生物制品和下一代清洁策略的挑战

根据这一原则，定义原料药清洁验证GMP要求的 "历史性的"指南（即ICH Q7[3]、附件15[4]、PIC/S[5]和APIC[6]）指出，如果纯化步骤的有效性得到证明，那么在工艺的早期步骤中可能不需要清洁验证活动。

然而，由于生物制品的工艺的复杂性（细胞、培养基、代谢物等的混合），通常不会对清洗后的降解产物进行鉴定，以确认这些特定的杂质在下游工艺中是否被去除。这就造成了：

• 无法一劳永逸地设定清洁后产品接触表面残留物的可接受限度；
• 如果对上游和下游设备采用不同的验收标准，需要提供合理的理由。

与化学药品成品制剂不同，对于生物制品来说，针对某一设备线，将100%的杂质转移到最终产品中的假设是不成立的，因为整个生产过程中的纯化步骤有助于去除这些杂质。

由于这个原因，应该明智地对上游和下游设备采用不同的接受限度。这种方法建立在特定原则之上，即清洁剂的变性或降解只导致氨基酸，而这些氨基酸在纯化步骤中会被完全去除。

基于这一理由，我们有理由去：

• 为最后一个纯化步骤（通常是切向过滤，TFF）之后的设备设定可接受限度；
• 如PDA TR 49所说，为生产过程早期步骤中的设备整体假定一个5到10的校正系数

目前，还没有相应的科学的理论依据来证明上述方法的合理性。然而，根据EudraLex第4卷附件15[1]，广泛认为生物制品在极端的pH值和/或高温（清洁操作的典型条件）下极易水解。

根据验证原则，这些参数可以在清洁过程的开发过程中被研究和调整，以改进清洁流程，但水解产生的杂质却很少被定性。即使生物活性蛋白的变性或降解通常会导致非活性片段，但缺乏对杂质的鉴定并不能保证清洁残留物的完全安全性。

与ICH Q7[3]中描述的方法一致：

• 必须单独考虑每个工艺步骤的贡献，以去除杂质
• 必须对这些步骤之间使用的设备采用具体的验收标准。

根据适用于化学药品成品制剂设备的更具预防性的验收标准（即设备表面存在的所有污染物都可以转移到后续的产品中），生物制品的验收标准可以根据每个工艺环节的减少率进行调整。

也就是说，应该考虑两种类型的清洗残留物的降低措施：

• 产品线的分化
• 纯化步骤

产品线的分化

产品线的分化包括物理分离（例如沉淀、离心或深层过滤）成大的和小的碎片、可溶和不溶的残留物。这可以去除一部分杂质，因为只有一部分初始物料参与到后续工艺步骤中。

这些步骤采用的标准的假定前提是：

• 在随后的过程中只发现部分蛋白质残基；
• 由于缺乏纯化前后杂质的表征/量化，无法明确去除的比例；
• 清洁残留物的减少是通过生产过程中的纯化步骤进行的。

纯化步骤

纯化步骤的关键点是：

• 它们只是限制了污染物转移到下一步；
• 去除的效率和去除杂质的性质主要取决于纯化方法。

因为清洁条件对蛋白质的降解有相关影响，所以纯化的清洁效率可能会变化。该阶段的清洁比例仍然停留在"理论上"，但如果在开发期间或之后对清洁残留物进行分析，就有可能确定清洁效果的大致比例。

一个典型的纯化步骤是色谱法，它通过与放置在柱子内的适当固定相进行结合来纯化需要的产品。然而，应该考虑的是：

• 在清洁过程中产生的带有配体结合表位的片段也可以与培养基发生作用。
• 大部分的残留物通过树脂的清洁被去除，但其他的残留物仍留在最后的洗脱液中。
  
  

为了确定纯化步骤中产生的主要降解残留物，应该进行特征研究。实验室中应用实际清洁条件（即清洗剂的浓度、温度、接触时间）进行实验，可以获得降解残留，然后用LC-MS或更简单的方法（如SDS-PAGE、凝胶过滤色谱法等）进行表征。这些研究对于评估它们在成品中存在的风险和证明其安全性具有决定性意义。

在确定了清洁残留物后，应进行缩小规模的模型研究，以证明用于计算生产过程中每个部分的清洁百分比接受标准。

在此阶段，可以使用纠正（安全）系数来解释最佳控制的可变性和去除杂质，同时确保达到预期的接受标准。纠正系数仍然是经验性的，因为它不是基于科学数据的。

这个新方法的收益是肯定的，因为：

• 它提供了所有必要的科学依据，以证明所采用的标准的合理性。
• 它使人们有可能检查生产制造过程是 "自清洁 "的假设。
• 通过对清洗残留物的定性，还可以提供其无毒的证据。

除了这种方法的科学价值外，该方法还具有经济优势。事实上，小规模、低成本的研究可以快速实施，并确保工业级规模的清洁过程的可靠性。

那么……可以期待什么？

生物技术制药物质在制药界正变得越来越重要，从各种角度来看，包括清洁验证，代表了不久的将来的一个挑战。

出于这个原因，重要的是让从事该行业的公司了解清洁验证的最新动态，以及专门为这些新型产品开发的可能的新方法。

同时，“历史性的”指南需要进一步更新，以保持其时效性，并实施更具体适用于生物技术领域的新概念。

参考资料

^[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”