浅谈生物制品设计--从生物制品设计的源头把好质量关

cnvax 2017-07-12 • 1人收藏 • 110人看过

疫苗制备的工艺流程。

 
随着国产化程度的提高,近年来,一批国内生物制品生产企业不断崛起,这就要求,从生物制品设计的源头把好质量关,设计者及我们的生产企业必须严格按照国家的标准要求并结合企业的具体情况办事。本文从设计者的角度,结合设计实例,对生物制品的设计作简单介绍。

生物制品是指用微生物、微生物代谢产物、人和动物的血液或组织等经过基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等生物技术加工制成,用于疾病预防、治疗和诊断的免疫制剂。生物制品和生化药品的概念常被混淆,广义上来讲生物制品是个大范畴,包括生化药品;狭义上一般把疫苗、菌苗、灭活毒菌株、血液制品等归为生物制品,生化药品则指的是治疗类药物,如基因工程药物、提取的蛋白类药物、多糖及核酸类药物等等。由生物制品的这个概念不难看出生物制品不同于一般药品,免疫类生物制品不是作用于病人,而是作用于健康人群。这就要求生物制品必须强调质量第一的原则,其质量直接关系到亿万人及下一代的安危。近年来,一批国内生物制品生产企业不断崛起,这就要求从生物制品设计的源头把好质量关。

疫苗的制备

生物制品按照所用材料、制法及用途可以分为疫苗(包括细菌类疫苗和病毒类疫苗)、抗毒素及免疫血清、血液制品、细胞因子和重组DNA产品、诊断制品、其他制品等。老的分类方法中也有将病毒类疫苗直接称为疫苗,而将细菌类疫苗称为菌苗的分类方法。国内生物制品企业中以疫苗生产企业居多,下面以疫苗(病毒疫苗)的设计为例谈谈生物制品的设计细节。疫苗主要是利用免疫学原理,人为地给机体输入抗原以调动机体的免疫系统,或者直接输入免疫血清,使获得某种特定的抵抗力。不同疫苗的制备工艺各异,但主要程序相似,一般要经过以下步骤:

毒种的制备。一般毒种来自国家的病毒库,制造活疫苗的毒种,往往需要多次传代,以降低毒性到要求的范围才能使用于生产。

毒种的繁殖。所有的病毒只能在活细胞中繁殖,这就要求找到病毒繁殖的载体,一般分为动物培养,鸡胚培养,组织培养,细胞培养等。近些年来崛起的新工艺以细胞培养居多,因为细胞培养有利于疫苗的纯化,主要培养细胞有地鼠肾细胞、VERO细胞等。使用上各有利弊,地鼠肾细胞是我国早在1965年就自主研发的原代细胞,比起脑组织生产的疫苗大大降低了副反应的发生,特别是避免了接种后的神经组织变态反应。但是,地鼠肾细胞疫苗免疫效价低、安全性差、副反应很大、严重不良反应发生率5%~10%。Vero细胞为非洲绿猴肾细胞的传代细胞系,是近年来从国外引进的细胞。人体观察副反应轻,效果好,培养的疫苗产量高。细胞培养还有些条件需要尤其注意,比如CO2的提供,以保证pH值不变化。O2的提供,保持细胞生长需要的一定氧分压,实际应用中一般采用摇瓶或者转瓶的培养方法来实现。另外培养温度一般为37±1℃,培养时间大约为3天。设计中我们一般采用蒸汽盘管或者电的烘房来实现。这里需要注意的是细胞扩大培养在十万级环境下即可,比其他主要操作工序的洁净级别要低,其他为万级环境。

疫苗的灭活。不同疫苗灭活方法,灭活剂浓度,灭活时间都有所不同。并不是灭活剂浓度越大,时间越长就越好,需要尽量减少灭活过程对疫苗免疫力造成的损失,所以需要通过试验找到最佳的灭活方法。尤其需要注意的是,在设计中,灭活前后要严格分开。就是有毒区和无毒区的分开问题,包括空调系统,人物流的分开,而且两个区域工器具等的传递一定要经过灭菌柜。有菌(毒)操作区与无菌(毒)操作区应有各自独立的空调净化系统。来自病原体操作区的空气不得再循环,这里需要注意的是,怎么理解病原体操作区的概念,如果有毒区都算病原体操作区的化,有毒区全排放,生产成本大大提高,个人认为对于非强毒种生产过程的人流,走廊,工器具清洗等非主要生产的有毒区房间可以考虑回风,其他的需要排风。

疫苗的浓缩纯化。灭活后的疫苗可以进行浓缩(也可不浓缩),然后为了消除接种后的不良反应,需要纯化去除动物组织及培养基中的牛血清等。一般细胞培养的疫苗只需要通过树脂柱分离纯化即可,需要注意的是,如果分离时间较长,需要在-4℃的冷柜保护下分离纯化。疫苗生产的所有中间需要贮藏的环节都需要设置-4℃的冷库。

疫苗的配制分装。纯化后疫苗可按要求进行配制灌装,如果做成小针剂,一般为西林瓶形式,安瓿由于掉玻璃屑等原因已经濒临淘汰,作为生物制品,高温封口也会造成不稳定因素。由于疫苗的稳定性比较差,为了长期保存而不降低效力,很多厂家都将疫苗制成冻干针。

设计要点

由上面我们可以看出,作为设计者在进行生物制品的设计时,需要注意以下几点:

保护环境和操作者。尤其对于一些强毒的操作,一定要有安全措施,另外要防止毒的泄漏。污染物要有专门的通道,灭菌后排放。来自生物危险度二类以上的病原体的空气应通过高效过滤器排放,滤器的性能应定期检查。

防止交叉污染,严格分区,独立空调,局部负压。从疫苗生产全过程来看,可以分为,有毒区(灭活前)、无毒区(灭活后至配制前)、制剂区。一般应该配制独立的空调系统,对于实验室等小规模生产的情况,也可以考虑无毒区和制剂区不完全分开。有毒区和无毒区污水排放要相互独立。在考虑压差时,首先满足无毒区压差高于有毒区,然后再考虑高洁净级别压差要高于低洁净级别的原则。

尽可能一个产品一个车间。如共用生产车间交替生产不同品种,必须进行有效清洁、消毒和验证后,后一种制品生产用的菌种或毒种或生产用细胞才能进入车间。强毒细菌及病毒株与弱毒细菌及病毒株,决不允许混放在一起,亦不允许同时在同一实验室内进行检定实验,更不允许在同一生产车间内进行强毒和弱毒的疫苗生产制备。各种灭活疫苗灭活后可与其他无菌生物制品交替使用同一灌装间和灌装、冻干设施。但在一种制品分装后,必须进行有效的清洁和消毒,清洁消毒效果应定期验证。

严格动物使用及动物管理。动物房应为独立封闭的建筑物,具有独立的空气净化系统。应为进入动物房工作的员工提供特殊的工作服,具有更衣和淋浴设施。用于制备注射用活疫苗的动物细胞必须来自清洁级或清洁级以上动物;用于制备口服疫苗和灭活疫苗的动物细胞应来自封闭式房舍内饲养的健康动物;生物制品质量检定用动物,除有特殊规定外,应是清洁级或清洁级以上动物。

了解相关法规及要求。在1998年修订的《药品生产质量管理规范》附录5“生物制品”中,按照生物制品的生产和质量控制特点,补充规定了39条生物制品的特殊要求。随后在新版《药品生产质量管理规范》中“生物制品”附录进行了修订。另外一个依据就是《药品GMP检查指南》(生物制品)。这个指南也很重要,可以看成是对附录的进一步释意,对设计也很有帮助,比如前面说毒种生产习性相差较大的疫苗需要独立的建筑物,可是什么是毒种生产习性相差较大呢,根据指南2201条,可以理解为生产用菌毒种与非生产用菌毒种、生产用细胞与非生产用细胞、强毒与弱毒、死毒与活毒、脱毒前与脱毒后的制品和活疫苗与灭活疫苗。另外也要了解《生物制品规程》2000版,里面针对生物制品的生产、运输、质检等环节和各类品种提出了很多相关要求,作为设计者必须有一定了解。


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