生物制品热原和内毒素检测控制策略

沁人绿茶.

撰稿 | 左侧旋
来源 | 蒲公英（ouryao.com)

过去十年生物制品行业蓬勃发展，生物制品的各类很多，一些常见的疫苗、血液制品、抗体药物、重组蛋白等等，还有PD-1、PD-L1为代表的免疫检查抑制剂和以CAR-T为代表的细胞治疗已经成为非常火热的研究领域，随着新冠疫情的爆发，也催生了一大波疫苗的研发浪潮。

生物制品大都是从天然来源的（人体、或动物）中分离出来的，通过生物技术方法和其它尖端技术生产的药品。生物制品的成分可以是糖、蛋白质或核酸类物质的复杂组合，也可以是细胞或组织的活体。

01法规强检要求
生物制品在上市前必须要进行安全性检查的，其中细菌内毒素和热原作为非常关键的检测项目。药品中不得有热原污染的，否则在临床应用上会产生严重的不良反应。


那这些热原物质是这样作用于我们的人体免疫系统的，首先药物中的热原进入人体内通过Toll样受体（Toll样受体(Toll-like receptors,TLR)是参与非特异性免疫(天然免疫)的一类重要蛋白质分子，也是连接非特异性免疫和特异性
免疫的桥梁。）通过受体来刺激单核细胞，随后活化后的单核细胞释放促炎细胞因子，启动发热反应。

02细菌内毒素检测方法介绍



家免热原检测法是通过向家兔的耳缘静脉注射药物，观察给药后体温的升高情况，来判定药品是否含有热原。单核细胞活化试验是通过测定人血单核细胞的细胞因子的释放来定量产品中的执原物质。

内毒素检测法：第一种就是大家所熟知的鲎试剂检测，作为一种药典方法是现在各大企业最常用的方法，包括凝胶法和动态浊度法。通过内毒素和鲎试剂发生酶联级反就，最终来定量内毒素的。由于鲎资源的短缺，国家一直都在寻找一种替代鲎试剂的方法。

重组因子C检测法：第二种是重组因子C检测法，就是大家正在寻找的鲎试剂检测法的替代方法，它的反应原理就是通过一个重组的C因子来和内毒素进行结合，最终通过荧光信号来定量产品中的内毒素。
这两种方法仅可以鉴别革兰氏阴性菌中的细菌内毒素。无法检测出非内毒素的热原。其次是无法完全呈现人体的免疫反应。
通常来说终产品中的热原和细菌内毒素都是生产各个部分的集合，因为生物制品不耐热，不采用终端灭菌，所以为了减少成品中内毒素的污染我们需要将内毒素的检测与控制惯穿于生不的每一介环节。
首先生物制品生产过程中的原材料会有外源因子引入的风险，因此需要对生产中使用的原材料进行严格的质量控制，原材料、原液配方、瓶装产品中，细菌内毒素就是一个关键的检测项目。
工艺用水在整个生产过程中也是一个非常重要的生产原料，在GMP体系下QC是要对水系统进行日常的监测的。

03细菌内毒素的工艺过程控制
因生物制品和传统药物有很大不同，生产过程中对微生物的控制策略也不同。
首先生物制品的成分都是比较复杂的，几乎所有的生物制品都是复杂的混合物，不容易进行鉴定或者表征。
其次在整个生物制品的生产过程中非常容易受到微生物地的污染，而这些产品往往又是不耐热的，无法通过终端灭菌来实现无菌控制的，所以我们往往需要从最初的生产步骤就开始对微生物进行控制。

以抗体药物的原液生产为例，它的生产工艺主要包括上游生产和下游生产，各大公司在生产操作中都会采取特定的微生物控制策略。在商业化生产阶段需要对每批配制好的培养基进行微生物限度和内毒素的取样检测。

在整个细胞培养的过程中与产品直接接触的设备耗材都是经过灭菌或直接使用一次性耗材。
这个过程其实是处于一个无菌的状态，也是非常可控的，这个过程其实是不需要进行内毒素检测的。在细胞收获阶段，由于这个过程不是无菌操作，所以可以对细胞收获液进行取样检测微生物限度和内毒素。这两个结果可以反映出在整个收获阶段微生物控制状况是如何的。
常规的下游生产工艺包括洗脱、层析步骤、病毒灭活、过滤、超滤、分装等。像先脱、层析后可以对细菌内毒素和微生物负荷进行检测。是可以反映这个生产工艺中微生物控制的状况是怎样的。

由于细菌内毒素很容易吸附在生产用具上，所以对生产用具和管道、取样器具等，使用前应进行除热原处理，耐热的玻璃和不锈钢器具可采用180℃4h或250℃30min干热灭菌，不耐高温的如硅胶管、胶塞等清洁完成后进行湿热灭菌。对培养罐、阀门、层析柱等进行在位灭菌。
工艺去除手段，内毒素的脂肪A部分具有疏水性，在高盐下会凝集，而目标蛋白质可吸附在疏水介质上，因此可以利用疏水层析去除内毒素。
如果原液及保护剂的分子量和内毒素的分子量差别很大，可通过超滤法来去除内毒素，但如果分子量与目标蛋白差别不大，超滤效果不好。
辅料方面，有些辅料可以进行干热灭菌的，可考虑进行干热灭菌，如NaCl、KBr、（NH4）2SO4等均可干热灭菌。

人员的无菌操作也是关键因素，操作者必须按照SOP进行更衣、洗手、消毒。在离心、层析进出样及超滤操作时应注意对容器口的保护，每一步纯化收集的样品应在最短时间内冷藏，不可放置在室温环境内过久。
对于生物制品生产中防止内毒素污染的控制最主要的方式是生产过程控制，即严格执行操作要求，严格遵守无菌操作，防止内毒素的产生。


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xqliu

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