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渗透压监测在细胞&基因治疗中应用的8种基本逻辑(下)

2022-06-24

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基因疗法和细胞疗法具有彻底改变不治之症的潜力,且发展趋势令人鼓舞。到目前为止已经获的FDA批准的细胞和基因疗法已多达22个【1】。但要使这些新型药物/疗法能够用于更广泛的患者群体,仍存在诸多挑战,如下游病毒载体的回收率【2】,生产能力、产量和供应链。改进和成功的关键是实施高质量的工艺设计和工艺参数,以确保稳定性和可重复性。


渗透压是一种溶质浓度的测量方法,反映了溶液中总粒子/溶质浓度,在生物制药中一直被认为是一种关键的测量方法[3,4], 且渗透压几乎不受温度和压力变化的影响,是生物工艺监测的理想参数。

这里将概述渗透压监测

在CGT中应用的8种基本逻辑

基本逻辑1-5请查看上篇

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 浓缩和缓冲液交换:  

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在原料药和药品中高浓度的病毒载体会加剧囊膜病毒(逆转录病毒)和非囊膜病毒(AAV)[2]的聚集,而过滤操作会破坏大型囊膜病毒的膜,极大地影响病毒载体的稳定性和转染效率[5]


渗透压在降低AAV聚集的可能性方面也起着至关重要的作用:适合的渗透压能够有效阻止AAV2病毒载体的聚集。由于一些常用缓冲液利用电导率和pH的分辨率不足以捕捉起始缓冲液配方和最终缓冲液配方之间的差异,因此在UF/DF工艺步骤中渗透压测试也有助于验证缓冲液交换的效率和完成终点。


 制剂过程:

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渗透压测试通常被用于最终制剂的放行标准,它可指示最终工艺和最终产品纯度和安全性。渗透压测试对于没有最终除菌过滤的病毒工艺尤其有用。此外,渗透压会影响病毒的流体力学半径,这将帮助制剂开发团队进一步优化过滤步骤的截留分子量。   


 最终产品测试: 

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渗透压测试长期以来一直是生物药放行的药典测量方法,因为任何进入人体的物质都必须是生理等渗的。在细胞既是起点又是终点的细胞治疗领域,中间产品及最终产品必须在超低温条件下进行保存(为储存药物中间体和产物而冷冻细胞的过程)。在这一过程中需要引入冷冻保护剂对细胞进行保护。 低温保存在治疗用细胞生产的多个阶段都是至关重要的,包括从细胞库建立到运输到临床注射环境(图1)。因此,在整个工作流程的这些阶段进行渗透压测试,以确保低温保存特性和最终产品质量。  

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图1


 总  结  

细胞和基因治疗的成功在很大程度上取决于其过程控制的可重复性和/或放大。 随着该领域的成熟,对细胞和基因治疗稳健工艺控制策略需求将急剧增加,需要确定可靠和准确的参数,而渗透压测试能够完美契合这些要求。该参数有助于获取最佳产量,纯度和稳定性的产品,并支持在任何先进疗法实验室的实施。



参考文献

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1.Medicine, A.f.R. ARM Annual Report & Sector Year in Review: 2019. Advancing Gene, Cell, & Tissue-Based Therapies 2020 [cited 2020 Mar 15].

2.Forsberg, N.e.a. Key Considerations in Gene Therapy Manufacturing for Commercialization. 2018.

3.Osmolality and Osmolarity. 2017, US Pharmacopeia.

4.Osmolality. European Pharmacopeia.

5.Morenweiser, R., Downstream processing of viral vectors and vaccines. Gene Ther, 2005. 12 Suppl 1: p. S103-10.


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