التعطيل الفيروسي في المعالجة الحيوية

التعطيل الفيروسي هو الأول من خطوتين مخصصتين عادة مصممتين لتعزيز سلامة منتجات العلاج الحيوي. أثناء التعطيل ، يتم تدمير أي فيروس موجود داخل المعلق العلاجي المجمع وشبه المنقى عن قصد أو جعله فجأة غير ممرض ، عادة عن طريق تغيير البيئة المحيطة بالفيروس لإحداث اضطراب لا رجعة فيه وتمسخ البنية الفيروسية.

عادة ما يتم ذلك عن طريق تغيير البيئة المحيطة بالفيروس لإحداث اضطراب لا رجعة فيه وتمسخ البنية الفيروسية - على سبيل المثال ، من خلال الطرق الكيميائية أو الفيزيائية أو حتى النشطة. إزالة الفيروس منفصلة ومتميزة عن التعطيل الفيروسي لأنها عملية تكميلية تعزز سلامة الفيروس عن طريق القضاء على الفيروس أو فصله عن البروتين (البروتينات) أو المنتجات ذات الأهمية.

تحتوي العديد من منتجات العلاج الحيوي على فيروسات أو يمكن أن تتلوث بالفيروسات أثناء الإنتاج أو المعالجة. يجب القضاء على الإمراضية والحمل الفيروسي أو كمية الفيروس في هذه الطرائق أو إزالتها من خلال وسيلة للتعطيل والإزالة لمنع إلحاق الضرر بالمريض. لا تكفي أي من العمليتين وحدهما عادة. تتوفر طرق متعددة لتعطيل الفيروس وإزالته وفقا للخصائص المحددة للفيروس ونوع منتج العلاج الحيوي. ستستخدم العديد من تدفقات عمل معالجة العلاج الحيوي مجموعة من الأساليب التكميلية لزيادة طيف الفيروسات التي يمكن القضاء عليها بشكل كاف.

التعطيل
طرق متعددة للتعطيل الفيروسي ممكنة. الأكثر شيوعا هي:

• الطرق القائمة على درجة الحموضة المنخفضة - خاصة لمنتجات العلاج الحيوي مثل الأجسام المضادة وحيدة النسيلة (mAbs)
• الطرق القائمة على المذيبات أو الفاعل بالسطح - عادة للسكاريد

تشمل طرق التعطيل الفيروسي الأقل استخداما البسترة والحرارة الجافة وحرارة البخار - خاصة للدم أو المنتجات القائمة على المصل.

إزالة الفيروسات
تشمل الطرق الموثقة جيدا لإزالة الفيروسات هطول الأمطار والكروماتوغرافيا والترشيح النانوي.

يعتمد اختيار الطرق التي سيتم استخدامها لتعطيل الفيروس وإزالته على حجم ونوع وقابلية منتج العلاج الحيوي الذي يتم إعداده ، وطريقة (طرق) التنقية التي ترغب الشركة المصنعة في استخدامها ، وطبيعة وعيار الفيروسات المعنية. تعتبر بنية مادة الدواء (DS) ووظيفتها من سمات الجودة بنفس القدر من الأهمية إلى جانب سلامة الفيروس ويجب تقييمها وصيانتها طوال الوقت. تستفيد أي طريقة لتعطيل الفيروس ، أو درجة الحموضة المنخفضة أو الفاعل بالسطح ، من التحكم الدقيق والمتزامن في معلمات العملية الحرجة المتعددة (CPPs). القدرة المطلوبة لفهم العملية نفسها بشكل فعال والتأثير على مادة الدواء (DS). تتيح مفاعلات التخليق الكيميائي رسم خرائط لعملية حديثة وتشغيل متسق ضمن مساحة معلمة محددة ، مع وضع النمذجة أيضا لنقل الطريقة وتوسيع نطاقها.

من المعروف أن التعطيل الفيروسي المنخفض لمنتجات العلاج الحيوي يتأثر بدرجة الحموضة والوقت ودرجة الحرارة ومحتوى البروتين ومحتوى المذاب أو المخزن المؤقت. يتم تغيير طبيعة العديد من الفيروسات بشكل لا رجعة فيه وتدميرها بشكل فعال عند درجة الحموضة 5.0-5.5. اعتمادا على نطاق الفيروسات المستهدفة للتعطيل وإزالة الإزالة ، قد يكون هذا النطاق كافيا. ومع ذلك ، يتم تعطيل العديد من الفيروسات المغلفة بشكل فعال فقط في نطاق الأس الهيدروجيني 3.5-4.

تتطلب العديد من منتجات العلاج الحيوي mAb تطهير واسع النطاق بشكل خاص لأنواع فيروسات متعددة ، بحيث يمارس بشكل شائع هدف الأس الهيدروجيني "المنخفض" من 3.5-4 (الشكل أ). ومع ذلك ، فإن التعرض المطول لنطاق الأس الهيدروجيني هذا يمكن أن يؤدي أيضا إلى إتلاف أو تعطيل بعض منتجات العلاج الحيوي ، وتحديدا البروتينات أو الإنزيمات مثل بروتينات الدم والأنسولين وغيرها (الشكل ب). مع التعرض المطول لإجهاد الأس الهيدروجيني ، تتعرض البروتينات والإنزيمات لإزالة التآكل والتمسخ والتجميع. عادة ما تكون محاليل الغلوبولين المناعي (بما في ذلك كل من IgG و IgM mAbs) أقل عرضة للإصابة من البروتينات أو الإنزيمات الأخرى عند درجة الحموضة 3.5-5.5 - على الرغم من أنها تظل عرضة بدرجات متفاوتة. بعد وقت كاف في ظروف تعطيل الفيروس ، يجب تقليل العبء الفيروسي المعدي بشكل فعال ، ومع ذلك ، لن تتم إزالة الجسيمات الفيروسية المتبقية أو الحطام أو المحتويات الأخرى فعليا (الشكل C).

بالنسبة لمنتجات الغلوبولين المناعي mAb ، فإن الأس الهيدروجيني المنخفض هو الطريقة الأكثر استخداما لتعطيل الفيروس لأنه بسيط نسبيا ، ويحافظ على بصمة صغيرة وعادة ما يتطلب القليل من التدخل أو خطوات إضافية لإزالته ، على عكس المواد الخافضة للتوتر السطحي أو المذيبات الأخرى. ومع ذلك ، تختلف الظروف المناسبة والمثلى بين الجزيئات بالإضافة إلى الطيف المطلوب للتصفية الفيروسية. لذلك ، يجب إجراء دراسات لكل جزيء لتوصيف والتحقق من صحة مساحة التصميم أو الحدود التشغيلية التي يمكن أن يحدث فيها التعطيل الفيروسي الفعال. عادة ما يتم تحديد هذه الحدود ونتائج عملية التعطيل الفيروسي من خلال جميع المتغيرات أو معلمات العملية الحرجة (CPPs) التي تؤثر على نتيجة التعطيل الفيروسي وبالتالي جودة مادة الدواء (DS) ، أو على الأقل اختيار. سيؤثر تحديد هذه العوامل والتنقل فيها بشكل إيجابي على جودة المنتج وكميته.

تقليديا ، يتم إجراء دراسات التعطيل الفيروسي منخفض الأس الهيدروجيني بحجم وتركيز محدد لمحلول الغلوبولين المناعي في وعاء مثل دورق مع التحريك المغناطيسي. نظرا لأن معظم مواد الدراسة ستستخدم محاليل الغلوبولين المناعي ذات درجة الحموضة الأولية القريبة من الظروف الفسيولوجية ، فإن دراسات التعطيل الفيروسي ستسعى إلى توضيح معلمات إضافة الكاشف. عادة ما يتم إجراء المعايرة بالتحليل الحجمي اليدوي باستخدام السحاحة أو سحب العينات أثناء تسجيل قياس الأس الهيدروجيني بشكل متقطع. بعد الانتهاء من الوقت المحدد والاحتفاظ بالمعلمات الأخرى في ظروف الأس الهيدروجيني المنخفضة الكافية لتعطيل محتوى الفيروس المستهدف ، سيتم معايرة مادة الدواء (DS) أو محلول الغلوبولين المناعي من نطاق الأس الهيدروجيني المنخفض إلى نطاق فسيولوجي مناسب أو أساسي قليلا. هذا بمثابة استكمال للتعطيل الفيروسي عن طريق انخفاض درجة الحموضة. ومع ذلك ، خلال دراسة المعايرة بالتحليل الحجمي ذات الأس الهيدروجيني المنخفض لتعطيل الفيروس ، يلزم استخراج العينة للتحليل دون اتصال بتوصيي سمات الجودة المختلفة مثل التجميع أو إزالة التآكل من خلال طرق مثل كروماتوغرافيا تبادل الحجم (SEC). على الرغم من أن الدقة ممكنة من العلماء المهرة ، إلا أن عملية تعطيل الفيروس عادة ما تكون شاقة وتعاني من الاختلافات الطبيعية وعدم الدقة وتحديات التكاثر في أي عملية يدوية.

في حين أن الحاجة الرئيسية لدراسات التعطيل الفيروسي ذات الأس الهيدروجيني المنخفض في المعالجة الحيوية النهائية هي تحديد نطاق إضافة الكاشف والوقت اللازم للعملية ، فإن توصيف حركية العملية وتأثير معلمات العملية المركبة أمر مهم أيضا ومتطلب في النهاية لضمان تصميم عملية تعطيل الفيروس التي تكون قوية ومحسنة. ومع ذلك ، غالبا ما يتم التغاضي عن مراقبة درجة الحرارة والتحكم فيها ، وبالتالي فهي معلمة غير خاضعة للرقابة أثناء دراسات تطوير العملية لتعطيل الفيروس.

قد يرجع هذا الرقابة جزئيا إلى استخدام أنظمة تجريبية أو حتى تجارية على نطاق التصنيع تقوم بتعطيل الفيروس في سفن الانتظار أو النقل التي قد تسجل درجة الحرارة ولكنها لا تتحكم فيها. غالبا ما يكون تمثيل الحجم ، ولا سيما تمثيل الخلط معلمة أخرى يسهل التغاضي عنها في دراسات التعطيل الفيروسي ذات الأس الهيدروجيني المنخفض مثل تلك التي يتم إجراؤها عبر منصات يدوية يتم التحكم فيها بواسطة ألواح التحريك المغناطيسية. إن عدم التقاط البيانات لشيء بسيط مثل الخلط يجعل من المستحيل التحقق مما إذا كانت الظروف المفترضة للدراسة صحيحة ومتسقة.

يمثل العلاج بالأس الهيدروجيني المنخفض لتشغيل وحدة تعطيل الفيروس خطرا محتملا لتجميع المنتج أثناء المعالجة أثناء المعالجة النهائية لجسم مضاد وحيد النسيلة. يناقش هذا العرض التقديمي ، الذي قدمه هيرين دي أردشنا من شركة GlaxoSmithKline ، تصميما تجريبيا كاملا للتحقيق في تأثير أربعة معلمات للعملية:

• نقطة نهاية منخفضة الأس الهيدروجيني
• انخفاض درجة الحموضة وقت الانتظار
• مدة المعايرة بالتحليل الحجمي منخفضة الأس الهيدروجيني
• مدة المعايرة بالتحليل الحجمي

تستخدم طرق تعطيل فيروس المذيبات أو المنظفات بشكل شائع ضد الفيروسات المغلفة. الكواشف المستخدمة بشكل عام لها تأثير ضئيل على قدرة البروتين العلاجي أو الأجسام المضادة التي تخضع لتحديات التمسخ أو الإزالة الممكنة مع بعض طرق الأس الهيدروجيني المنخفض. طرق معالجة المذيبات أو المنظفات لتعطيل الفيروس لها العديد من الاحتياجات والمحركات نفسها مثل طرق الأس الهيدروجيني المنخفضة. بشكل أساسي لتحديد نطاق إضافة الكاشف (في هذه الحالة مذيب أو منظف) والوقت اللازم للعملية. كما هو الحال مع التعطيل الفيروسي منخفض الأس الهيدروجيني ، تختلف الظروف بين الغلوبولين المناعي أو أنواع المواد الدوائية الأخرى (DS). لذلك ، يجب إجراء دراسات لكل جزيء لتوصيف والتحقق من صحة مساحة التصميم أو الحدود التشغيلية التي يمكن أن يحدث فيها تعطيل الفيروس الفعال للمذيبات أو المنظفات. يتم تحديد هذه الحدود ونتائج عملية التعطيل الفيروسي بالمثل من خلال معلمات العملية الحرجة (CPPs) بما في ذلك درجة الحرارة ومحتوى البروتين ومحتوى المذيبات أو المنظفات والوقت في ظروف التعطيل ، بالإضافة إلى الخلط وفعالية تجانس المذيبات أو المنظفات. سيؤثر تحديد هذه العوامل والتنقل فيها بشكل إيجابي على جودة المنتج وكميته.

في حين أن دراسات تعطيل فيروس المنظفات لا تتطلب نفس طريقة معايرة الكاشف مثل دراسات الأس الهيدروجيني المنخفض ، لا تزال هناك حاجة إلى تقييم مساحة تصميم للمتغيرات الحرجة. كما هو الحال مع الأس الهيدروجيني المنخفض ، تميز دراسات التعطيل الفيروسي باستخدام المذيبات أو المنظفات العملية يدويا بالكامل. تعتمد جرعات الكاشف وضوابط الضوابط بالمثل على دقة ودقة الأشخاص ذوي المهارات العالية الذين يؤدون العديد من المهام الحرجة في وقت واحد. وبالمثل ، تخضع دراسات التعطيل الفيروسي للمذيبات أو المنظفات للاختلافات الطبيعية وعدم الدقة وتحديات التكاثر.

تتطلب طرق تعطيل الفيروس التي تعتمد على المذيبات أو المنظفات عموما نقطة أخرى للنظر لا تتعلق عادة بطرق الأس الهيدروجيني المنخفضة. يجب إزالة أي مذيبات أو منظفات مضافة من مادة الدواء (DS) أو محلول الغلوبولين المناعي والتحقق منها بطريقة تحليلية مناسبة. عادة ، تتم إزالة المذيبات أو المنظفات إما عن طريق الكروماتوغرافيا أو التبادل المؤقت عن طريق ترشيح التدفق العرضي. تشبه إزالة المذيبات أو المنظفات المضافة إلى حد ما الغرض من معايرة الأس الهيدروجيني العكسي من تعطيل الأس الهيدروجيني المنخفض إلى النطاق الفسيولوجي المناسب أو النطاق الأساسي قليلا. على نطاق واسع ، من المحتمل أن تحدث طرق التبادل العازل أو الكروماتوجرافية كعمليات وحدة مستمرة أو شبه مستمرة حيث تتحرك المادة من وعاء التثبيت عبر عمود أو غشاء مناسب آخر لتبادل المذيبات أو العازلة. في تطوير العملية ، من المحتمل أن يحدث التعطيل الفيروسي للمذيب أو المنظف منفصلا ومتميزة عن خطوة التنقية أو الإزالة التالية. على هذا النحو ، يمكن أن تتفاقم استمرارية البيانات أو المعلومات بسبب هذه الممارسة.

تخضع منتجات اللقاحات المختلفة للتعطيل الفيروسي ، بما في ذلك السموم والبروتين المؤتلف والوحدة الفرعية والسكريات وحتى عدد قليل من لقاحات الجسيمات الشبيهة بالفيروسات. مرة أخرى ، سيؤدي اختيار طريقة مناسبة لتعطيل الفيروس إلى الاعتبار طبيعة منتج العلاج الحيوي ، بالإضافة إلى اتساع نطاق الفيروسات التي تحتاج إلى إزالة فعالة.

بشكل عام ، يجب إيلاء الاعتبار الصارم للطرق أو الممارسات البديلة التي تمنع التلوث الفيروسي الخارجي لأنواع اللقاحات مثل الفيروسات الحية الموهنة - حيث يكون منتج العلاج الحيوي عبارة عن جسيم فيروسي. قد تشمل المنهجيات المحددة لهذه المنتجات عملية واحدة أو أكثر من عمليات الترشيح النانوي أو الكروماتوجرافي لتقليل الحمل الفيروسي الخارجي بشكل فعال في مصادر المواد الخام المعنية. قد تظل الفيروسات المعطلة أو المدمرة تخضع لعملية تعطيل فيروسي منخفضة أو منخفضة الأس الهيدروجيني أو المذيبات أو المنظفات - حيث قد يظل هذا يحافظ على التأثير المنبه المناعي المطلوب حتى لو تم تغيير طبيعة المنتج الفيروسي أو تعطله.

لا تعتبر طرق التعطيل الفيروسي لمنتجات أو أنواع الجزيئات قليلة النوكليوتيدات ضرورية على نطاق واسع. ويرجع ذلك أساسا إلى طبيعة الكواشف وظروف التفاعل وطرق المعالجة غير المواتية للفيروسات باستمرار. في الوقت الحاضر ، يتم تنقية العديد من منتجات قليل النوكليوتيدات قيد التطوير والإنتاج بشكل أساسي وتركيزها وصياغتها بواسطة تبادلات عازلة مختلفة عن طريق ترشيح التدفق العرضي أو عن طريق أحد الأنواع المختلفة من الفصل الكروماتوجرافي.

مع الحاجة إلى استمرارية البيانات وسجلات الدفعات الإلكترونية ، تعمل مفاعلات التخليق الكيميائي كمضاعف للقوة في عمليات تعطيل الفيروس من خلال تصميم التجارب وتنفيذها ، وتسهيل التقاط البيانات وسلامتها. تعمل تقنية تحليل العمليات المتعامدة (PAT) على ربط التطبيقات وسير العمل المتعدد ، مثل تعطيل الفيروس مع التبادل المؤقت ، ونمذجة تدفقات العمليات الأكثر دقة للعمليات واسعة النطاق.

شاهد عرضا إلكترونيا مباشرا من عملك أو مكتبك المنزلي وفقا لجدولك الزمني.

• اضغط على تشغيل وابتعد ؛ يستجيب برنامج iC ديناميكيا للظروف داخل المفاعل. تنفيذ العمليات باستمرار ضمن حدود بروتوكول تعطيل الفيروس.
• التقط البيانات من أجهزة استشعار متعددة ، بما في ذلك الأس الهيدروجيني والتوصيلية الكهربية وإمكانات الأكسدة والاختزال التأكسدي (ORP) والأكسجين المذاب.
• دمج الوحدات الطرفية مثل المضخات أو الموازين لنقل الكتلة الوزنية.

يتتبع FTIR في الموقع وتحليل رامان الطيفي مكونات العملية الحيوية الهامة في جميع أنحاء عمليات وحدة المنبع والمصب والاقتران والتركيب.

يمكن مراقبة الجلوكوز والمستقلبات الرئيسية في تطبيقات المنبع ، بينما في العمليات النهائية ، يمكن مراقبة تركيز البروتين أو اللقاح والمثبتات والسواغ والشوائب والتحكم فيها في الوقت الفعلي دون تأخير أو تكلفة مرتبطة بالتحليل دون اتصال بالإنترنت.

يتيح ذلك التحديد السريع لنقاط نهاية العملية ، بالإضافة إلى الفهم الواضح لتأثير معلمات العملية المختلفة على جودة المنتج وكفاءة العملية.