Một lò phản ứng sinh học dùng một lần 200 L đang chạy ở tốc độ 4,2 g/L và nhóm thí điểm rất hài lòng. Mười tám tháng sau, cùng một bản sao đó đi vào một đoàn tàu không gỉ 2.000 L, và máy ly tâm xếp đĩa sẽ tự tắt trong vòng bốn mươi phút sau khi thu hoạch. Phân tử không thay đổi. Quá trình này đã làm được.
Phát triển thuốc sinh học thường được mô tả như một chương trình khoa học. Vào thời điểm một ứng viên đạt được hồ sơ nghiên cứu về thuốc mới, nó cũng đã trở thành một chương trình vốn: dòng tế bào, môi trường, hình học lò phản ứng sinh học, nhựa sắc ký, thể tích đệm, tiện ích sạch và công suất hoàn thiện được cam kết nhiều năm trước lô thương mại đầu tiên. Những cam kết đó rất tốn kém để đảo ngược, đó là lý do tại sao cuộc trò chuyện về thiết bị thuộc về giai đoạn một chứ không phải giai đoạn kỹ thuật.
Phần tiếp theo sẽ xem xét lộ trình phát triển từ phía quy trình: mỗi giai đoạn yêu cầu gì từ phần cứng, nơi mà việc mở rộng quy mô có xu hướng bị hỏng và thông số kỹ thuật nào đáng để tranh luận sớm.
Một sinh học hoạt động ở 200 L là kết quả của phòng thí nghiệm. Cùng một phân tử ở 2.000 L là một quá trình sản xuất và nó được đánh giá bằng khả năng so sánh chứ không chỉ bằng hiệu giá.
Sự phát triển thuốc sinh học phải mang lại những gì
Phát triển thuốc sinh học là trình tự khám phá, xây dựng dòng tế bào, phát triển quy trình và phân tích cũng như sản xuất theo tiêu chuẩn GMP để chuyển đổi một phân tử được sản xuất sinh học thành một loại thuốc có thể tái sản xuất được phê duyệt.
Thuốc sinh học là một loại thuốc trị liệu có hoạt chất được sản xuất bởi hoặc có nguồn gốc từ một hệ thống sống. Danh mục này bao gồm các protein tái tổ hợp và kháng thể đơn dòng, vắc xin, sản phẩm máu, liệu pháp tế bào và gen cũng như các phân tử phức tạp có nguồn gốc từ quá trình lên men như oligosacarit sữa mẹ.
Ba hậu quả theo sau. Sản phẩm được xác định bởi quy trình của nó, bởi vì quá trình glycosyl hóa, tập hợp, biến thể điện tích và mức protein của tế bào chủ đều phụ thuộc vào cách tế bào được phát triển và cách xử lý việc thu hoạch. Những thay đổi quy trình nhỏ có thể làm thay đổi các thuộc tính chất lượng quan trọng, do đó, khả năng so sánh có tác dụng sau khi thay đổi là một chiến dịch chứ không phải là một bản ghi nhớ. Và chi phí hàng hóa bị chi phối bởi quá trình tinh chế và phân tích, chứ không phải bởi thùng lên men, nơi mà nhiều ngân sách ban đầu bị đặt nhầm chỗ.
| Khu vực quyết định | Phân tử nhỏ | sinh học |
| Hoạt chất | Tổng hợp hóa học, xác định cấu trúc | Được sản xuất trong một hệ thống sống, có cấu trúc không đồng nhất |
| Lộ trình sản xuất | Tổng hợp hóa học nhiều bước | Nuôi cấy tế bào hoặc lên men vi sinh vật cộng với thanh lọc |
| Thuộc tính quan trọng | Độ tinh khiết, đa hình, dạng chirus | Hồ sơ Glycan, tổng hợp, biến thể điện tích, hiệu lực |
| Gánh nặng thanh lọc | Vừa phải và được mô hình hóa tốt | Cao, bao gồm cả sắc ký và độ thanh thải virus |
| Lưu trữ | Chủ yếu là môi trường xung quanh, ổn định về mặt hóa học | Thường được làm lạnh, nhạy cảm với sự cắt và các giao diện |
| Thay đổi sau phê duyệt | So sánh dựa trên hóa học | Khả năng so sánh theo quy trình với bảng phân tích đầy đủ |
Đọc ngược bảng đó rất hữu ích cho việc mua sắm: mỗi hàng trong cột sinh học chuyển thành một phần thiết bị, tiện ích hoặc phương pháp phân tích phải tồn tại trước khi nguồn cung cấp lâm sàng có thể được cung cấp.
Ngược dòng: Ghép hệ thống biểu thức với tàu
Sự phát triển ngược dòng quyết định liệu một quy trình có thể giữ được đặc tính hiệu giá và tạp chất nhất quán ở quy mô thương mại hay không và kết quả đó phụ thuộc vào hệ thống biểu hiện, lò phản ứng sinh học và mức độ kết hợp chặt chẽ của cả hai.
Nền tảng biểu thức đầu tiên, phần cứng thứ hai
Các dòng buồng trứng của chuột đồng Trung Quốc vẫn mang hầu hết các chương trình kháng thể đơn dòng, hệ thống vi sinh vật vẫn hoạt động hiệu quả đối với các mảnh và protein đơn giản, đồng thời quá trình lên men bằng nấm men hoặc vi khuẩn hiện hỗ trợ các sản phẩm phức tạp từng được coi là chỉ dành cho động vật có vú. Sự lựa chọn này khắc phục nhu cầu oxy, độ nhạy cắt và chế độ làm sạch, do đó, nó phải được đưa ra trước bất kỳ báo giá bình chứa nào.
- Sự truyền khối lượng theo thể tích phải được thể hiện ở quy mô lớn nhất, không được ngoại suy từ bình thủy tinh 10 L.
- Công suất đầu vào trên mỗi thể tích và tốc độ đầu cánh quạt đặt ra liều cắt và chúng không thể thay thế cho nhau giữa các nhà cung cấp.
- Các vòng cấp liệu, pH và oxy hòa tan cần có đủ thời gian quay vòng cho mẻ cấp liệu mật độ cao và cho quá trình tưới máu.
- Việc khử trùng và làm sạch phải được xác nhận tại chỗ, bởi vì lò phản ứng sinh học không thể được làm sạch một cách đáng tin cậy sẽ trở thành nguồn ô nhiễm có đuôi dài.
Vốn thấp, chuyển đổi nhanh, phù hợp với các bộ sản phẩm lâm sàng và đa sản phẩm. Dữ liệu có thể trích xuất và có thể lọc, kiểm tra tính toàn vẹn của túi và trình độ chuyên môn của nhà cung cấp là bắt buộc và khối lượng làm việc trên khoảng 2.000 L trở nên khó khăn.
Vốn cao hơn và thời gian thực hiện dài hơn, nhưng đã được chứng minh ở mức 10.000 L trở lên, với khử trùng bằng hơi nước, trộn lặp lại và gói xác nhận làm sạch mà các cơ quan quản lý đã hiểu rõ. Việc chuyển đổi sản phẩm là chi phí thực tế.
Ở quy mô thí điểm, câu hỏi trung thực không phải là lựa chọn nào hiện đại mà là lựa chọn nào tồn tại được trong dòng thời gian lâm sàng. Một chuyến tàu sử dụng một lần có thể chạy trong nhiều tháng; một đoàn tàu không gỉ thường cần một năm hoặc hơn, cộng với một tòa nhà được chuẩn bị xung quanh nó.
Máy lên men khuấy cơ học bằng thép không gỉ quy mô thí điểm Thiết bị lên men bằng thép không gỉ quy mô thí điểm để nuôi cấy vi sinh vật, có khử trùng tại chỗ và điều khiển màn hình cảm ứng về nhiệt độ, độ pH, oxy hòa tan, khuấy và sục khí. Xem sản phẩm → Cho dù chọn tuyến đường nào, đường trượt phi công phải mang logic thiết bị tương tự như tàu thương mại, vì việc chuyển giao công nghệ so sánh dữ liệu chứ không phải ý định.
Hạ nguồn: Nơi tập trung chi phí và những bất ngờ
Quá trình xử lý xuôi dòng thường chiếm phần lớn chi phí cho một loại protein trị liệu và đó là nơi những bất ngờ khi mở rộng quy mô xuất hiện đầu tiên.
| Đơn vị vận hành | Thiết bị điển hình | Điều gì thất bại ở quy mô |
| Thu hoạch và làm rõ | Máy ly tâm dạng đĩa, lọc sâu | Tải chất rắn, hư hỏng do cắt, thời gian chu kỳ |
| Chụp | Cột ái lực hoặc protein A | Nén nhựa, phân phối dòng chảy, tuổi thọ nhựa |
| Bất hoạt virus | Bể chứa pH thấp có máy trộn | Vùng chết, độ pH vượt quá, xác nhận thời gian giữ |
| đánh bóng | Trao đổi anion, tương tác kỵ nước | Khối lượng bộ đệm, khả năng tái tạo độ dốc |
| Nồng độ | Trượt siêu lọc và lọc tuần hoàn | Phân rã dòng chảy, diện tích màng, giới hạn dòng chảy chéo |
| Lưu trữ số lượng lớn | Túi dùng một lần hoặc bình 316L | Chất có thể chiết xuất, hoạt động đóng băng-tan băng, thời gian lưu giữ |
Ràng buộc ràng buộc trong hầu hết các dãy phía dưới không phải là cột. Đó là thể tích đệm mà nhà máy có thể chuẩn bị và thời gian lưu giữ mà sản phẩm có thể chịu đựng được trong khi chờ đợi.
Việc làm rõ đáng được quan tâm đặc biệt vì quyết định thu hoạch sẽ được áp dụng xuyên suốt toàn bộ quá trình. Máy ly tâm dạng đĩa xử lý lượng chất rắn cao trong một thiết kế nhỏ gọn nhưng lại khiến tế bào bị cắt; lọc độ sâu nhẹ nhàng hơn và dễ dàng thu nhỏ quy mô hơn nhưng tiêu tốn nhiều phương tiện và thêm dòng chi phí dùng một lần. Nhiều chương trình chạy kết hợp và việc lựa chọn phải được thực hiện dựa trên nguồn cấp dữ liệu trong tay thay vì theo sở thích chung.
Máy ly tâm xếp chồng đĩa dọc để tách chất lỏng rắn Máy tách ngăn xếp dạng đĩa thẳng đứng tốc độ cao để làm rõ các chiết xuất thảo dược và dịch lên men, với các bộ phận tiếp xúc bằng thép không gỉ và xả chất lỏng trong suốt liên tục. Xem sản phẩm → Các bước sắc ký được xác định bằng thể tích nhựa và chiều cao lớp, tuy nhiên các giới hạn thực tế xuất hiện trong việc chuẩn bị dung dịch đệm, dung tích bể chứa và thời gian cột có thể nằm giữa quá trình rửa giải và làm sạch. Những giới hạn đó thuộc về phần mô tả quy trình trước khi lệnh trượt được ra lệnh.
Mở rộng quy mô và chuyển giao công nghệ: Xác định theo cơ chế
Việc mở rộng quy mô hoạt động khi các thông số kiểm soát chất lượng được hiểu một cách máy móc, do đó chúng có thể được thiết lập lại trong một bình chứa khác thay vì sao chép dưới dạng số.
Các thông số di chuyển tốt là thời gian trộn, hệ số truyền oxy, công suất đầu vào trên mỗi thể tích, tốc độ đầu, loại bỏ carbon dioxide và cấu hình cấp liệu. Hình học không di chuyển, do đó, cùng một cánh quạt ở cùng tốc độ đầu trong một bình cao hơn sẽ tạo ra thời gian trộn khác nhau. Do đó, một mô hình thu nhỏ quy mô đủ tiêu chuẩn là tài sản hữu ích nhất mà một nhóm xử lý có thể sở hữu vì nó cho phép kiểm tra các điều kiện trong trường hợp xấu nhất mà không tiêu tốn năng lực thương mại.
Hai lần chạy kỹ thuật thường là đủ để xác nhận việc chuyển giao, miễn là các tiêu chí chấp nhận được viết xoay quanh chất lượng sản phẩm chứ không phải xung quanh giá trị thông số đã xảy ra ở quy mô thử nghiệm. Khi một tham số phải thay đổi, bảng phân tích và lập luận so sánh sẽ có lý do chính đáng.
Việc lựa chọn thiết bị ở giai đoạn này xứng đáng có được sự nghiêm ngặt tương tự như thiết kế quy trình và nó giúp xem xét các tiêu chí thực tế giúp phân biệt một hệ thống lên men có thể sử dụng được với một hệ thống lên men khó khăn. Một danh sách kiểm tra có cấu trúc dành cho lựa chọn thiết bị lên men sinh học bao gồm thiết bị đo, khả năng làm sạch và tài liệu trong một lần.
Hệ thống bể lên men sinh học tùy chỉnh cho HMO Hệ thống lên men có thể tùy chỉnh từ quy mô phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp, với thiết kế vô trùng và kiểm soát nhiệt độ, độ pH, oxy hòa tan và khuấy theo thời gian thực để sản xuất vi sinh vật. Xem sản phẩm → Lộ trình phát triển và nguồn vốn cam kết
Các chương trình sinh học phải vượt qua năm cổng có thể nhận biết được và các cam kết về thiết bị lớn nhất thường được ký ở cổng thứ hai và thứ ba, rất lâu trước khi có dữ liệu quan trọng.
Khám phá và lựa chọn khách hàng tiềm năng
Định dạng phân tử, máy chủ biểu thức và phân tích sớm. Tác động của thiết bị được giới hạn ở băng ghế dự bị và phần cứng phi công nhỏ.
Dòng tế bào và quá trình phát triển
Lựa chọn nhóm hoặc bản sao ổn định, thiết kế phương tiện và thức ăn, thanh lọc quy mô nhỏ. Năng lực phi công thường được dành riêng ở đây.
Cung cấp lâm sàng giai đoạn I và II
Các chiến dịch 200 L đến 500 L trong một gói linh hoạt. Tàu sử dụng một lần chiếm ưu thế vì dòng thời gian quan trọng hơn đơn giá.
Giai đoạn III và đánh giá hiệu năng quy trình
Mở rộng quy mô lên tới 2.000 L hoặc cao hơn, ba đợt đánh giá liên tiếp, làm sạch và xác nhận thời gian lưu giữ.
Nộp hồ sơ và cung cấp thương mại
Dự trữ công suất, chiến lược nguồn thứ hai và hệ thống kiểm soát thay đổi giúp tiếp thu thông báo của nhà cung cấp mà không cần ngừng sản xuất.
Năng lực thí điểm xây dựng quá sớm là vốn nhàn rỗi. Năng lực thí điểm được xây dựng quá muộn là thử nghiệm bị trì hoãn. Một đoàn tàu linh hoạt có thể được tái sử dụng thường có chi phí thấp hơn một trong hai sai sót.
Các chương trình đặt một số hoạt động của thiết bị trong một phạm vi kỹ thuật có xu hướng rút ngắn thời gian vận hành vì các quy trình đường ống, thiết bị đo đạc và vệ sinh được điều hòa bởi một nhóm. Các dự án lên men tích hợp được phân phối dưới dạng một gói duy nhất, chẳng hạn như gói này tài liệu tham khảo dự án lên men sinh học , cho thấy thiết bị thí điểm và sản xuất có thể chia sẻ triết lý điều khiển ngay từ đầu như thế nào.
Chất lượng, GMP và Tài liệu
Trong sản xuất sinh học, tài liệu về thiết bị là một phần của hồ sơ pháp lý chứ không phải là phần bổ sung sau bán hàng.
- Chứng chỉ vật liệu theo EN 10204 3.1 dành cho các bộ phận tiếp xúc của sản phẩm, có thể truy nguyên theo số nhiệt.
- Độ hoàn thiện bề mặt 0,4 micron Ra hoặc mịn hơn trên các bề mặt tiếp xúc với sản phẩm, được xác minh bằng phép đo thay vì theo yêu cầu.
- Xác nhận làm sạch và khử trùng, bao gồm kiểm tra phạm vi bao phủ và kiểm tra khả năng thoát nước.
- Các biện pháp kiểm soát tính toàn vẹn dữ liệu phù hợp với 21 CFR Phần 11 và Phụ lục 11 của EU đối với hồ sơ lô điện tử.
- Gói đánh giá hoàn chỉnh: các giao thức FAT, SAT, IQ và OQ với các báo cáo đã thực hiện.
- Thông báo kiểm soát thay đổi để việc sửa đổi của nhà cung cấp không trở thành sai lệch không được báo cáo.
Yêu cầu gói tài liệu trước khi đơn đặt hàng được ký, không phải sau khi kiểm tra nghiệm thu tại nhà máy.
Không có điều nào trong số này là quyến rũ, và tất cả đều được kiểm tra. Một chiếc bình có mối hàn đẹp và không có khả năng truy nguyên số nhiệt là một phát hiện đang chờ được viết ra.
Câu hỏi thường gặp
Quá trình phát triển thuốc sinh học mất bao lâu?
Từ việc lựa chọn ứng viên đến lần phê duyệt đầu tiên, quá trình sản xuất sinh học thường mất từ sáu đến mười năm. Chương trình lâm sàng kéo dài từ 4 đến 6 năm trong số đó và việc xác nhận quy trình tập trung vào 18 tháng cuối cùng. Các mốc thời gian bị kéo dài khi không có đủ năng lực thí điểm hoặc khi thay đổi mở rộng quy mô buộc phải tiến hành nghiên cứu so sánh.
Sự khác biệt giữa xử lý ngược dòng và xuôi dòng là gì?
Ngược dòng bao gồm mọi thứ phát triển tế bào hoặc sinh vật: dòng tế bào, môi trường, chuỗi hạt giống, lò phản ứng sinh học và thu hoạch. Phần tiếp theo bao gồm quá trình thu hồi và tinh chế, bao gồm làm rõ, sắc ký, khử hoạt tính, cô đặc và xây dựng công thức.
Khi nào một chương trình nên chuyển từ sử dụng một lần sang thép không gỉ?
Thông thường khi nhu cầu thương mại vượt quá khoảng 2.000 L mỗi lô, khi sản phẩm cần khử trùng bằng hơi nước vì lý do quy trình hoặc quy định hoặc khi không thể thay đổi sản phẩm thường xuyên. Dưới mức đó, tính linh hoạt và vốn thấp hơn của thiết bị sử dụng một lần thường giành chiến thắng.
Những tài liệu nào cần đi kèm với thiết bị xử lý sinh học đạt tiêu chuẩn GMP?
Tối thiểu: chứng chỉ vật liệu và bề mặt, hồ sơ hàn và hoàn thiện, chứng chỉ hiệu chuẩn thiết bị, hỗ trợ xác nhận làm sạch và khử trùng, thông số kỹ thuật chức năng tự động hóa với các điều khoản về tính toàn vẹn dữ liệu cũng như các báo cáo FAT và SAT đã thực thi.
