在基因治療產(chǎn)品迅速發(fā)展的今天，質(zhì)量控制如何做？

前言

       基因治療（gene therapy）是指將外源正?；?qū)氚屑?xì)胞，以糾正或補(bǔ)償基因缺陷和異常引起的疾病，從而達(dá)到治療目的，也就是通過基因轉(zhuǎn)移技術(shù)將外源基因插入患者適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞中，使外源基因表達(dá)的產(chǎn)物能治療某種疾病。

       從廣義說，基因治療還可包括在核酸水平治療某些疾病的措施和新技術(shù)，如RNA干擾技術(shù)。基因治療技術(shù)從1990年開始第1例臨床試驗(yàn)至今，經(jīng)歷了近30年的發(fā)展，其間一度跌入低谷，后在爭議中前行，直至最近幾年取得了不俗的進(jìn)展，重新成為各國研究的熱點(diǎn)。

       2019年5月美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)了1個(gè)用于治療小兒脊髓性肌萎縮癥（SMA）的基因治療產(chǎn)品Zolgensma。除此以外，目前國內(nèi)外還有10個(gè)基因治療產(chǎn)品已被批準(zhǔn)上市。截至2019年10月20日，ClinicTrails.gov 網(wǎng)站的數(shù)據(jù)顯示全球已登記基因治療臨床試驗(yàn)總數(shù)為4091項(xiàng)，其中美國2198項(xiàng)，中國279項(xiàng)。

基因治療產(chǎn)品途徑

       基因治療產(chǎn)品正被研究用于治療包括癌癥、遺傳病和傳染病在內(nèi)的疾病。

       基因治療有體內(nèi)與體外兩種途徑，基因治療產(chǎn)品按技術(shù)特點(diǎn)包括以下五種：

       •質(zhì)粒DNA：環(huán)狀DNA分子可以通過基因工程將治療基因攜帶到人類細(xì)胞中。

       •病毒載體：病毒具有將遺傳物質(zhì)傳遞到細(xì)胞中的自然能力，因此一些基因治療產(chǎn)品是從病毒中衍生出來的。一旦病毒被改造以消除它們引起傳染病的能力，這些經(jīng)過修飾的病毒就可以被用作載體(載體)，將治療基因攜帶到人類細(xì)胞中。

       •細(xì)菌載體：細(xì)菌可以被修飾以防止它們引起傳染病，然后作為載體(載體)將治療基因攜帶到人體組織中。

       •人類基因編輯技術(shù)：基因編輯的目的是破壞有害基因或修復(fù)突變基因。

       患者源性細(xì)胞基因治療產(chǎn)品：細(xì)胞從病人身上移除，基因改造(通常使用病毒載體)，然后返回給病人。

圖1 基因治療產(chǎn)品途徑

質(zhì)量研究

       隨著對(duì)產(chǎn)品認(rèn)識(shí)的深入和檢測技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的質(zhì)量研究應(yīng)不斷補(bǔ)充和完善并貫穿于整個(gè)生命周期。研究應(yīng)采用先進(jìn)、成熟的分析方法，全面了解產(chǎn)品質(zhì)量屬性，評(píng)估質(zhì)量屬性與產(chǎn)品安全性、有效性的相關(guān)性。

       質(zhì)量特性的研究應(yīng)選用代表性工藝批次和適當(dāng)生產(chǎn)階段的樣品作為研究對(duì)象，代表性批次如非臨床研究批次、中試批次、關(guān)鍵性臨床批次或商業(yè)化工藝批次等，生產(chǎn)階段樣品如原材料、中間體、原液和成品。原液和制劑之間若存在質(zhì)量特性的差異，應(yīng)分別取樣進(jìn)行分析。對(duì)于復(fù)核核酸載體，應(yīng)對(duì)核酸載體、復(fù)核組分和最終復(fù)合物分別進(jìn)行研究。

       質(zhì)量研究內(nèi)容應(yīng)覆蓋所有可能與產(chǎn)品安全性、有效性相關(guān)的特性，一般包括結(jié)構(gòu)、鑒別、一般理化特性、純度、生物學(xué)活性、基因轉(zhuǎn)導(dǎo)效率、雜質(zhì)、基因型、表型等，具體研究項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品類型、作用機(jī)制、原材料和生產(chǎn)工藝決定。

       ▲結(jié)構(gòu)和特性分析

       結(jié)構(gòu)的研究包括一級(jí)結(jié)構(gòu)和高級(jí)結(jié)構(gòu)。采用多種方法，如測序、限制性酶切譜圖等，對(duì)載體完整的基因序列進(jìn)行確認(rèn)，尤其是目的基因以及相關(guān)的選擇/調(diào)節(jié)/控制元件，基因中應(yīng)不含有致癌或促瘤基因。

       ▲生物學(xué)活性

生物學(xué)活性的研究和方法學(xué)建立應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品適應(yīng)癥、給藥途徑和作用機(jī)制進(jìn)行開發(fā)，盡可能建立與作用機(jī)制相同或相似的體、內(nèi)外分析方法用于活性研究和質(zhì)量控制。研究應(yīng)能反應(yīng)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)導(dǎo)活性，以及替代、補(bǔ)償、阻斷、修正特定基因的預(yù)期作用。含有多種活性成分的制品，需要分別建立方法對(duì)各個(gè)成分的活性進(jìn)行測定，同時(shí)還應(yīng)考慮活性成分之間可能存在的干擾或者協(xié)同作用。

       ▲純度、雜質(zhì)和污染物分析

       雜質(zhì)主要包括產(chǎn)品相關(guān)雜質(zhì)和工藝相關(guān)雜質(zhì)。

產(chǎn)品相關(guān)雜質(zhì)包括所有非目標(biāo)或非功能形式的生產(chǎn)產(chǎn)物。病毒類載體一般應(yīng)分析產(chǎn)物中的空殼病毒、錯(cuò)誤包裝病毒、雜合病毒、無活性病毒顆粒，病毒聚集體等雜質(zhì)在產(chǎn)品中的殘留水平，并對(duì)其安全性進(jìn)行評(píng)估；核酸類載體一般應(yīng)分析錯(cuò)誤序列、不完整序列、降解片段、差異結(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤修飾、或復(fù)雜遞送系統(tǒng)錯(cuò)誤組裝組分等的殘留水平；微生物載體一般應(yīng)對(duì)株菌的單克隆性、質(zhì)?；蚋脑旎騺G失率等情況進(jìn)行檢定。

       ▲含量

       建立基因治療產(chǎn)品物理數(shù)量和生物數(shù)量的檢測指標(biāo)，如：顆粒數(shù)、感染性滴度或感染性顆粒數(shù)、基因組DNA/RNA或質(zhì)粒DNA濃度、細(xì)菌數(shù)等。病毒載體應(yīng)對(duì)總顆粒數(shù)與感染性滴度或感染性顆粒數(shù)的比例進(jìn)行控制，病毒載體類制劑建議以物理滴度計(jì)算臨床計(jì)量。活的微生物載體應(yīng)對(duì)活率，以及活菌與死菌的比例進(jìn)行控制。分析應(yīng)盡可能使用標(biāo)準(zhǔn)品或?qū)φ掌穪硇?zhǔn)含量測定結(jié)果。

       ▲其他特性分析

       一般理化特定分析，如外觀、澄清度、可見異物、不溶性微粒、pH值、滲透壓等。此外，還可能要對(duì)病毒載體的復(fù)制能力、插入位點(diǎn)、質(zhì)粒載體的轉(zhuǎn)導(dǎo)率等。

質(zhì)量控制

       質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定以控制最終產(chǎn)品的質(zhì)量和批間一致性為目的，具體應(yīng)根據(jù)工藝和控制需要對(duì)不同階段的樣品制定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，一般包括原液，半成品（如有）和制劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的確定應(yīng)基于質(zhì)量研究，根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量屬性與安全性、有效性的相關(guān)性確定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的具體內(nèi)容，一般包括檢驗(yàn)項(xiàng)目、分析方法和可接受標(biāo)準(zhǔn)。

       標(biāo)準(zhǔn)限度一般應(yīng)基于目標(biāo)產(chǎn)品質(zhì)量的設(shè)定、代表性工藝批次分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、穩(wěn)定性研究結(jié)果，以及人體或動(dòng)物安全性研究數(shù)據(jù)等多個(gè)方面設(shè)定。

       原液的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一般包括外觀、鑒別、理化特性、純度、含量、活性、外源因子、內(nèi)毒素、雜質(zhì)（產(chǎn)品相關(guān)和工藝相關(guān)雜質(zhì)），以及其他藥典規(guī)定檢測項(xiàng)目。

       對(duì)于非復(fù)制型或條件復(fù)制型病毒載體，應(yīng)對(duì)可復(fù)制型病毒進(jìn)行檢測和控制。除上述原液檢測項(xiàng)目外，制劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)還應(yīng)關(guān)注受制劑處方、制劑生產(chǎn)工藝和包裝容器影響的其他質(zhì)量屬性，一般還包括（但不限于）：轉(zhuǎn)導(dǎo)效率、感染活性、制劑外觀、裝量、可抽取體積、水分殘留、制劑理化特性（如pH值、折光率、滲透壓、不溶性微粒、可見異物等）、關(guān)鍵輔料含量（鋁、復(fù)合輔料等）、制劑工藝雜質(zhì)、可復(fù)制型病毒（如適宜），以及藥典要求的制劑檢項(xiàng)等。

       制劑若采用特殊容器或藥械組合裝置，還需要根據(jù)裝置的功能增加特定的放行檢測。對(duì)于部分未納入質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的檢測項(xiàng)目，應(yīng)說明其合理性，并提供驗(yàn)證依據(jù)。

穩(wěn)定性研究

       基因治療產(chǎn)品穩(wěn)定性研究可參照《生物制品穩(wěn)定性研究技術(shù)指導(dǎo)原則（試行）》和ICH Q5C的一般原則和相關(guān)要求進(jìn)行，同時(shí)根據(jù)產(chǎn)品自身特點(diǎn)、臨床用藥情況等合理設(shè)計(jì)研究方案。

       研究項(xiàng)目一般包括長期穩(wěn)定性、加速穩(wěn)定性、影響因素研究、運(yùn)輸穩(wěn)定性、使用穩(wěn)定性等，研究條件應(yīng)根據(jù)具體保存、運(yùn)輸和使用情況，以及相應(yīng)研究條件下研究結(jié)果的指示意義具體確定。研究應(yīng)選用代表性工藝樣品，裝于代表性包裝容器或使用器材進(jìn)行。

       穩(wěn)定性研究監(jiān)測項(xiàng)目應(yīng)全面，尤其是對(duì)產(chǎn)品安全性、有效性、穩(wěn)定性有重要指示意義的檢測項(xiàng)目。研究期限應(yīng)覆蓋實(shí)際保存或使用時(shí)限。

容器和密閉系統(tǒng)

       容器和密閉系統(tǒng)一般包括原液、半成品（如有）、制劑的包裝容器，生產(chǎn)過程中原材料、中間品的保存容器，以及生產(chǎn)過程中與產(chǎn)品直接接觸的生產(chǎn)管線，如生物反應(yīng)袋、一次性管線等。

       為避免儲(chǔ)存容器或密閉系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生非預(yù)期影響，應(yīng)對(duì)容器和密閉系統(tǒng)進(jìn)行相容性研究、密閉性研究和安全性評(píng)估，特定條件下的密閉保存容器還應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)條件下的適用性研究，如冷凍適應(yīng)性等。

       對(duì)于具有特殊功能的次級(jí)包裝材料，應(yīng)將次級(jí)包裝材料納入容器和密閉系統(tǒng)的研究中，對(duì)其相應(yīng)功能進(jìn)行研究和驗(yàn)證。如涉及特殊給藥裝置，如電穿孔裝置、鼻噴裝置、無針注射器等，需提交相關(guān)研究資料或其他適用的支持資料。

       參考文獻(xiàn)：

       [1] 基因治療產(chǎn)品藥學(xué)研究與評(píng)價(jià)技術(shù)指導(dǎo)原則（征求意見稿）

       [2] 2021年中國基因治療行業(yè)概覽