مشاكل وحلول استقرار الأدوية البيولوجية في عملية الإنتاج

في السنوات الأخيرة، أصبحت أدوية التكنولوجيا الحيوية، وخاصة الأدوية وحيدة النسيلة، تدريجيا الجسم الرئيسي لأبحاث وتطوير الطب الجديد. ومع ذلك، تواجه بيولوجيا البروتين بشكل عام مشكلة البنية المعقدة وغير المستقرة، وخاصة مجموعة متنوعة من العوامل غير المستقرة في عملية الإنتاج، مما يؤدي إلى تدهور البيولوجيا وتعطيلها. تعد عملية تحضير الأدوية البيولوجية معقدة للغاية، وغالبًا ما تتم من خلال التخليق الحيوي (مثل التخمير الميكروبي/زراعة الخلايا) وتنقية المخزون وتكريره (مثل التنقية الكروماتوغرافية، وإزالة الفيروسات) وعملية التحضير (مثل تكوين التحضير، والترشيح المعقم، والتعبئة، والتجميد). - التجفيف وفحص المصابيح) وغيرها من روابط الإنتاج والتخزين والنقل وغيرها. ولذلك، فإن حل مشاكل عدم الاستقرار هذه هو المفتاح للتطبيق الناجح للأدوية البيولوجية في الممارسة السريرية. في هذه المقالة تم تلخيص طرق التحلل في إنتاج الأدوية البيولوجية وتم طرح الحلول المناسبة لها.

 

نظرًا لأن التكنولوجيا البيولوجية (مثل تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف، وتكنولوجيا الورم الهجين اللمفاوي، وتكنولوجيا عرض العاثيات) وتطوير الجينوم البشري، أصبحت أدوية التكنولوجيا الحيوية (الطب البيولوجي، والعلاجات الحيوية، والمستحضرات الصيدلانية البيولوجية) وخاصة الأدوية وحيدة النسيلة، هي الجسم الرئيسي تدريجيًا. لأبحاث الطب الجديد وتطويره. في السنوات الأخيرة، شكلت الأدوية البيولوجية 80% من أفضل 10 أدوية طبية مبيعًا في العالم، كما تتزايد نسبة المجال الصيدلاني بأكمله عامًا بعد عام. بالمقارنة مع الأدوية التقليدية ذات الجزيئات الصغيرة القائمة على التخليق الكيميائي، يتم تحضير الأدوية البيولوجية بشكل أساسي وإنتاجها بطرق التكنولوجيا الحيوية، وخاصة تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف، والتي تتميز بخصائص النشاط العالي والخصوصية العالية والسمية المنخفضة، وتحل العديد من المشاكل الطبية التي يعالجها الجزيء الصغير التقليدي لا يمكن للأدوية أن تحل المشكلة، لذا فهي تلعب دورًا متزايد الأهمية في إنقاذ الأرواح وتحسين نوعية حياة المرضى.

ومع ذلك، فإن تطوير الأدوية البيولوجية يواجه أيضًا العديد من التحديات التقنية. أولاً، المستحضرات الصيدلانية الحيوية هي جزيئات حيوية (الكتلة الجزيئية النسبية عادة ما تكون 5x103~2x105) ذات هياكل ومكونات معقدة للغاية. بالإضافة إلى البنية الأولية، أي تسلسل الأحماض الأمينية، تحتوي الأدوية البيولوجية عادة على هياكل معقدة عالية المستوى (مثل الهياكل الثانوية والثالثية أو حتى الرباعية)، والتي تشكل أساس نشاطها البيولوجي.

 

في الوقت نفسه، وبسبب عوامل مثل التعديل ما بعد التحويلي، والتحلل المائي الأنزيمي، والتحلل الكيميائي، فإن الأدوية البيولوجية الشائعة عبارة عن مخاليط معقدة للغاية تحتوي على ملايين أو أكثر من الجزيئات. ثانيا، الأدوية البيولوجية غير مستقرة وعرضة للتدهور الكيميائي والفيزيائي. يتضمن التحلل الكيميائي كسر وتكوين الروابط التساهمية، في حين أن التحلل الفيزيائي فريد من نوعه بالنسبة للأدوية البيولوجية ولا يتضمن تغيرات في الروابط التساهمية، ولكنه يتغير بشكل أساسي في البنية عالية المستوى للبروتينات، بما في ذلك الامتزاز الفيزيائي (إلى الأسطح الكارهة للماء)، وتمسخ الطبيعة، إزالة البلمرة والتجميع والترسيب. لن يؤثر هذا التدهور على نشاطها البيولوجي فحسب، بل قد يسبب أيضًا العديد من مشكلات السلامة. ثانيًا، على عكس الأدوية الجزيئية الصغيرة، تتمتع جميع الأدوية البيولوجية تقريبًا بقدرة مناعية محتملة، أي القدرة على تحفيز الجسم لتكوين أجسام مضادة محددة أو توعية الخلايا الليمفاوية.

 

بالإضافة إلى بنية الأدوية البيولوجية نفسها، ترتبط المناعة أيضًا ارتباطًا وثيقًا بثبات الأدوية البيولوجية، وخاصة البوليمرات وجزيئات البروتين، التي يسهل تحفيز الجسم لتكوين أجسام مضادة مقابلة لتصفية الأدوية، مما يؤثر على فعالية الأدوية، و حتى بسبب التفاعل المتبادل يمكن أن يحيد البروتينات الداخلية في جسم الإنسان. على سبيل المثال، لن تؤدي الأجسام المضادة التي يتم إنتاجها عند استخدام علاج الإريثروبويتين البشري (EprexR) إلى تحييد الأدوية البروتينية فحسب، بل ستربط أيضًا البروتينات الذاتية البشرية لتعطيلها، مما يؤدي إلى اضطرابات تجديد خلايا الدم الحمراء النقية لدى المرضى. قد تؤدي الاستجابة المناعية أيضًا إلى تفاعلات فرط الحساسية، والتي يمكن أن تعرض حياة المريض للخطر في الحالات الشديدة.

قد يكون من الصعب ملاحظة بعض التغييرات الطفيفة (مثل التشكل) التي تحدث أثناء إنتاج الأدوية البيولوجية أثناء عملية الإنتاج أو التخزين على المدى القصير من خلال التقنيات التحليلية الموجودة، ولكنها قد تؤثر على استقرار عملية التخزين على المدى الطويل، وبالتالي تأثير أكبر على الجودة النهائية للمنتج. إن جودة مرافق الإنتاج والمواد الخام ومواد التعبئة والتغليف، بالإضافة إلى تدريب وتشغيل الموظفين سيكون لها أيضًا تأثير كبير على جودة المنتج. في هذه المقالة، يتم تلخيص المشاكل الشائعة التي تؤثر على استقرار الأدوية البيولوجية في عملية الإنتاج ويتم طرح الحلول المناسبة لها.

 

01 عملية تحضير الطب البيولوجي

عملية تحضير الأدوية البيولوجية معقدة للغاية. من التخليق الحيوي إلى التعبئة النهائية إلى المستحضرات السريرية، عادة ما يكون من الضروري المرور بخطوات الإنتاج والتخزين والنقل المختلفة بما في ذلك التخليق الحيوي (مثل التخمير الميكروبي / زراعة الخلايا)، وتنقية المخزون، والتكرير (مثل التنقية الكروماتوغرافية، وإزالة الفيروسات) والتحضير. العملية (مثل تكوين التحضير، والترشيح المعقم، والتعبئة، والتجفيف بالتجميد، وفحص المصباح). إذا أخذنا الأدوية البيولوجية للأجسام المضادة الأكثر شيوعًا كمثال، فإن إجراء الإنتاج النموذجي يتضمن الخطوات التالية: أولاً، يتم إذابة الخط الخلوي وتوسيعه تدريجيًا في بيئة نمو معقولة لتلبية احتياجات الإنتاج في النهاية.

 

In the cell culture process, the environment of biologic medicines including cells, various proteolytic enzymes, nutrients and dissolved oxygen, etc., usually need to be maintained at a relatively high temperature (>30 درجة) وظروف درجة الحموضة المحايدة لمدة أكبر من أو تساوي 10 أيام حتى يتم تخليق البروتين وإفرازه إلى خارج الخلية بشكل كافٍ حتى الآن. بعد تخليق الطب البيولوجي، تتم إزالة بقايا الخلايا غير القابلة للذوبان عن طريق الطرد المركزي أو الترشيح، ومن ثم تتم تنقية المادة الطافية التي تحتوي على الدواء البيولوجي بواسطة عدة أعمدة كروماتوغرافية مثل كروماتوغرافيا البروتين A المتقاربة (كروماتوغرافيا البروتين A)، وكروماتوغرافيا التبادل الكاتيوني وتبادل الأنيونات. اللوني، ويتم إزالة الفيروس وتعطيله.

بعد التنقية، يتم استبدال المواد البيولوجية في المخزن المؤقت المناسب عن طريق الترشيح الفائق أو الترشيح، ويتم تخزينها في مادة الدواء، أو في شكل كتلة نهائية عند إضافتها إلى مكونات التحضير النهائية. يتم الحصول على المنتج النهائي عن طريق ملء مواد التعبئة الداخلية المختلفة (إغلاق الحاوية)، أو تحضيره بشكل أكبر إلى مسحوق مجفف بالتجميد عن طريق معالجة التجفيف بالتجميد. خلال عملية الإنتاج، تخضع البروتينات لمجموعة متنوعة من العوامل المدمرة، مثل انخفاض الرقم الهيدروجيني، وارتفاع الملح، والتجميد والذوبان، والضوء، والتذبذبات، والقص، ومختلف الأسطح (الكارهة للماء)، والتي قد تسبب تغييرات هيكلية أو تدهور البروتين، وبالتالي مما يؤثر على جودة الطب البيولوجي، ويمكن تحسين كل خطوة لتجنب أو تقليل التدهور الناتج.

 

02 تدهور الأدوية البيولوجية ومراقبتها أثناء التخمر الميكروبي/زراعة الخلايا

يمكن أن تؤثر عملية التخمير الميكروبي/زراعة الخلايا على ثبات الأدوية البروتينية التي تعبر عنها، ولكن هناك تقارير قليلة عن ثبات الأدوية البيولوجية في عملية التخمير الميكروبي/ثقافة الخلية، أو أن هذه القضية لم تحظ باهتمام كافٍ. قد يكون السبب الرئيسي لهذه الظاهرة هو أنه في عملية زراعة الخلايا L التخميرية الميكروبية، يتم إيلاء المزيد من الاهتمام للظروف المناسبة لنمو الميكروبات/الخلايا وكمية التعبير، ويمكن إزالة بعض منتجات التحلل عن طريق التنقية اللاحقة، أو يعتبر فقدان البروتين الناجم عن التحلل ناتجًا عن عدم كفاية التعبير البروتيني.

 

وفقًا لمبدأ QbD لتطوير الطب البيولوجي والمبادئ التوجيهية ذات الصلة مثل إدارة الغذاء والدواء، من الأفضل قمع الشوائب المرتبطة بالمنتج في طليعة الإنتاج، تليها التنقية والعمليات الأخرى التي يجب إزالتها. في غياب طريقة إزالة فعالة، من الضروري إثبات أن النجاسة لا تؤثر بشكل كبير على سلامة وفعالية الدواء، ولكن هذا سوف يستلزم الكثير من الأبحاث الإضافية، وهناك خطر من بعض الشكوك بسبب سوء الدراسات المستهدفة. لذا فإن الإستراتيجية المفضلة هي النظر في تثبيط هذه التدهورات من المصدر.

هناك العديد من العوامل التي تسبب تحلل البروتين أثناء التخمر الميكروبي/زراعة الخلايا، أولها العوامل البيئية، مثل ارتفاع درجة الحرارة، ودرجة الحموضة المحايدة، والأكسجين المذاب، وقوة أيون الملح، وما إلى ذلك. درجة حرارة زراعة الخلايا أعلى بكثير من التخزين المعتاد درجة الحرارة (مثل 2 إلى 8 درجة)، وكما هو الحال مع معظم التفاعلات الكيميائية، كلما ارتفعت درجة الحرارة، كان تحلل البروتين أسرع. عند درجة الحموضة المحايدة، تكون العديد من البروتينات، بما في ذلك الأجسام المضادة وحيدة النسيلة، أكثر عرضة للتجمع وإزالة الرطوبة. قد تؤدي التركيزات المنخفضة من الأكسجين المذاب إلى عدم اكتمال اقتران رابطة ثاني كبريتيد البروتين.

 

بالإضافة إلى ذلك، فإن مكونات الوسط مثل أيونات المعادن (مثل أيونات النحاس)، والأحماض الأمينية (مثل السيستين)، وما إلى ذلك، ستؤثر أيضًا على جودة الأدوية البيولوجية، وخاصة تكوين وتبادل روابط ثاني كبريتيد. يمكن أن تؤدي ظروف زراعة الخلايا المحسنة إلى تحسين استقرار البروتين، ولكن يجب أن تكون أي عملية فعالة وقابلة للتشغيل. نظرًا لأن ظروف التعبير للعديد من البروتينات قد تتعارض مع ثبات البروتينات، فإن التغييرات في ظروف التخمير الميكروبي / زراعة الخلايا على وجه الخصوص قد تؤثر على مستويات التعبير عن البروتينات المستهدفة ونمو الخلايا والشوائب المرتبطة بالعملية ومستويات الغليكوزيل. في هذا الوقت، من الضروري إجراء دراسة شاملة والتحسين.

 

03 تحلل العوامل البيوكيميائية والسيطرة عليها أثناء التنقية وإزالة الجراثيم/إزالة الفيروسات

3.1 التنقية

The purification process is usually used to remove impurities and improve the purity of the medicine, but the conditions of some purification processes are relatively intense and the protein may be degraded. For example, protein A affinity chromatography used to purify monoclonal antibodies usually requires elution under acidic conditions (such as pH 3 to 4), however, some monoclonal antibodies are sensitive to acid, resulting in reduced or lost biologic activity. For example, the anti-CD52 monoclonal antibody alemtu-zumab (Campath) aggregated in >25% بعد التنقية بواسطة كروماتوغرافيا البروتين أ. بالنسبة لهذه البروتينات الحساسة للأحماض، يجب تقليل وقت الشطف، ويجب تحييد الشطف في الوقت المناسب بعد الشطف، أو الشطف في درجات حرارة منخفضة. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام أنظمة التخزين المؤقت الأمثل (مثل إضافة الأرجينين) يمكن أن يمنع بشكل كبير توليد التجميع ويحسن استعادة الأجسام المضادة.

 

في كروماتوغرافيا التبادل الأيوني، غالبًا ما يكون من الضروري استخدام تركيز أعلى من الأملاح (مثل كلوريد الصوديوم وأسيتات الصوديوم)، وضبط الرقم الهيدروجيني للمحلول ليكون مناسبًا لكروماتوغرافيا التبادل الأنيوني أو الكاتيوني، مع التأكد من تحقيق هذه الشروط. لا يؤثر على جودة البروتين. تكون بعض الأجسام المضادة وحيدة النسيلة أكثر حساسية للملح العالي وتميل إلى تكوين تجمعات بروتينية مثل البريق والجزيئات. لقد وجدنا أن الشطف باستخدام الهستيدين كمخزن مؤقت بدلاً من الملح العالي يمكن أن يمنع بشكل فعال تفاعلات التجميع هذه (لم يتم نشر البيانات).

في كروماتوغرافيا التبادل الكارهة للماء، يتم فصل البروتينات عن طريق التقارب بين المجموعة الكارهة للماء والطور المتحرك، ويتم امتصاصها بسهولة على السطح الكاره للماء حتى تفسد. ومع ذلك، فهو أخف بكثير من تحليل كروماتوغرافيا الطور العكسي، والذي يتطلب شطف البروتينات باستخدام المذيبات العضوية. يمكن أيضًا استخدام طريقة إضافة الأرجينين إلى محلول العينة أو الطور المتحرك لتحسين استعادة البروتين.

 

3.2 تعقيم/إزالة الفيروسات

نظرًا لأن الأدوية البيولوجية يجب أن تُعطى عن طريق الحقن، فإن التعقيم وإزالة الفيروس يعد أيضًا عملية ضرورية للمستحضرات الصيدلانية الحيوية، بما في ذلك بشكل أساسي الإزالة الفيزيائية والتعطيل الكيميائي. الإزالة المادية هي فصل البكتيريا أو الفيروسات عن الأدوية البيولوجية بالوسائل الفيزيائية، والطرق الرئيسية هي الترشيح الغشائي/الترشيح النانوي والتحليل اللوني. التعطيل الكيميائي هو تعطيل نشاط البكتيريا أو الفيروسات بالطرق الكيميائية، بما في ذلك بشكل أساسي استخدام المواد الخافضة للتوتر السطحي والتدفئة والمعالجة الحمضية والمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية/الأشعة فوق البنفسجية.

Sterilization by heat treatment means that the solution is heated to 60 ℃ for 10 h. When sterilizing by heat treatment, it is necessary to pay attention to whether the target protein can withstand the conditions. If the melting temperature (Tm) of human blood albumin is close to 60 ℃, it is generally necessary to add some protective agents, such as sodium caprylate and acetyltryptophan, to raise the Tm to >70 درجة قبل تعقيم المعالجة الحرارية. وفي الوقت نفسه، ينبغي الانتباه إلى تأثير بعض البروتينات المتنوعة، وخاصة الكميات الضئيلة من البروتينات المتنوعة ذات درجات حرارة انصهار منخفضة، والجزيئات المتكونة بعد تحلل هذه الشوائب ستصبح مواقع نووية لتجمع البروتين، مما يسرع تجميع البروتينات. البروتينات المستهدفة. إذا كان المحلول يحتوي على سكروز، فيجب أيضًا اعتبار أن السكروز عرضة للتحلل المائي لتكوين الجلوكوز والفركتوز تحت ظروف درجات الحرارة المرتفعة، وسيكون لهذين السكرين المخفضين تفاعل ميلارد مع المجموعة الأمينية الحرة من البروتينات، مما يؤدي إلى تحلل الأدوية البيولوجية.

للتعقيم بالإشعاع، من الضروري الانتباه إلى التحلل الكيميائي والفيزيائي للبروتينات الذي تسببه الجذور الحرة، وعادة ما يكون من الضروري إضافة بعض كاسحات الجذور الحرة لحماية البروتينات.

 

3.3 التجميد والذوبان

يعد تجميد الذوبان عملية ضرورية في إنتاج الأدوية البيولوجية، مثل عملية الانتظار في خطوات مختلفة من عملية الإنتاج، أو تغيير الموقع/النقل، كما أنه طريقة شائعة لتخزين محلول المخزون على المدى الطويل . بالإضافة إلى ذلك، قد يحدث أيضًا تجميد وذوبان عرضي عند نقل المنتج النهائي أو عند استخدامه من قبل المريض في المنزل. بعض البروتينات حساسة جدًا للتجميد والذوبان، خاصة في حالة عدم وجود عوامل حماية مناسبة، مما قد يؤدي بسهولة إلى تعطيل نشاط البروتين. ولذلك، فإن تجربة تجميد الذوبان هي أيضًا جزء أساسي من فحص الوصفات الطبية.

آليات تدمير البروتين بالتجميد والذوبان هي كما يلي: أولاً، يعد سطح الماء المثلج الذي يتكون أثناء التجميد سببًا مهمًا تمسخ البروتين، وتميل البروتينات إلى الامتصاص على هذه الأسطح من أجل تمسخ الطبيعة وتجميعها؛ ثانيًا، بعد أن تتحول كمية كبيرة من الماء إلى ثلج أثناء عملية التجميد، فإن تركيز المادة المذابة المتبقية والبروتين نفسه سيزداد بشكل حاد، وكلما زاد تركيز البروتين، زادت فرص حدوث تصادم بين الجزيئات، وأصبح التكوين أكثر خطورة. من التجميع.

 

وفقًا لآلية تفاعل تحلل البروتين، هناك طرق مختلفة لمنع تحلل البروتين الناتج عن التجميد والذوبان. على سبيل المثال، الثامن في عامل الماء المثلج (مثل بوليسوربات 20، بوليسوربات 80) لمنع التحلل الناجم عن سطح الماء المثلج. يتم زيادة الاستقرار الديناميكي الحراري (الحفاظ على البروتين في حالته الطبيعية) عن طريق ضبط الرقم الهيدروجيني والقوة الأيونية للمحلول وعن طريق إضافة السواغات/المواد الواقية.

للتخزين على المدى الطويل لمخزون الأدوية البيولوجية، من الضروري عادة الاحتفاظ بالبروتين تحت درجة حرارة التزجج (T') للحد الأقصى للتركيز المجمد لضمان حركة منخفضة للغاية (الاستقرار الحركي). على سبيل المثال، محلول البروتين الذي يحتوي على السكروز كعامل وقائي، نظرًا لأن درجة الحرارة T' تبلغ حوالي -30 درجة، فيجب حفظه عند درجة حرارة -40 درجة أو حتى أقل.

 

ويؤثر معدل التجميد والذوبان أيضًا على استقرار الأدوية البيولوجية. إذا كان التجميد بطيئًا جدًا، فسوف يتحلل البروتين بسهولة أكبر في حالة تركيز أعلى لفترة طويلة. على العكس من ذلك، في ظل ظروف سريعة جدًا (مثل -80 درجة)، قد تتشكل كمية كبيرة من سطح الماء المثلج، مما يسبب أيضًا تدهورًا بسبب السطح. كما أن معدل الذوبان مهم جدًا أيضًا، حيث يتسبب الذوبان البطيء (على سبيل المثال 4 درجات) في مزيد من الضرر عن طريق إعادة بلورة الماء الذي ذاب على سطح الماء المثلج. لذلك، في عملية الإنتاج، يوصى عمومًا بإذابة المنتجات المجمدة بسرعة أكبر قدر الإمكان، مثل استخدام المياه المتدفقة لتسريع الذوبان.

بالإضافة إلى ذلك، أثناء عملية التجميد، سوف تتبلور بعض المواد المذابة بسبب تكوين الجليد وانخفاض قابلية الذوبان. الأكثر شيوعًا هو عازلة فوسفات الصوديوم، مقارنةً بفوسفات هيدروجين الصوديوم، فإن ذوبان فوسفات هيدروجين الصوديوم حساس جدًا لدرجة الحرارة، وفي ظروف درجات الحرارة المنخفضة سيكون الترسيب الأول، مما يؤدي إلى انخفاض الرقم الهيدروجيني للمحلول حتى 3 إلى 4 وحدات، في هذا الوقت يكون البروتين الحساس للحمض عرضة للتحلل. بعض البروتينات ذات بنية الوحدات الفرعية المتعددة، مثل أبونيوكارزينوستاتين ونواة المكورات العنقودية، لها تمسخ درجة حرارة منخفضة بسبب انخفاض الفعل الكاره للماء لربط الوحدات الفرعية مع انخفاض درجة الحرارة.

 

3.4 الترشيح/الترشيح الفائق

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الترشيح الغشائي لمحاليل البروتين، وهي الترشيح المعقم، والترشيح النانوي، والترشيح الفائق/الترشيح. يستخدم الترشيح المبيد للجراثيم بشكل رئيسي لإزالة الجزيئات والبكتيريا غير القابلة للذوبان، وعادة ما يستخدم قبل تعبئة المنتج النهائي؛ يستخدم الترشيح النانوي بشكل رئيسي لإزالة الفيروسات. يستخدم الترشيح الفائق/الترشيح بشكل أساسي لاستبدال العينة المنقاة في المخزن المؤقت للمستحضر النهائي وتركيزها، مع تجنب الإضافة المباشرة للقلويات القوية أو الأحماض القوية إلى محلول البروتين لضبط الرقم الهيدروجيني للمحلول، وإضافة مواد أخرى. قد تتسبب السواغات الصلبة في إطلاق حرارة موضعية وتؤثر على استقرار البروتين.

ومع ذلك، فإن الترشيح الغشائي نفسه سيكون له بعض التأثيرات على البروتينات، والتفاعل بين البروتينات وأغشية الترشيح قد يقلل من تركيز البروتينات في محلول المخزون ويفسد البروتينات، مما له تأثير أكثر أهمية على الأدوية ذات تركيز البروتين المنخفض. بشكل عام، يمكن تقليل التفاعل بين البروتين وغشاء المرشح، وبين البروتين والبروتين عن طريق إضافة المواد الخافضة للتوتر السطحي. بالإضافة إلى ذلك، فإن بعض المرشحات ذات الجودة الرديئة نفسها سوف تتخلص من بعض الجزيئات وتصبح نقاط نووية لتجميع البروتين، مما يؤدي إلى تسريع تجميع البروتين. يعد اختيار غشاء مرشح عالي الجودة أمرًا بالغ الأهمية.

 

يجب أيضًا أخذ تأثير دونان في الاعتبار في عملية الترشيح الفائق. ويعني تأثير دونان أنه أثناء عملية الترشيح الغشائي، يتم احتجاز البوليمر (مثل جزيئات البروتين الكبيرة) في الغشاء، ويتجمع الإلكتروليت ذو الشحنة المعاكسة في المحلول حول البوليمر بسبب التجاذب المتبادل للشحنات، بحيث لا يمكن أن يتخلل غشاء الترشيح بالكامل أثناء عملية الترشيح الفائق، مما يؤدي إلى زيادة التركيز. يتم شحن الأجسام المضادة التقليدية بشكل إيجابي في الترشيح الفائق، وبالتالي سيتم إثراء المنحل بالكهرباء الأنيوني بالجسم المضاد وسيزداد التركيز.

بشكل عام، كلما انخفض تركيز المخزن المؤقت الأولي وارتفع تركيز البروتين بعد الترشيح الفائق، كلما كان تأثير Daunan أكثر وضوحًا وكان التأثير على الرقم الهيدروجيني للمخزن المؤقت أكثر أهمية. إذا كان المخزن المؤقت يحتوي على الهيستيدين، فإن قيمة الرقم الهيدروجيني سوف ترتفع عندما يركز الترشيح الفائق على دواء الأجسام المضادة، وحتى قيمة الرقم الهيدروجيني للمستحضر سوف تتجاوز معيار مراقبة الجودة وتجعل المنتج غير مؤهل.

 

04 تحلل الأدوية البيولوجية ومراقبتها أثناء عملية تحضير المنتج النهائي

4.1 التكوين والخلط

في عملية الإنتاج، نظرًا للحجم الكبير للأدوية البيولوجية المعنية، تصبح عمليات تكوين التحضير والخلط مهمة جدًا، مثل البروتين المحلي أو تركيز السواغ مرتفع جدًا، أو قد يؤدي تغيير درجة الحموضة في المحلول والقوة الأيونية إلى تمسخ البروتين. أو هطول الأمطار. قد يؤثر نوع وحجم وسرعة الخلط ووقت المحرض الميكانيكي أثناء الإنتاج على استقرار الطب البيولوجي، على سبيل المثال، معدل الخلط مرتفع جدًا، مما يؤدي إلى تسريع تجميع البروتين. ولذلك، فمن الضروري تحسين هذه المعلمات قدر الإمكان في إطار فرضية تحقيق خلط موحد.

 

4.2 الحشوة

الأدوية البيولوجية معرضة للتمسخ والتجميع أثناء عملية التعبئة، ويرجع ذلك أساسًا إلى القوى الميكانيكية مثل قوى القص الناتجة عن عملية الضخ والتحلل الناجم عن بعض الرواسب. تم الإبلاغ عن أن الفولاذ المقاوم للصدأ لمضخة المكبس سوف يعجل ببعض الجسيمات النانوية ويصبح نقطة نوية لتجميع الأجسام المضادة. يمكن للفقاعات الصغيرة المتولدة أثناء عملية التعبئة أن تفسد البروتين الموجود على سطح الغاز السائل، وستنتج الفقاعات الصغيرة جذورًا حرة و/أو تغيرات حرارية محلية عند كسرها، مما قد يتسبب في تمسخ البروتين.

 

4.3 التجفيف بالتجميد

تميل الأدوية البيولوجية إلى استخدام التركيبات السائلة لأن التركيبات السائلة لها مزايا كبيرة مقارنة بالتركيبات المجففة بالتجميد من حيث التكلفة وبساطة العملية وراحة المريض. ومع ذلك، فإن بعض البروتينات غير مستقرة للغاية في المحاليل المائية، وإذا لم يتم تحقيق الاستقرار الكافي بعد تحسين الإعداد، فيجب النظر في استخدام المستحضرات المجففة بالتجميد. ستشكل عملية التجفيد العديد من العوامل المدمرة، أولها العوامل المدمرة في عملية التجميد، والتي تم تفصيلها سابقاً.

بالإضافة إلى ذلك، قد تواجه البروتينات أيضًا عوامل التحلل في ظل الظروف الجافة. على سبيل المثال، تعتبر طبقة الماء الموجودة على سطح البروتينات مهمة جدًا لاستقرار البروتينات. اقترح هاجمان أن سطح البروتينات يحتوي على حوالي 7% من الماء، وهو أمر مهم جدًا للحفاظ على بنية البروتينات، ويكون محتوى الماء بعد التجفيد عمومًا بين 1% و2%، لذلك هناك حاجة إلى مواد أخرى لتحل محل دور الماء. أثناء الجفاف. لذلك، من المهم جدًا اختيار الوصفة الطبية الصحيحة وعملية التجفيد. من المعتقد عمومًا أن السكريات الثنائية مثل السكروز والطرهالوز يمكن أن تلعب دورًا فعالًا نسبيًا كمانحين لرابطة الهيدروجين، في حين أن مركبات البوليمر لا يمكنها أن تلعب بشكل فعال دور بدائل الماء بسبب التأثير الاستاتيكي.

 

بالإضافة إلى ذلك، في ظل فرضية التحكم في محتوى الماء المجفف بالتجميد (مثل 1٪ إلى 2٪)، يمكن أن يشكل السكروز والتريهالوز مسحوقًا غير متبلور مع نسبة T عالية، بحيث يمكن الحفاظ على النظام بأكمله في حالة صلبة و تمنع التدهور الفيزيائي والكيميائي أثناء التخزين على المدى الطويل. ومع ذلك، بالنسبة للأدوية البيولوجية متعددة الببتيد (مثل الجلوكاجون)، لأنها لا تحتوي على بنية عالية المستوى ثابتة نسبيًا، فإن سكريات البوليمر مثل نشا الهيدروكسي إيثيل التي لا يمكنها لعب دور الرابطة الهيدروجينية يمكن أن تلعب أيضًا تأثيرًا وقائيًا عاليًا مثل سكريات الأعشاب البحرية. في الآونة الأخيرة، تم الإبلاغ عن أن استخدام الأحماض الأمينية كدواء بيولوجي جديد للوقاية من التجفيف بالتجميد، وخاصة الأرجينين، يمكن استخدامه بمفرده أو خلطه مع السكروز بشكل فعال للغاية لحماية استقرار البروتينات تحت ظروف التجميد والتجفيف بالتجميد.

 

05 تحلل ومراقبة الأدوية البيولوجية أثناء التخزين والنقل والاستخدام

في عملية التخزين والنقل والاستخدام، ستواجه البروتينات أيضًا ظروف تحلل مختلفة، مثل تغيرات درجة الحرارة قصيرة المدى أثناء التخزين والنقل، أو تذبذبات النقل، أو التلف الخفيف أثناء النقل والاستخدام، مما قد يكون له تأثير أكبر على جودة البروتين. . بالنسبة للمستحضرات الصيدلانية الحيوية واللقاحات، يعد النقل بسلسلة التبريد عاملاً رئيسياً في ضمان جودة المنتج. في السنوات الأخيرة، وقعت العديد من حوادث سلامة اللقاحات في الصين، مثل قضية لقاح شانشي في عام 2010 وقضية لقاح شاندونغ غير القانوني في عام 2016. وتضمنت جميع هذه الحالات تخزين اللقاحات ونقلها بشكل غير سليم، والمخاطر المحتملة على سلامة الأدوية الناجمة عن وقد أثارت قلقا كبيرا من المجتمع بأسره. لذلك، يعد تعزيز الإدارة والرقابة في عملية التخزين والنقل والاستخدام رابطًا مهمًا لضمان التطبيق الآمن للأدوية البيولوجية.

 

06 الاستنتاج

الأدوية البيولوجية عبارة عن جزيئات هشة للغاية، وترتبط جودة منتجاتها ارتباطًا وثيقًا بعملية الإنتاج. في عملية الإنتاج، من السهل أن يحدث تحلل كيميائي وفيزيائي مختلف، وخاصة التحلل الفيزيائي لجزيئات الطب البيولوجي الكبيرة، والذي يمكن أن يحدث في ظل ظروف فيزيائية أو ميكانيكية مختلفة، لذلك لا يمكن تطبيق تجربة الأدوية الجزيئية الصغيرة مباشرة على الأدوية البيولوجية.

يجب تجنب الظروف القاسية في عملية الإنتاج، مثل خلط محلول الطب البيولوجي مع خلاط بمعدل تحريك مرتفع للغاية، أو استخدام الأحماض القوية أو القلويات مباشرة لضبط درجة الحموضة في المحلول، أو إضافة سواغات صلبة مباشرة إلى محلول البروتين لضبط درجة الحموضة. حل. على الرغم من أنه قد لا يسبب تأثيرات يمكن اكتشافها على المدى القصير، إلا أنه قد يؤثر على البنية الدقيقة الطبيعية المحلية للطب البيولوجي، وسيتم تضخيم هذه التغييرات الهيكلية أثناء التخزين طويل الأجل، مما يؤثر في النهاية على جودة المنتج.

إذا لزم الأمر، يمكن تسريع التقييم المقارن لعمليات الإنتاج المختلفة أو المواد الحافظة باستخدام اختبارات ثبات التدهور المتسارع والقسري على المخزون أو المنتج النهائي. وينبغي إيلاء اهتمام خاص لمنتجات التحلل هذه أثناء التنقية والتعبئة، لأنها ستبقى في المنتج النهائي وسيتم استخدامها في نهاية المطاف في المرضى، مما يزيد من قضايا السلامة والفعالية والمناعة.

بمعنى ما، فإن عملية إنتاج المستحضرات الصيدلانية الحيوية تحدد جودتها، الأمر الذي يتطلب تحليل آلية تحلل هذه الجزيئات وتثبيط تحللها المحتمل طوال عملية الإنتاج لضمان إمكانية تطبيق المنتج النهائي بأمان وفعالية على المرضى.

 

حول جيدلينج

Guidling Technology هي مؤسسة وطنية ذات تقنية عالية تركز على المستحضرات الصيدلانية الحيوية وزراعة الخلايا وتنقية وتركيز الطب الحيوي والتشخيص والسوائل الصناعية. لقد نجحنا في تطوير أجهزة تصفية الطرد المركزي، وأشرطة الترشيح الفائق والترشيح الدقيق، ومرشح الفيروسات، ونظام TFF، ومرشح العمق، والألياف المجوفة، وما إلى ذلك. والتي تلبي تمامًا سيناريوهات تطبيق المستحضرات الصيدلانية الحيوية، وثقافة الخلايا، وما إلى ذلك. تُستخدم الأغشية والمرشحات الغشائية الخاصة بنا على نطاق واسع في التركيز والاستخلاص والفصل للترشيح المسبق والترشيح الدقيق والترشيح الفائق والترشيح النانوي. تلبي خطوط منتجاتنا العديدة، بدءًا من الترشيح المعملي الصغير ذو الاستخدام الواحد وحتى أنظمة ترشيح الإنتاج واختبار العقم والتخمير وزراعة الخلايا والمزيد، احتياجات الاختبار والإنتاج. تتطلع شركة Guidling Technology إلى التعاون معك!