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この原則に基づいて、“歴史的”なガイドラインで原薬の洗浄バリデーションとして規定されるGMP要件(すなわち ICH Q7[3], Annex 15[4], PIC/S[5] and APIC[6])はもし洗浄のステップの効果が示せるのであれば、プロセスの初期ステップの洗浄バリデーションは必要ないかもしれないと述べています。
しかし、バイオテクノロジー製品に対するバイオテクノロジーのプロセス（細胞の混合、培養、代謝など）の複雑性のため、これらの特定の不純物が下流プロセス中に除去されていることを確認するために洗浄後の分解生成物の識別は行われません。この理由は下記の通りです:
- 洗浄後の製品接触面の残留物の許容限界を設定することができないこと
- 上流と下流の機器に異なる許容基準が適用される場合の正当な理由を提供する必要性
化学薬品の最終製品とは異なり、バイオテクノロジー製品の場合、製造プロセス全体の精製ステップが不純物の除去に寄与するため、一連の機器の場合、100%の不純物が最終製品に移行することは適用できないという前提があります。
このため、上流と下流の機器に異なる許容制限を適用する必要があります。このアプローチは、洗浄剤による変性または分解によってアミノ酸のみが生成され、精製ステップでアミノ酸が完全に除去されるという原則に基づいています。
この正当化にもとづき下記は合理的です：
- 最後の精製ステップ (通常は接線ろ過、TFF) の後に機器の許容限界を設定する
- 一般に、PDA TR 49 で報告されているように、製造プロセスの初期段階で使用される機器の補正係数を 5 ～ 10 と想定する
現在、前述のアプローチを正当化する科学的根拠は確立されていません。それにもかかわらず、EudraLex Vol.4 Annex 15 によると、生物学的製剤は極端な pH および/または高温 (洗浄操作に適用される典型的な条件) で加水分解を受けやすいことがよく知られています。
バリデーションの原則によれば、これらのパラメータは、洗浄手順を改善するために洗浄プロセスの開発中に調査および調整されますが、加水分解によって生成される不純物が特徴付けられることはめったにありません。生物学的に活性なタンパク質の変性または分解が一般的に不活性なフラグメントにつながるとしても、不純物の同定の欠如は、洗浄残留物の完全な安全性を保証するものではありません 。
ICH Q7[3]に説明されているアプローチに沿うと：
- 不純物を除去するために、各プロセスステップの寄与を個別に考慮する必要がある
- これらのステップ間で使用される機器の特定の許容基準を適用する必要がある
化学的に完成した医薬品に使用される機器に適用されるより予防的な許容基準に基づいて (つまり、機器の表面に存在するすべての汚染物質が次の製品に移行する可能性がある)、許容基準は各プロセスセグメントの削減率の関数で調整されます。
そうはいうものの、２種類の洗浄残渣の削減は考慮する必要があります：
- 生成物の流れの断片化
- 精製ステップ
生成物の流れの断片化
精製物の流れの断片化は大小の断片、可溶性および不溶性残留物の物理的分離 (例えば、沈殿、遠心分離、または深層ろ過) で構成されます。初期材料の一部のみがプロセスの次のステップに関与するため、これにより不純物の一部が除去されます。
これらのステップに適用される基準：
- 後続のプロセスでタンパク質残基の一部しか検出されない
- 精製前後の不純物の特徴付け/定量化が欠如しているため除去率の特定不可
- 製造工程の精製工程により洗浄残留物の削減実施
精製ステップ
精製ステップのこだわり
- 次のステップへの汚染物質の移動制限
- 除去と除去される不純物の性質は主に精製方法に依存
洗浄条件はタンパク質の分解に関連する影響を与えるため、精製の効率は変動する可能性があります。その段階でのクリアランスのパーセンテージは「理論上の」ままですが、精製中あるいは精製後にクリーニング残留物の分析が行われる場合、除去のためのおおよその比率を定義することが可能です 。
典型的な精製ステップはクロマトグラフィーであり、カラム内に配置された適切な固定相と結合することにより目的の生成物を精製します。ただし、次のことを考慮する必要があります 。
- リガント結合エピトープを用いた洗浄方法から生じるフラグメントも培地と相互作用する可能性があります。
- 残渣の大部分はレジンの洗浄によって除去されますが、残りは最終溶出液に残ります。
精製ステップから生じる主要な分解残留物を特定するために、特性評価研究を実施する必要があります。実際の洗浄条件 (つまり、洗浄剤の濃度、温度、接触時間) を適用した室内実験により、LC-MS またはより簡単な方法 (例えば、SDS-PAGE、ゲルろ過クロマトグラフィーなど) によって特徴付けられる分解残留物を取得することが可能になります。これらの研究は、決定的に最終製品に存在するリスクを評価し、その安全性を証明します。
洗浄残留物の特定に続いて、製造プロセスの各部分の合格基準の計算に適用されるクリアランスのパーセンテージを正当化するために、縮小モデル研究を実施する必要があります。
この段階で、修正 (安全) 係数を使用して、最適な制御のための変動性の考慮、不純物の除去、および期待される許容基準に確実に到達することができます。補正係数は、科学的データに基づいていないため、経験的なままです。
この新しいアプローチの利点は確かです：
- 採用された基準の正当化に必要なすべての科学的根拠を提供します。
- 製造プロセスが「セルフクリーニング」されているという仮定を確認することができます 。
- 洗浄残留物の特徴付けを通じて、それらの非毒性の証拠を提供することも可能になります 。
このアプローチの科学的価値に加えて、この方法論には経済的な利点があります。実際、小規模で低コストの研究を迅速に実施し、産業規模での洗浄プロセスの信頼性を確保できます。
だから…何を予想?
バイオ医薬品は製薬業界でますます重要性を増しており、洗浄バリデーションを含むさまざまな観点から、近い将来の課題となってきます。
このため、この分野で働く企業は、洗浄検証の最新の力学と、これらの新しいタイプの製品のために特別に開発された可能性のある新しいアプローチについて敏感になることが重要です。
同時に、“歴史的な”ガイドラインをさらに更新して、最新の状態を維持し、バイオテクノロジー分野により具体的に適用可能な新しい概念を実装する必要があります。
[1]Guideline on setting health based exposure limits for use in risk identification in the manufacture of different medicinal products in shared facilities 20 November 2014
[2]PDA Technical Report N° 49 Point to Consider for Biotechnology Cleaning Validation 2010
[3]ICH Q7 (EU GMP Part II)
[4]EU GMP Guide Annex15 “Qualification and Validation”
[5]PIC/S PI-046 (2018) – “Guideline On Setting Health Based Exposure Limits For Use In Risk Identification In The Manufacture Of Different Medicinal Products In Shared Facilities”
[6]Active Pharmaceutical Ingredients Committee (APIC). “Guidance On Aspects Of Cleaning Validation In Active Pharmaceutical Ingredient Plants”
