzjoni kimika, mediċini bijoloġiċi komuni huma taħlitiet estremament kumplessi li fihom miljuni jew aktar molekuli. It-tieni, il-mediċini bijoloġiċi huma instabbli u suxxettibbli għal degradazzjoni kimika u fiżika. Id-degradazzjoni kimika tinvolvi t-tkissir u l-formazzjoni ta 'rabtiet kovalenti, filwaqt li d-degradazzjoni fiżika hija unika għal mediċini bijoloġiċi u ma tinvolvix bidliet ta' bonds kovalenti, iżda prinċipalment bidliet fl-istruttura ta 'livell għoli ta' proteini, inkluż assorbiment fiżiku (għal uċuħ idrofobiċi), denaturazzjoni, depolimerizzazzjoni, aggregazzjoni, u preċipitazzjoni. Din id-degradazzjoni mhux biss se taffettwa l-attività bijoloġika tagħha, iżda wkoll tista 'tikkawża ħafna problemi ta' sikurezza. It-tieni, b'differenza mill-mediċini ta 'molekula żgħira, kważi l-mediċini bijoloġiċi kollha għandhom immunoġeniċità potenzjali, jiġifieri, il-kapaċità li jistimulaw il-ġisem biex jifforma antikorpi speċifiċi jew jissensibilizzaw limfoċiti.
Minbarra l-istruttura tal-mediċini bijoloġiċi nfushom, l-immunoġeniċità hija wkoll relatata mill-qrib mal-istabbiltà tal-mediċini bijoloġiċi, speċjalment polimeri u partiċelli ta 'proteini, li huma faċli biex jistimulaw il-ġisem biex jifforma antikorpi korrispondenti għal mediċini ċari, li jaffettwaw l-effikaċja tal-mediċini, u anke minħabba reattività inkroċjata jistgħu jinnewtralizzaw proteini endoġeni fil-ġisem tal-bniedem. Pereżempju, l-antikorpi prodotti meta jintużaw trattament ta 'eritropojetin uman (EprexR) mhux biss jinnewtralizzaw il-mediċini tal-proteini, iżda wkoll jorbtu proteini endoġeni umani biex jinattivawhom, li jirriżultaw f'disturbi ta' riġenerazzjoni ta 'ċelluli ħomor tad-demm puri fil-pazjenti. Ir-rispons immuni jista 'wkoll iwassal għal reazzjonijiet ta' sensittività eċċessiva, li jistgħu saħansitra jipperikolaw il-ħajja tal-pazjent f'każijiet severi.
Xi bidliet sottili (bħal konformazzjoni) li jseħħu matul il-produzzjoni ta 'mediċini bijoloġiċi jistgħu jkunu diffiċli biex jiġu osservati matul il-proċess ta' produzzjoni jew ħażna għal żmien qasir permezz ta 'teknoloġiji analitiċi eżistenti, iżda jistgħu jaffettwaw l-istabbiltà tal-proċess ta' ħażna fit-tul, u b'hekk ikollhom impatt akbar fuq il-kwalità finali tal-prodott. Il-kwalità tal-faċilitajiet tal-produzzjoni, il-materja prima u l-materjali tal-ippakkjar, kif ukoll it-taħriġ u l-operat tal-impjegati se jkollhom ukoll impatt kbir fuq il-kwalità tal-prodott. F'dan l-artikolu, il-problemi komuni li jaffettwaw l-istabbiltà tal-mediċini bijoloġiċi fil-proċess ta 'produzzjoni huma miġbura fil-qosor u s-soluzzjonijiet korrispondenti huma mressqa.
01 Proċess ta' preparazzjoni ta' mediċina bijoloġika
Il-proċess ta 'preparazzjoni ta' mediċini bijoloġiċi huwa kkumplikat ħafna. Mill-bijosintesi sal-ippakkjar finali fi preparazzjonijiet kliniċi, ġeneralment ikun meħtieġ li jgħaddu minn diversi passi ta' produzzjoni, ħażna u trasport inkluż bijosintesi (bħal fermentazzjoni mikrobjali/kultura taċ-ċelluli), purifikazzjoni tal-istokk, raffinar (bħal purifikazzjoni kromatografika, tneħħija tal-virus) u preparazzjoni. proċess (bħal konfigurazzjoni ta 'preparazzjoni, filtrazzjoni asettika, mili, tnixxif bil-friża u spezzjoni tal-lampa). Meta tieħu l-aktar mediċini bijoloġiċi ta 'antikorpi popolari bħala eżempju, proċedura ta' produzzjoni tipika tinkludi l-passi li ġejjin: L-ewwel, il-linja taċ-ċelluli hija mdewba u gradwalment estiża f'ambjent ta 'tkabbir raġonevoli biex eventwalment tissodisfa l-ħtiġijiet tal-produzzjoni.
In the cell culture process, the environment of biologic medicines including cells, various proteolytic enzymes, nutrients and dissolved oxygen, etc., usually need to be maintained at a relatively high temperature (>30 grad ) u kundizzjonijiet ta 'pH newtrali għal Ikbar minn jew ugwali għal 10 ijiem sakemm sinteżi u sekrezzjoni ta' proteini suffiċjenti għall-extraċellulari s'issa. Wara s-sinteżi tal-mediċina bijoloġika, ir-residwu taċ-ċelluli li ma jinħallx jitneħħa permezz ta' ċentrifugazzjoni jew filtrazzjoni, u mbagħad is-supernatant li jkun fih il-mediċina bijoloġika jiġi ppurifikat b'diversi kolonni kromatografiċi bħal kromatografija tal-proteina A tal-affinità (kromatografija tal-proteina A), kromatografija tal-iskambju tal-katjoni u skambju anjoniku. kromatografija, u l-virus jitneħħa u jiġi inattivat.
Wara l-purifikazzjoni, il-bijoloġiċi huma sostitwiti fil-buffer xieraq permezz ta 'ultrafiltrazzjoni jew perkolazzjoni, u maħżuna fis-sustanza tal-mediċina, jew fil-forma ta' bulk finali meta miżjuda mal-komponenti tal-preparazzjoni finali. Il-prodott lest jinkiseb billi timtela f'materjali ta 'ppakkjar ta' ġewwa differenti (kontenitur-clo-sure), jew ippreparat aktar fi trab imnixxef bil-friża permezz ta 'trattament ta' freeze-drying. Matul il-proċess ta 'produzzjoni, il-proteini jgħaddu minn varjetà ta' fatturi distruttivi, bħal pH baxx, melħ għoli, iffriżar-tidwib, dawl, oxxillazzjonijiet, shearing, u diversi uċuħ (idrofobiċi), li jistgħu jikkawżaw bidliet strutturali jew degradazzjoni tal-proteina, u b'hekk li jaffettwaw il-kwalità tal-mediċina bijoloġika, u kull pass jista 'jiġi ottimizzat biex tiġi evitata jew tnaqqas id-degradazzjoni li tirriżulta.
02 Degradazzjoni u kontroll ta' mediċini bijoloġiċi waqt fermentazzjoni mikrobjali/kultura taċ-ċelluli
Il-proċess tal-fermentazzjoni mikrobjali/tal-kultura taċ-ċelluli jista 'jaffettwa l-istabbiltà tal-mediċini tal-proteini espressi minnha, iżda hemm ftit rapporti dwar l-istabbiltà tal-mediċini bijoloġiċi fil-proċess tal-fermentazzjoni mikrobjali/tal-kultura taċ-ċelluli, jew din il-kwistjoni ma rċevietx biżżejjed attenzjoni. Ir-raġuni ewlenija għal dan il-fenomenu tista 'tkun li fil-proċess tal-kultura taċ-ċelluli L-fermentazzjoni mikrobjali, tingħata aktar attenzjoni lill-kundizzjonijiet xierqa għat-tkabbir tal-mikrobi/ċelluli u l-kwantità ta' espressjoni, u xi prodotti ta 'degradazzjoni jistgħu jitneħħew permezz ta' purifikazzjoni aktar tard, jew il- telf ta 'proteini ikkawżat mid-degradazzjoni huwa meqjus bħala ikkawżat minn espressjoni ta' proteina inadegwata.
Skont il-prinċipju QbD tal-iżvilupp tal-mediċina bijoloġika u l-linji gwida rilevanti bħall-FDA, l-impuritajiet relatati mal-prodott huma l-aħjar mrażżna fuq quddiem nett tal-produzzjoni, segwiti minn purifikazzjoni u proċessi oħra biex jitneħħew. Fin-nuqqas ta 'metodu ta' tneħħija effettiv, huwa meħtieġ li jintwera li l-impurità ma taffettwax b'mod sinifikanti s-sigurtà u l-effikaċja tal-mediċina, iżda dan se jinvolvi ħafna riċerka addizzjonali, u hemm riskju ta 'xi inċertezzi minħabba ħażin. studji mmirati. Għalhekk l-istrateġija ppreferuta hija li tikkunsidra li tinibixxi dawn id-degradazzjonijiet fis-sors.
Hemm ħafna fatturi li jikkawżaw degradazzjoni tal-proteini waqt il-fermentazzjoni mikrobjali/kultura taċ-ċelluli, l-ewwel huwa fatturi ambjentali, bħal temperatura għolja, pH newtrali, ossiġnu maħlul, saħħa tal-jone tal-melħ, eċċ It-temperatura tal-kultura taċ-ċelluli hija ħafna ogħla mill-ħażna tas-soltu temperatura (bħal 2 sa 8 gradi), u bħal fil-biċċa l-kbira tar-reazzjonijiet kimiċi, iktar ma tkun għolja t-temperatura, aktar mgħaġġla tkun id-degradazzjoni tal-proteina. F'pH newtrali, ħafna proteini, inklużi antikorpi monoklonali, huma aktar suxxettibbli għal aggregazzjoni u deamidation. Konċentrazzjonijiet aktar baxxi ta 'ossiġnu maħlul jistgħu jirriżultaw f'parir mhux komplut tal-bonds tad-disulfide tal-proteini.
Barra minn hekk, il-komponenti tal-medju bħal joni tal-metall (bħal joni tar-ram), aċidi amminiċi (bħal cysteine), eċċ., Se jaffettwaw ukoll il-kwalità tal-mediċini bijoloġiċi, speċjalment il-formazzjoni u l-iskambju ta 'bonds disulfide. Il-kundizzjonijiet ottimizzati tal-kultura taċ-ċelluli jistgħu jtejbu l-istabbiltà tal-proteini, iżda kwalunkwe proċess għandu jkun kemm effettiv kif ukoll operabbli. Peress li l-kundizzjonijiet ta 'espressjoni ta' ħafna proteini jistgħu jikkonfliġġu mal-istabbiltà tal-proteini, bidliet fil-kundizzjonijiet tal-fermentazzjoni mikrobjali/tal-kultura taċ-ċelluli b'mod partikolari jistgħu jaffettwaw il-livelli ta 'espressjoni ta' proteini fil-mira, tkabbir taċ-ċelluli, impuritajiet relatati mal-proċess u livelli ta 'glycosylation. F'dan iż-żmien, huwa meħtieġ li titwettaq konsiderazzjoni u ottimizzazzjoni komprensiva.
03 Degradazzjoni u kontroll ta' aġenti bijokimiċi waqt il-purifikazzjoni u d-debacterialization/deviralization
3.1 Purifikazzjoni
The purification process is usually used to remove impurities and improve the purity of the medicine, but the conditions of some purification processes are relatively intense and the protein may be degraded. For example, protein A affinity chromatography used to purify monoclonal antibodies usually requires elution under acidic conditions (such as pH 3 to 4), however, some monoclonal antibodies are sensitive to acid, resulting in reduced or lost biologic activity. For example, the anti-CD52 monoclonal antibody alemtu-zumab (Campath) aggregated in >25% wara purifikazzjoni bil-kromatografija tal-proteina A. Għal dawn il-proteini sensittivi għall-aċidu, il-ħin ta 'elużjoni jeħtieġ li jiġi minimizzat, u l-elużjoni għandha tiġi newtralizzata fil-ħin wara l-elużjoni, jew elużjoni f'temperaturi aktar baxxi. Barra minn hekk, l-użu ta 'sistemi ta' buffering ottimizzati (bħaż-żieda ta 'arginine) jista' jinibixxi b'mod sinifikanti l-ġenerazzjoni ta 'aggregazzjoni u jtejjeb l-irkupru ta' antikorpi.
Fil-kromatografija tal-iskambju joniku, ħafna drabi huwa meħtieġ li tintuża konċentrazzjoni ogħla ta 'melħ (bħal klorur tas-sodju u aċetat tas-sodju), u li taġġusta l-pH tas-soluzzjoni biex tkun adattata għall-kromatografija tal-iskambju tal-anjoni jew tal-katjoni, filwaqt li tiżgura li dawn il-kundizzjonijiet jagħmlu ma jaffettwax il-kwalità tal-proteina. Xi antikorpi monoklonali huma aktar sensittivi għal melħ għoli u għandhom it-tendenza li jiffurmaw aggregati ta 'proteini bħal opalexxenza u partiċelli. Sibna li l-eluzzjoni bl-histidine bħala buffer minflok melħ għoli jista 'effettivament jinibixxi tali reazzjonijiet ta' aggregazzjoni (dejta mhux ippubblikata).
Fil-kromatografija ta 'skambju idrofobiku, il-proteini huma separati mill-affinità bejn il-grupp idrofobiku u l-fażi mobbli, u huma faċilment adsorbiti fuq il-wiċċ idrofobiku biex jiddenatura. Madankollu, hija ħafna aktar ħafifa mill-kromatografija b'fażi inversa, li teħtieġ l-elużjoni ta 'proteini bl-użu ta' solventi organiċi. Il-metodu ta 'żieda ta' arginine mas-soluzzjoni tal-kampjun jew il-fażi mobbli jista 'jintuża wkoll biex itejjeb l-irkupru tal-proteina.
3.2 Sterilizzazzjoni/tneħħija ta 'viruses
Peress li l-mediċini bijoloġiċi jeħtieġ li jiġu amministrati permezz ta' injezzjoni, l-isterilizzazzjoni u t-tneħħija virali huma wkoll proċess meħtieġ għall-bijofarmaċewtiċi, prinċipalment inklużi t-tneħħija fiżika u l-inattivazzjoni kimika. It-tneħħija fiżika hija s-separazzjoni ta 'batterji jew viruses minn mediċini bijoloġiċi b'mezzi fiżiċi, il-metodi ewlenin huma filtrazzjoni/nanofiltrazzjoni tal-membrana u kromatografija. L-inattivazzjoni kimika hija l-inattivazzjoni ta 'batterji jew viruses b'metodi kimiċi, prinċipalment inkluż l-użu ta' surfactants, tisħin, trattament ta 'aċidu u trattament UV/Y-ray.
Sterilization by heat treatment means that the solution is heated to 60 ℃ for 10 h. When sterilizing by heat treatment, it is necessary to pay attention to whether the target protein can withstand the conditions. If the melting temperature (Tm) of human blood albumin is close to 60 ℃, it is generally necessary to add some protective agents, such as sodium caprylate and acetyltryptophan, to raise the Tm to >70 grad qabel l-isterilizzazzjoni tat-trattament bis-sħana. Fl-istess ħin, għandha tingħata attenzjoni lill-impatt ta 'xi proteini mixxellanji, speċjalment traċċi ta' proteini mixxellanji b'temperaturi baxxi ta 'tidwib, u l-partiċelli ffurmati wara d-degradazzjoni ta' dawn l-impuritajiet se jsiru siti ta 'nukleazzjoni għall-aggregazzjoni tal-proteini, u jaċċelleraw l-aggregazzjoni ta' proteini fil-mira. Jekk is-soluzzjoni fiha sukrożju, għandu jitqies ukoll li s-sukrożju huwa suxxettibbli għall-idroliżi biex jifforma glukożju u fruttożju taħt kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja, u dawn iż-żewġ zokkor imnaqqas se jkollhom reazzjoni Maillard mal-grupp amino ħieles ta' proteini, li jirriżulta fid-degradazzjoni ta ' mediċini bijoloġiċi.
Biex sterilizza bir-radjazzjoni, huwa meħtieġ li tingħata attenzjoni għad-degradazzjoni kimika u fiżika tal-proteini kkawżati minn radikali ħielsa, u ġeneralment ikun meħtieġ li żżid xi kenniesa radikali ħielsa biex tipproteġi l-proteini.
3.3 Iffriżar-Ħoll
Freeze-thaw huwa proċess meħtieġ fil-produzzjoni ta 'mediċini bijoloġiċi, bħall-proċess ta' stennija f'passi differenti tal-proċess ta 'produzzjoni, jew il-bidla tas-sit/trasferiment, u huwa wkoll metodu komuni għall-ħażna fit-tul tas-soluzzjoni tal-istokk . Barra minn hekk, il-friża-tidwib aċċidentali jista 'jkun ikkawżat ukoll meta l-prodott lest jiġi ttrasportat jew il-pazjent jużah id-dar. Xi proteini huma sensittivi ħafna għall-iffriżar-tidwib, speċjalment fin-nuqqas ta 'aġenti protettivi xierqa, li jistgħu faċilment jikkawżaw inattivazzjoni tal-proteini. Għalhekk, l-esperiment tal-friża-tidwib huwa wkoll parti essenzjali mill-iskrinjar tal-preskrizzjoni tal-formulazzjoni.
Il-mekkaniżmi tal-qerda tal-iffriżar u t-tidwib tal-proteini huma kif ġej: L-ewwel, il-wiċċ tal-ilma tas-silġ iffurmat waqt l-iffriżar huwa kawża importanti ta 'denaturazzjoni tal-proteini, u l-proteini għandhom tendenza li jiġu adsorbiti għal dawn l-uċuħ għal denaturazzjoni u aggregazzjoni; It-tieni nett, wara li ammont kbir ta 'ilma jsir silġ matul il-proċess tal-iffriżar, il-konċentrazzjoni tas-solut li jifdal u l-proteina nnifisha se tiżdied drastikament, u iktar ma tkun għolja l-konċentrazzjoni tal-proteina, aktar iseħħu ċansijiet ta' kolliżjoni intermolekulari, u aktar serja l-formazzjoni ta’ aggregazzjoni.
Skont il-mekkaniżmu ta 'reazzjoni tad-degradazzjoni tal-proteini, hemm modi differenti biex tinibixxi d-degradazzjoni tal-proteini kkawżata mill-iffriżar-tidwib. Pereżempju, it-tmien fl-aġent tal-ilma tas-silġ (bħal polysorbate 20, polysorbate 80) biex jinibixxi d-degradazzjoni kkawżata mill-wiċċ tal-ilma tas-silġ. L-istabbiltà termodinamika (li żżomm il-proteina fl-istat naturali tagħha) tiżdied billi jiġu aġġustati l-pH u s-saħħa jonika tas-soluzzjoni u billi jiżdiedu eċċipjenti/protettivi.
Għal ħażna fit-tul ta 'ħażna ta' mediċina bijoloġika, huwa ġeneralment meħtieġ li tinżamm il-proteina taħt it-temperalur tat-transizzjoni tal-ħġieġ (T') tal-konċentrat iffriżat massimu biex tiġi żgurata motilità baxxa ħafna (stabbiltà kinetika). Pereżempju, soluzzjoni ta' proteina li fiha s-sukrożju bħala aġent protettiv, peress li t-T' tagħha hija ta' madwar -30 grad, jeħtieġ li tinżamm f'temperatura ta' -40 grad jew saħansitra inqas.
Ir-rata ta' friża-tidwib taffettwa wkoll l-istabbiltà tal-mediċini bijoloġiċi. Jekk l-iffriżar ikun bil-mod wisq, il-proteina tiġi degradata aktar faċilment fi stat ta 'konċentrazzjoni ogħla għal żmien twil. Għall-kuntrarju, taħt kundizzjonijiet veloċi ħafna (bħal -80 grad ), jista 'jiġi ffurmat ammont kbir ta' wiċċ ta 'ilma tas-silġ, li jikkawża wkoll degradazzjoni minħabba l-wiċċ. Ir-rata tat-tidwib hija wkoll importanti ħafna, b'tidwib bil-mod (eż. 4 gradi) li jikkawża aktar ħsara bir-rikristallizzazzjoni tal-ilma li jkun idub fuq il-wiċċ tal-ilma tas-silġ. Għalhekk, fil-proċess ta 'produzzjoni, huwa ġeneralment rakkomandat li jdub il-prodotti ffriżati b'veloċità aktar mgħaġġla kemm jista' jkun, bħall-użu ta 'ilma li jnixxi biex iħaffef it-tidwib.
Barra minn hekk, matul il-proċess tal-iffriżar, xi soluti se jikkristallizzaw minħabba l-formazzjoni tas-silġ u t-tnaqqis tas-solubilità. L-aktar tipiku huwa buffer tal-fosfat tas-sodju, meta mqabbel mal-fosfat tad-diidroġenu tas-sodju, is-solubilità tal-fosfat tad-diidroġenu tas-sodju hija sensittiva ħafna għat-temperatura, f'kundizzjonijiet ta 'temperatura baxxa tkun l-ewwel preċipitazzjoni, li tirriżulta fi tnaqqis fil-pH tas-soluzzjoni sa 3 sa 4 unitajiet, f'dan iż-żmien il-proteina sensittiva għall-aċidu hija suxxettibbli għal degradazzjoni. Xi proteini bi struttura ta 'subunità multipla, bħal aponeocarzinostatin u staphylococcal nuclease, għandhom denaturazzjoni ta' temperatura baxxa minħabba t-tnaqqis ta 'azzjoni idrofobika ta' subunitajiet li jgħaqqdu b'temperatura li tonqos.
3.4 Filtrazzjoni/ultrafiltrazzjoni
Hemm tliet tipi ewlenin ta 'filtrazzjoni tal-membrana għal soluzzjonijiet ta' proteini, jiġifieri filtrazzjoni sterili, nano-filtrazzjoni u ultrafiltrazzjoni/perkolazzjoni. Il-filtrazzjoni batteriċida tintuża prinċipalment biex tneħħi partiċelli u batterji li ma jinħallux, ġeneralment użati qabel il-mili tal-prodott finali; In-nanofiltrazzjoni tintuża prinċipalment biex tneħħi l-viruses; L-ultrafiltrazzjoni/perkolazzjoni tintuża prinċipalment biex tissostitwixxi l-kampjun purifikat fil-buffer tal-preparazzjoni finali u tikkonċentraha, filwaqt li tevita ż-żieda diretta ta 'alkali qawwi jew aċidu qawwi mas-soluzzjoni tal-proteina biex taġġusta l-pH tas-soluzzjoni, u ż-żieda ta' oħrajn eċċipjenti solidi jistgħu jikkawżaw ir-rilaxx tas-sħana lokali u jaffettwaw l-istabbiltà tal-proteina.
Madankollu, il-filtrazzjoni tal-membrana nnifisha se jkollha xi effetti fuq il-proteini, u l-interazzjoni bejn il-proteini u l-membrani tal-filtrazzjoni tista 'tnaqqas il-konċentrazzjoni ta' proteini fis-soluzzjoni tal-istokk u tiddenatura l-proteini, li għandha impatt aktar sinifikanti fuq mediċini b'konċentrazzjoni baxxa ta 'proteini. Ġeneralment, l-interazzjoni bejn il-proteina u l-membrana tal-filtru, u bejn il-proteina u l-proteina tista 'titnaqqas billi żżid surfactants. Barra minn hekk, xi filtri ta 'kwalità fqira nfushom se jitfgħu xi partiċelli u jsiru punti ta' nukleazzjoni għall-aggregazzjoni tal-proteini, u jaċċelleraw l-aggregazzjoni tal-proteini. L-għażla ta 'membrana tal-filtru ta' kwalità għolja hija kritika.
L-effett Donnan jeħtieġ ukoll li jiġi kkunsidrat fil-proċess ta 'ultrafiltrazzjoni. L-effett Donnan ifisser li matul il-proċess tal-filtrazzjoni tal-membrana, il-polimeru (bħal makromolekuli tal-proteini) jinqabad fil-membrana, u l-elettrolit b'ċarġ oppost fis-soluzzjoni jiġbor aktar madwar il-polimer minħabba l-attrazzjoni reċiproka tal-ħlas, sabiex il- membrana ta 'filtrazzjoni ma tistax tkun kompletament permeated matul il-proċess ta' ultrafiltrazzjoni, li jirriżulta f'żieda fil-konċentrazzjoni. L-antikorpi konvenzjonali huma ċċarġjati b'mod pożittiv fl-ultrafiltrat, għalhekk l-elettrolit anjoniku jkun arrikkit bl-antikorp u l-konċentrazzjoni tiżdied.
Ġeneralment, iktar ma tkun baxxa l-konċentrazzjoni inizjali tal-buffer u iktar ma tkun għolja l-konċentrazzjoni tal-proteina wara l-ultrafiltrazzjoni, iktar ikun ovvju l-effett Daunan u iktar ikun sinifikanti l-impatt fuq il-pH tal-buffer. Jekk il-buffer li jkun fih l-istidina, il-valur tal-pH se jogħla meta l-ultrafiltrazzjoni tikkonċentra l-mediċina tal-antikorpi, u anke l-valur tal-pH tal-preparazzjoni jaqbeż l-istandard tal-kontroll tal-kwalità u jagħmel il-prodott mhux kwalifikat.
04 Degradazzjoni u kontroll tal-mediċini bijoloġiċi fil-proċess tal-preparazzjoni tal-prodott lest
4.1 Konfigurazzjoni u Taħlit
Fil-proċess tal-produzzjoni, minħabba d-daqs kbir tal-mediċini bijoloġiċi involuti, il-konfigurazzjoni tal-preparazzjoni u l-operazzjonijiet ta 'taħlit isiru importanti ħafna, bħal proteina lokali jew konċentrazzjoni ta' eċċipjent hija għolja wisq, jew il-bidla tal-pH tas-soluzzjoni u s-saħħa jonika jistgħu jwasslu għal denaturazzjoni tal-proteini jew preċipitazzjoni. It-tip, id-daqs, il-veloċità tat-taħlit u l-ħin tal-aġitatur mekkaniku matul il-produzzjoni jistgħu jaffettwaw l-istabbiltà tal-mediċina bijoloġika, pereżempju, ir-rata tat-taħlit hija għolja wisq, li tirriżulta f'aggregazzjoni aċċellerata tal-proteini. Għalhekk, huwa meħtieġ li dawn il-parametri jiġu ottimizzati kemm jista 'jkun taħt il-premessa li jinkiseb taħlit uniformi.
4.2 Mili
Mediċini bijoloġiċi huma suxxettibbli għal denaturazzjoni u aggregazzjoni matul il-proċess tal-mili, prinċipalment minħabba forzi mekkaniċi bħal forzi ta 'shear iġġenerati mill-proċess ta' ippumpjar u degradazzjoni kkawżata minn xi preċipitati. Ġie rrappurtat li l-istainless steel tal-pompa tal-pistun se jippreċipita xi nanopartiċelli u jsiru punti ta 'nukleazzjoni għall-aggregazzjoni tal-antikorpi. Il-bżieżaq żgħar iġġenerati matul il-proċess tal-mili jistgħu jiddenaturaw il-proteina fuq il-wiċċ tal-gass-likwidu, u l-bżieżaq żgħar jipproduċu radikali ħielsa u/jew bidliet ta 'sħana lokali meta jitkissru, li jistgħu jikkawżaw denaturazzjoni tal-proteina.
4.3 Tnixxif bil-friża
Il-mediċini bijoloġiċi għandhom it-tendenza li jużaw formulazzjonijiet likwidi minħabba li l-formulazzjonijiet likwidi għandhom vantaġġi sinifikanti fuq formulazzjonijiet lajofilizzati mil-lat tal-ispiża, is-sempliċità tal-proċess u l-konvenjenza tal-pazjent. Madankollu, xi proteini huma instabbli ħafna f'soluzzjonijiet milwiema, u jekk ma tkunx inkisbet biżżejjed stabbiltà wara l-ottimizzazzjoni tal-preparazzjoni, allura l-użu ta 'preparazzjonijiet lajofilizzati għandu jiġi kkunsidrat. Il-proċess ta 'lyophilization se jifforma ħafna fatturi distruttivi, l-ewwel huwa l-fatturi distruttivi fil-proċess ta' ffriżar, li ġew dettaljati qabel.
Barra minn hekk, il-proteini jistgħu wkoll jiltaqgħu ma 'fatturi ta' degradazzjoni f'kundizzjonijiet niexfa. Pereżempju, is-saff ta 'idratazzjoni fuq il-wiċċ tal-proteini huwa importanti ħafna għall-istabbiltà tal-proteini. Hageman ippropona li l-wiċċ tal-proteini fih madwar 7% ilma, li huwa importanti ħafna għaż-żamma tal-istruttura tal-proteini, u l-kontenut tal-ilma wara lijofilizzazzjoni ġeneralment ikun bejn 1% u 2%, għalhekk sustanzi oħra huma meħtieġa biex jissostitwixxu r-rwol tal-ilma waqt id-deidrazzjoni. Għalhekk, huwa importanti ħafna li tagħżel il-proċess ta 'preskrizzjoni u lajofilizzazzjoni t-tajba. Huwa ġeneralment maħsub li disaccharides bħal sukrożju u trehalose jista 'jkollhom rwol relattivament effettiv bħala donaturi ta' bonds tal-idroġenu, filwaqt li l-komposti tal-polimeru ma jistgħux jaqdu b'mod effettiv ir-rwol ta 'sostituti tal-ilma minħabba effett steriku.
Barra minn hekk, taħt il-premessa li jikkontrollaw il-kontenut ta 'ilma mnixxef bil-friża (bħal 1% sa 2%), sukrożju u trehalose jistgħu jiffurmaw trab amorfu b'T għoli, sabiex is-sistema kollha tkun tista' tinżamm fi stat solidu u jinibixxi d-degradazzjoni fiżika u kimika waqt ħażna fit-tul. Madankollu, għal mediċini bijoloġiċi polipeptidi (bħal glucagon), minħabba li m'għandhomx struttura ta 'livell għoli relattivament fissa, zokkor polimeru bħal lamtu hydroxyethyl li ma jistax ikollu rwol ta' bond ta 'idroġenu jista' wkoll ikollu effett protettiv għoli bħal zokkor tal-alka tal-baħar. Riċentement, ġie rrappurtat li l-użu ta 'aċidi amminiċi bħala protettivi tat-tnixxif bil-friża ta' mediċina bijoloġika ġdida, speċjalment arginine, jista 'jintuża waħdu jew imħallat ma' sukrożju b'mod effettiv ħafna biex jipproteġi l-istabbiltà tal-proteini taħt kundizzjonijiet ta 'iffriżar u tnixxif bil-friża.
05 Degradazzjoni u kontroll ta' mediċini bijoloġiċi waqt il-ħażna, it-trasport u l-użu
Fil-proċess ta 'ħażna, trasport u użu, il-proteini se jesperjenzaw ukoll diversi kundizzjonijiet ta' degradazzjoni, bħal bidliet fit-temperatura għal żmien qasir waqt il-ħażna u t-trasport, oxxillazzjonijiet tat-trasport, jew ħsara ħafifa waqt it-trasport u l-użu, li jista 'jkollhom impatt akbar fuq il-kwalità tal-proteini. . Għal bijofarmaċewtiċi u vaċċini, it-trasport tal-katina tal-kesħa huwa fattur ewlieni biex tiġi żgurata l-kwalità tal-prodott. F'dawn l-aħħar snin, kien hemm bosta inċidenti dwar is-sigurtà tal-vaċċini fiċ-Ċina, bħall-każ tal-vaċċin Shanxi fl-2010 u l-każ tal-vaċċin illegali ta 'Shandong fl-2016. Dawn il-każijiet kollha kienu jinvolvu ħażna u trasportazzjoni mhux xierqa tal-vaċċini, u r-riskji potenzjali għas-sikurezza tal-mediċina kkawżati minn dawn qajmu tħassib kbir tas-soċjetà kollha. Għalhekk, it-tisħiħ tal-ġestjoni u l-kontroll fil-proċess tal-ħażna, it-trasport u l-użu huwa rabta importanti biex tiġi żgurata l-applikazzjoni sikura tal-mediċini bijoloġiċi.
06 Konklużjoni
Il-mediċini bijoloġiċi huma molekuli fraġli ħafna, u l-kwalità tal-prodotti tagħhom hija relatata mill-qrib mal-proċess tal-produzzjoni. Fil-proċess tal-produzzjoni, diversi degradazzjoni kimika u fiżika hija faċli li sseħħ, speċjalment id-degradazzjoni fiżika tal-makromolekuli tal-mediċina bijoloġika, li tista 'sseħħ taħt diversi kundizzjonijiet fiżiċi jew mekkaniċi, għalhekk l-esperjenza ta' mediċini ta 'molekula żgħira ma tistax tiġi applikata direttament għal mediċini bijoloġiċi.
Kundizzjonijiet estremi għandhom jiġu evitati fil-proċess ta 'produzzjoni, bħal taħlit tas-soluzzjoni tal-mediċina bijoloġika ma' mixer b'rata ta 'taħwid għolja wisq, direttament bl-użu ta' aċidi qawwija jew alkali biex taġġusta l-pH tas-soluzzjoni, jew żżid direttament eċċipjenti solidi mas-soluzzjoni tal-proteina biex ħoll. Għalkemm jista 'ma jikkawżax effetti li jistgħu jinstabu fi żmien qasir, jista' jkun affettwa l-istruttura multa normali lokali tal-mediċina bijoloġika, u dawn il-bidliet strutturali se jiġu amplifikati waqt ħażna fit-tul, fl-aħħar mill-aħħar jaffettwaw il-kwalità tal-prodott.
Jekk meħtieġ, l-evalwazzjoni komparattiva ta 'proċessi ta' produzzjoni jew protettivi differenti tista 'tiġi aċċellerata bl-użu ta' testijiet ta 'stabbiltà ta' degradazzjoni aċċellerata u sfurzata fuq l-istokk jew il-prodott lest. Għandha tingħata attenzjoni partikolari lil dawn il-prodotti ta 'degradazzjoni waqt il-purifikazzjoni u l-mili, peress li se jibqgħu fil-prodott lest u eventwalment jintużaw fil-pazjenti, u jqajmu kwistjonijiet ta' sigurtà, effikaċja u immunoġeniċità.
F'ċertu sens, il-proċess ta 'produzzjoni ta' bijofarmaċewtiċi jiddetermina l-kwalità tagħhom, li teħtieġ l-analiżi tal-mekkaniżmu ta 'degradazzjoni ta' dawn il-molekuli u l-inibizzjoni tad-degradazzjoni possibbli tagħhom matul il-proċess ta 'produzzjoni biex jiġi żgurat li l-prodott finali jista' jiġi applikat b'mod sikur u effettiv lill-pazjenti.
Dwar Guidling
Guidling Technology hija intrapriża nazzjonali ta 'teknoloġija għolja li tiffoka fuq bijofarmaċewtiċi, kultura taċ-ċelluli, purifikazzjoni u konċentrazzjoni ta' bijomediċina, dijanjosi u fluwidi industrijali. Aħna żviluppajna b'suċċess apparati ta 'filtru ċentrifugali, kasetts ta' ultrafiltrazzjoni u mikrofiltrazzjoni, filtru tal-virus, sistema TFF, filtru tal-fond, fibra vojta, eċċ Li jissodisfaw bis-sħiħ ix-xenarji ta 'applikazzjoni ta' bijofarmaċewtiċi, kultura taċ-ċelluli, eċċ. Il-membrani u l-filtri tal-membrana tagħna jintużaw ħafna f'konċentrazzjoni, estrazzjoni u separazzjoni ta 'prefiltrazzjoni, mikrofiltrazzjoni, ultrafiltrazzjoni u nanofiltrazzjoni. Il-ħafna linji ta 'prodotti tagħna, minn filtrazzjoni żgħira tal-laboratorju li tintuża darba għal sistemi ta' filtrazzjoni ta 'produzzjoni, ittestjar ta' sterilità, fermentazzjoni, kultura taċ-ċelluli u aktar, jissodisfaw il-ħtiġijiet tal-ittestjar u l-produzzjoni. Guidling Technology qed jistenna bil-ħerqa li jikkopera miegħek!
