Problemi di stabilità e soluzioni dei farmaci biologici nel processo produttivo

Negli ultimi anni, i farmaci biotecnologici, in particolare i farmaci monoclonali, sono gradualmente diventati il ​​corpo principale della ricerca e dello sviluppo di nuovi farmaci. Tuttavia, i prodotti biologici proteici generalmente presentano il problema di una struttura complessa e instabile, in particolare una varietà di fattori instabili nel processo di produzione, che si traducono nella degradazione e nell'inattivazione dei prodotti biologici. Il processo di preparazione dei farmaci biologici è molto complesso, spesso attraverso la biosintesi (come la fermentazione microbica/coltura cellulare), la purificazione e la raffinazione delle scorte (come la purificazione cromatografica, la rimozione del virus) e il processo di preparazione (come la configurazione della preparazione, la filtrazione asettica, il riempimento, il congelamento -essiccazione e ispezione delle lampade) e altri collegamenti di produzione, stoccaggio, trasporto e altri. Pertanto, risolvere questi problemi di instabilità è la chiave per il successo dell’applicazione dei farmaci biologici nella pratica clinica. In questo articolo sono state riassunte le modalità di degradazione nella produzione dei medicinali biologici e sono state proposte le soluzioni corrispondenti.

 

Poiché la tecnologia biologica (come la tecnologia del DNA ricombinante, la tecnologia dell'ibridoma linfocitario, la tecnologia del phage display) e lo sviluppo della genomica umana, i medicinali biotecnologici (medicina biologica, bioterapeutica, biologica, biofarmaceutica), in particolare i medicinali monoclonali, sono gradualmente diventati la parte principale di ricerca e sviluppo di nuovi farmaci. Negli ultimi anni i farmaci biologici hanno rappresentato l'80% dei 10 farmaci soggetti a prescrizione più venduti al mondo e anche la quota dell'intero settore farmaceutico aumenta di anno in anno. Rispetto ai tradizionali farmaci a piccole molecole basati sulla sintesi chimica, i farmaci biologici sono principalmente preparati e prodotti con metodi biotecnologici, in particolare con la tecnologia del DNA ricombinante, che hanno le caratteristiche di elevata attività, elevata specificità e bassa tossicità e risolvono molti problemi medici che i tradizionali farmaci a piccole molecole i farmaci non possono risolvere i problemi, pertanto svolgono un ruolo sempre più importante nel salvare vite umane e nel migliorare la qualità della vita dei pazienti.

Tuttavia, lo sviluppo dei farmaci biologici deve affrontare anche numerose sfide tecniche. Innanzitutto, i biofarmaci sono biomacromolecole (la massa molecolare relativa è solitamente 5x103~2×105) con strutture e componenti molto complessi. Oltre alla struttura primaria, cioè la sequenza aminoacidica, i farmaci biologici hanno solitamente strutture complesse di alto livello (come strutture secondarie, terziarie o anche quaternarie), che sono alla base della loro attività biologica.

 

Allo stesso tempo, a causa di fattori quali la modificazione post-traduzionale, l’idrolisi enzimatica e la degradazione chimica, i comuni farmaci biologici sono miscele estremamente complesse contenenti milioni o più di molecole. In secondo luogo, i farmaci biologici sono instabili e soggetti a degradazione chimica e fisica. La degradazione chimica comporta la rottura e la formazione di legami covalenti, mentre la degradazione fisica è esclusiva dei farmaci biologici e non comporta cambiamenti dei legami covalenti, ma principalmente cambiamenti nella struttura di alto livello delle proteine, compreso l'adsorbimento fisico (su superfici idrofobiche), la denaturazione, depolimerizzazione, aggregazione e precipitazione. Questa degradazione non influenzerà solo la sua attività biologica, ma potrebbe anche causare molti problemi di sicurezza. In secondo luogo, a differenza dei farmaci a piccole molecole, quasi tutti i farmaci biologici hanno una potenziale immunogenicità, cioè la capacità di stimolare l’organismo a formare anticorpi specifici o sensibilizzare i linfociti.

 

Oltre alla struttura dei farmaci biologici stessi, l’immunogenicità è anche strettamente correlata alla stabilità dei farmaci biologici, in particolare ai polimeri e alle particelle proteiche, che sono facili da stimolare l’organismo a formare anticorpi corrispondenti contro i farmaci eliminati, influenzando l’efficacia dei farmaci, e anche a causa della reattività crociata può neutralizzare le proteine ​​endogene nel corpo umano. Ad esempio, gli anticorpi prodotti durante il trattamento con eritropoietina umana (EprexR) non solo neutralizzeranno i medicinali proteici, ma legheranno anche le proteine ​​endogene umane per inattivarle, provocando disturbi puri della rigenerazione dei globuli rossi nei pazienti. La risposta immunitaria può anche scatenare reazioni di ipersensibilità, che nei casi più gravi possono addirittura mettere a repentaglio la vita del paziente.

Alcuni sottili cambiamenti (come la conformazione) che si verificano durante la produzione di medicinali biologici possono essere difficili da osservare durante il processo di produzione o di conservazione a breve termine attraverso le tecnologie analitiche esistenti, ma possono influenzare la stabilità del processo di conservazione a lungo termine, avendo così un impatto maggiore sulla qualità finale del prodotto. Anche la qualità degli impianti di produzione, delle materie prime e dei materiali di imballaggio, nonché la formazione e il funzionamento dei dipendenti avranno un grande impatto sulla qualità del prodotto. In questo articolo vengono riassunti i problemi comuni che incidono sulla stabilità dei farmaci biologici nel processo di produzione e vengono proposte le soluzioni corrispondenti.

 

01 Processo di preparazione della medicina biologica

Il processo di preparazione dei medicinali biologici è molto complicato. Dalla biosintesi al confezionamento finale in preparazioni cliniche, di solito è necessario passare attraverso varie fasi di produzione, stoccaggio e trasporto, tra cui la biosintesi (come fermentazione microbica/coltura cellulare), purificazione delle scorte, raffinazione (come purificazione cromatografica, rimozione del virus) e preparazione processo (come configurazione della preparazione, filtrazione asettica, riempimento, liofilizzazione e ispezione della lampada). Prendendo come esempio i farmaci biologici anticorpali più diffusi, una tipica procedura di produzione prevede le seguenti fasi: in primo luogo, la linea cellulare viene fusa e gradualmente espansa in un ambiente di crescita ragionevole per soddisfare infine le esigenze di produzione.

 

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 gradi) e condizioni di pH neutro per un periodo superiore o uguale a 10 giorni fino a quando la sintesi e la secrezione proteica sufficienti nell'area extracellulare finora. Dopo la sintesi del medicinale biologico, il residuo cellulare insolubile viene rimosso mediante centrifugazione o filtrazione, quindi il surnatante contenente il medicinale biologico viene purificato mediante diverse colonne cromatografiche come la cromatografia di affinità con proteina A (cromalografia della proteina A), cromatografia a scambio cationico e cromatografia a scambio anionico. cromatografia e il virus viene rimosso e inattivato.

Dopo la purificazione, i prodotti biologici vengono sostituiti nel tampone appropriato mediante ultrafiltrazione o percolazione e conservati nella sostanza medicinale o sotto forma di massa finale quando aggiunti ai componenti della preparazione finale. Il prodotto finito è ottenuto riempiendo diversi materiali di imballaggio interno (chiusura del contenitore), o ulteriormente preparato in polvere liofilizzata mediante trattamento di liofilizzazione. Durante tutto il processo di produzione, le proteine ​​sono sottoposte a una varietà di fattori distruttivi, come pH basso, sale elevato, congelamento-scongelamento, luce, oscillazioni, taglio e varie superfici (idrofobiche), che possono causare cambiamenti strutturali o degradazione della proteina, quindi influenzando la qualità della medicina biologica e ogni passaggio può essere ottimizzato per evitare o ridurre la conseguente degradazione.

 

02 Degradazione e controllo dei farmaci biologici durante la fermentazione microbica/coltura cellulare

Il processo di fermentazione microbica/coltura cellulare può influenzare la stabilità dei medicinali proteici da esso espressi, ma ci sono pochi rapporti sulla stabilità dei farmaci biologici nel processo di fermentazione microbica/coltura cellulare, oppure questo problema non ha ricevuto sufficiente attenzione. La ragione principale di questo fenomeno potrebbe essere che nel processo di fermentazione microbica della coltura di cellule L si presta maggiore attenzione alle condizioni appropriate per la crescita microbica/cellulare e alla quantità di espressione e che alcuni prodotti di degradazione possono essere rimossi mediante successiva purificazione o La perdita proteica causata dalla degradazione è considerata causata da un'espressione proteica inadeguata.

 

In conformità con il principio QbD dello sviluppo della medicina biologica e le linee guida pertinenti come la FDA, le impurità legate al prodotto vengono meglio soppresse in prima linea nella produzione, seguite dalla purificazione e da altri processi di rimozione. In assenza di un metodo di rimozione efficace, è necessario dimostrare che l’impurità non influisce in modo significativo sulla sicurezza e sull’efficacia del medicinale, ma ciò comporterà molte ricerche aggiuntive e vi è il rischio di alcune incertezze dovute a scarsa studi mirati. Quindi la strategia preferita è considerare l’inibizione di questi degradi alla fonte.

Ci sono molti fattori che causano la degradazione delle proteine ​​durante la fermentazione microbica/coltura cellulare, il primo sono fattori ambientali, come temperatura elevata, pH neutro, ossigeno disciolto, forza ionica del sale, ecc. La temperatura della coltura cellulare è molto più alta rispetto alla normale conservazione temperatura (da 2 a 8 gradi) e, come per la maggior parte delle reazioni chimiche, maggiore è la temperatura, più rapida è la degradazione delle proteine. A pH neutro, molte proteine, compresi gli anticorpi monoclonali, sono più inclini all’aggregazione e alla deammidazione. Concentrazioni inferiori di ossigeno disciolto possono provocare un accoppiamento incompleto del legame disolfuro proteico.

 

Inoltre, anche i componenti del terreno, come gli ioni metallici (come gli ioni rame), gli amminoacidi (come la cisteina), ecc., influenzano la qualità dei farmaci biologici, in particolare la formazione e lo scambio di legami disolfuro. Condizioni ottimizzate di coltura cellulare possono migliorare la stabilità delle proteine, ma qualsiasi processo deve essere efficace e utilizzabile. Poiché le condizioni di espressione di molte proteine ​​possono entrare in conflitto con la stabilità delle proteine, i cambiamenti nelle condizioni di fermentazione microbica/coltura cellulare in particolare possono influenzare i livelli di espressione delle proteine ​​bersaglio, la crescita cellulare, le impurità legate al processo e i livelli di glicosilazione. In questo momento, è necessario effettuare un'analisi e un'ottimizzazione complete.

 

03 Degradazione e controllo degli agenti biochimici durante la purificazione e la debatterializzazione/deviralizzazione

3.1 Purificazione

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% dopo purificazione mediante cromatografia su proteina A. Per queste proteine ​​acido-sensibili, il tempo di eluizione deve essere ridotto al minimo e l'eluizione deve essere neutralizzata in tempo dopo l'eluizione o l'eluizione a temperature più basse. Inoltre, l’uso di sistemi tamponanti ottimizzati (come l’aggiunta di arginina) può inibire significativamente la generazione di aggregazione e migliorare il recupero degli anticorpi.

 

Nella cromatografia a scambio ionico, è spesso necessario utilizzare una concentrazione più elevata di sali (come cloruro di sodio e acetato di sodio) e regolare il pH della soluzione affinché sia ​​adatta alla cromatografia a scambio anionico o cationico, garantendo al tempo stesso che queste condizioni non si verifichino. non influiscono sulla qualità delle proteine. Alcuni anticorpi monoclonali sono più sensibili all'alto contenuto di sale e tendono a formare aggregati proteici come opalescenze e particelle. Abbiamo scoperto che l'eluizione con istidina come tampone invece che con un alto contenuto di sale potrebbe inibire efficacemente tali reazioni di aggregazione (dati non pubblicati).

Nella cromatografia a scambio idrofobico, le proteine ​​vengono separate dall'affinità tra il gruppo idrofobico e la fase mobile e vengono facilmente adsorbite sulla superficie idrofobica per denaturare. Tuttavia, è molto più blanda della cromatografia in fase inversa, che richiede l’eluizione delle proteine ​​utilizzando solventi organici. Il metodo di aggiunta di arginina alla soluzione campione o alla fase mobile può essere utilizzato anche per migliorare il recupero delle proteine.

 

3.2 Sterilizzazione/rimozione di virus

Poiché i farmaci biologici devono essere somministrati tramite iniezione, anche la sterilizzazione e l’eliminazione virale sono processi necessari per i prodotti biofarmaceutici, che comprendono principalmente la rimozione fisica e l’inattivazione chimica. La rimozione fisica è la separazione di batteri o virus dai farmaci biologici mediante mezzi fisici, i metodi principali sono la filtrazione/nanofiltrazione su membrana e la cromatografia. L'inattivazione chimica è l'inattivazione di batteri o virus mediante metodi chimici, che comprendono principalmente l'uso di tensioattivi, riscaldamento, trattamento acido e trattamento con raggi UV/Y.

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 gradi prima della sterilizzazione con trattamento termico. Allo stesso tempo, si dovrebbe prestare attenzione all'impatto di alcune proteine ​​miscellanee, in particolare tracce di proteine ​​miscellanee con basse temperature di fusione, e le particelle formate dopo la degradazione di queste impurità diventeranno siti di nucleazione per l'aggregazione proteica, accelerando l'aggregazione di proteine ​​bersaglio. Se la soluzione contiene saccarosio, bisogna anche considerare che il saccarosio è soggetto a idrolisi per formare glucosio e fruttosio in condizioni di alta temperatura, e questi due zuccheri ridotti avranno una reazione di Maillard con il gruppo amminico libero delle proteine, con conseguente degradazione del farmaci biologici.

Per sterilizzare mediante radiazioni è necessario prestare attenzione alla degradazione chimico-fisica delle proteine ​​causata dai radicali liberi, e solitamente è necessario aggiungere alcuni scavenger di radicali liberi per proteggere le proteine.

 

3.3 Congelamento-Scongelamento

Il congelamento-scongelamento è un processo necessario nella produzione di medicinali biologici, come il processo di attesa in diverse fasi del processo di produzione o il cambio di sito/trasferimento, ed è anche un metodo comune per la conservazione a lungo termine della soluzione madre . Inoltre, il congelamento-scongelamento accidentale può verificarsi anche quando il prodotto finito viene trasportato o quando il paziente lo utilizza a casa. Alcune proteine ​​sono molto sensibili al gelo-disgelo, soprattutto in assenza di adeguati agenti protettivi, che possono facilmente causare l'inattivazione delle proteine. Pertanto, anche l'esperimento di congelamento-scongelamento è una parte essenziale dello screening della prescrizione della formulazione.

I meccanismi di distruzione del congelamento-scongelamento delle proteine ​​sono i seguenti: in primo luogo, la superficie dell'acqua ghiacciata formata durante il congelamento è un'importante causa di denaturazione delle proteine ​​e le proteine ​​tendono ad essere adsorbite su queste superfici per la denaturazione e l'aggregazione; In secondo luogo, dopo che una grande quantità di acqua diventa ghiaccio durante il processo di congelamento, la concentrazione del soluto rimanente e della proteina stessa aumenterà notevolmente e maggiore è la concentrazione proteica, maggiori sono le possibilità di collisione intermolecolare e più grave la formazione di aggregazione.

 

A seconda del meccanismo di reazione della degradazione proteica, esistono diversi modi per inibire la degradazione proteica causata dal congelamento-scongelamento. Ad esempio, l'ottavo agente dell'acqua ghiacciata (come polisorbato 20, polisorbato 80) per inibire la degradazione causata dalla superficie dell'acqua ghiacciata. La stabilità termodinamica (mantenendo la proteina nel suo stato naturale) viene aumentata regolando il pH e la forza ionica della soluzione e aggiungendo eccipienti/protettori.

Per la conservazione a lungo termine delle scorte di medicinali biologici, di solito è necessario mantenere la proteina al di sotto della temperatura di transizione vetrosa (T') del concentrato massimo congelato per garantire una motilità molto bassa (stabilità cinetica). Ad esempio, una soluzione proteica contenente saccarosio come agente protettivo, poiché la sua T' è di circa -30 gradi, deve essere mantenuta ad una temperatura di -40 gradi o anche inferiore.

 

Il tasso di congelamento-scongelamento influisce anche sulla stabilità dei farmaci biologici. Se il congelamento è troppo lento, la proteina verrà degradata più facilmente in uno stato di concentrazione più elevata per un lungo periodo. Al contrario, in condizioni molto veloci (come -80 gradi), si può formare una grande quantità di acqua ghiacciata in superficie, che causa anche il degrado dovuto alla superficie. Anche la velocità di scioglimento è molto importante, poiché uno scioglimento lento (ad esempio 4 gradi) causa ulteriori danni a causa della ricristallizzazione dell'acqua che si è sciolta sulla superficie dell'acqua ghiacciata. Pertanto, nel processo di produzione, si consiglia generalmente di sciogliere i prodotti congelati il ​​più rapidamente possibile, ad esempio utilizzando acqua corrente per accelerare lo scioglimento.

Inoltre, durante il processo di congelamento, alcuni soluti cristallizzano a causa della formazione di ghiaccio e della riduzione della solubilità. Il più tipico è il tampone fosfato di sodio, rispetto al sodio diidrogeno fosfato, la solubilità del sodio diidrogeno fosfato è molto sensibile alla temperatura, in condizioni di bassa temperatura si verificherà la prima precipitazione, con conseguente diminuzione del pH della soluzione fino a 3 a 4 unità, in questo momento la proteina acido-sensibile è soggetta a degradazione. Alcune proteine ​​con struttura a subunità multiple, come l'aponeocarzinostatina e la nucleasi stafilococcica, presentano una denaturazione a bassa temperatura a causa della diminuzione dell'azione idrofobica di collegamento delle subunità con la diminuzione della temperatura.

 

3.4 Filtrazione/ultrafiltrazione

Esistono tre tipi principali di filtrazione su membrana per soluzioni proteiche: filtrazione sterile, nanofiltrazione e ultrafiltrazione/percolazione. La filtrazione battericida viene utilizzata principalmente per rimuovere particelle e batteri insolubili, solitamente utilizzata prima del riempimento del prodotto finale; La nanofiltrazione viene utilizzata principalmente per rimuovere i virus; L'ultrafiltrazione/percolazione viene utilizzata principalmente per sostituire il campione purificato nel tampone della preparazione finale e concentrarlo, evitando l'aggiunta diretta di alcali forti o acidi forti alla soluzione proteica per regolare il pH della soluzione e l'aggiunta di altri gli eccipienti solidi possono causare il rilascio di calore locale e influenzare la stabilità della proteina.

Tuttavia, la stessa filtrazione su membrana avrà alcuni effetti sulle proteine ​​e l'interazione tra proteine ​​e membrane di filtrazione potrebbe ridurre la concentrazione di proteine ​​nella soluzione madre e denaturare le proteine, il che ha un impatto più significativo sui medicinali a bassa concentrazione proteica. In generale, l'interazione tra proteina e membrana filtrante e tra proteina e proteina può essere ridotta aggiungendo tensioattivi. Inoltre, alcuni filtri di scarsa qualità perderanno alcune particelle e diventeranno punti di nucleazione per l'aggregazione proteica, accelerando l'aggregazione proteica. La scelta di una membrana filtrante di alta qualità è fondamentale.

 

Anche l'effetto Donnan deve essere considerato nel processo di ultrafiltrazione. L'effetto Donnan significa che durante il processo di filtrazione su membrana, il polimero (come le macromolecole proteiche) viene intrappolato nella membrana e l'elettrolita con carica opposta nella soluzione si raccoglie maggiormente attorno al polimero a causa dell'attrazione reciproca delle cariche, in modo che il la membrana di filtrazione non può essere completamente permeata durante il processo di ultrafiltrazione, con conseguente aumento della concentrazione. Gli anticorpi convenzionali sono caricati positivamente nell'ultrafiltrato, quindi l'elettrolita anionico verrà arricchito con l'anticorpo e la concentrazione aumenterà.

In generale, quanto più bassa è la concentrazione iniziale del tampone e quanto maggiore è la concentrazione proteica dopo l'ultrafiltrazione, tanto più evidente è l'effetto Daunan e tanto più significativo l'impatto sul pH del tampone. Se il tampone contiene istidina, il valore del pH aumenterà quando l'ultrafiltrazione concentra il medicinale anticorpale e anche il valore del pH del preparato supererà lo standard di controllo di qualità e renderà il prodotto non qualificato.

 

04 Degradazione e controllo dei farmaci biologici nel processo di preparazione del prodotto finito

4.1 Configurazione e Mixaggio

Nel processo di produzione, a causa delle grandi dimensioni dei farmaci biologici coinvolti, la configurazione della preparazione e le operazioni di miscelazione diventano molto importanti, ad esempio se la concentrazione locale di proteine ​​o eccipienti è troppo elevata, oppure il cambiamento del pH della soluzione e della forza ionica può portare alla denaturazione delle proteine. o precipitazioni. Il tipo, le dimensioni, la velocità di miscelazione e il tempo dell'agitatore meccanico durante la produzione possono influenzare la stabilità del medicinale biologico, ad esempio, la velocità di miscelazione è troppo elevata, con conseguente accelerazione dell'aggregazione proteica. Pertanto, è necessario ottimizzare questi parametri il più possibile con la premessa di ottenere una miscelazione uniforme.

 

4.2 Riempimento

I medicinali biologici sono soggetti a denaturazione e aggregazione durante il processo di riempimento, principalmente a causa di forze meccaniche come le forze di taglio generate dal processo di pompaggio e la degradazione causata da alcuni precipitati. È stato riferito che l'acciaio inossidabile della pompa a pistone farà precipitare alcune nanoparticelle e diventerà punti di nucleazione per l'aggregazione degli anticorpi. Le piccole bolle generate durante il processo di riempimento possono denaturare la proteina sulla superficie gas-liquido e, una volta rotte, produrranno radicali liberi e/o cambiamenti di calore locali, che potrebbero causare la denaturazione delle proteine.

 

4.3 Liofilizzazione

I farmaci biologici tendono ad utilizzare formulazioni liquide perché le formulazioni liquide presentano vantaggi significativi rispetto alle formulazioni liofilizzate dal punto di vista del costo, della semplicità del processo e della comodità per il paziente. Tuttavia, alcune proteine ​​sono molto instabili in soluzioni acquose e se non è stata raggiunta una stabilità sufficiente dopo l'ottimizzazione della preparazione, si dovrebbe prendere in considerazione l'uso di preparazioni liofilizzate. Il processo di liofilizzazione formerà molti fattori distruttivi, il primo sono i fattori distruttivi nel processo di congelamento, che sono stati descritti in dettaglio in precedenza.

Inoltre, le proteine ​​possono anche incontrare fattori di degradazione in condizioni asciutte. Ad esempio, lo strato di idratazione sulla superficie delle proteine ​​è molto importante per la stabilità delle proteine. Hageman ha proposto che la superficie delle proteine ​​contenga circa il 7% di acqua, che è molto importante per il mantenimento della struttura delle proteine, e che il contenuto di acqua dopo la liofilizzazione è generalmente compreso tra l'1% e il 2%, quindi sono necessarie altre sostanze per sostituire il ruolo dell'acqua durante la disidratazione. Pertanto, è molto importante scegliere la giusta prescrizione e il processo di liofilizzazione. Si ritiene generalmente che i disaccaridi come il saccarosio e il trealosio possano svolgere un ruolo relativamente efficace come donatori di legami idrogeno, mentre i composti polimerici non possono svolgere efficacemente il ruolo di sostituti dell'acqua a causa dell'effetto sterico.

 

Inoltre, con la premessa di controllare il contenuto di acqua liofilizzata (ad esempio dall'1% al 2%), il saccarosio e il trealosio possono formare una polvere amorfa con un'elevata T, in modo che l'intero sistema possa essere mantenuto allo stato solido e inibire la degradazione fisica e chimica durante lo stoccaggio a lungo termine. Tuttavia, per i medicinali biologici polipeptidici (come il glucagone), poiché non hanno una struttura di alto livello relativamente fissa, gli zuccheri polimerici come l’amido idrossietilico che non possono svolgere un ruolo di legame idrogeno possono anche svolgere un elevato effetto protettivo come gli zuccheri delle alghe. Recentemente, è stato riportato che l'uso di aminoacidi come nuovi medicinali biologici protettivi per la liofilizzazione, in particolare l'arginina, può essere utilizzato da solo o miscelato con saccarosio in modo molto efficace per proteggere la stabilità delle proteine ​​in condizioni di congelamento e liofilizzazione.

 

05 Degradazione e controllo dei farmaci biologici durante la conservazione, il trasporto e l'uso

Nel processo di stoccaggio, trasporto e utilizzo, le proteine ​​subiranno anche varie condizioni di degradazione, come cambiamenti di temperatura a breve termine durante lo stoccaggio e il trasporto, oscillazioni nel trasporto o lievi danni durante il trasporto e l'uso, che potrebbero avere un impatto maggiore sulla qualità delle proteine. . Per i prodotti biofarmaceutici e i vaccini, il trasporto nella catena del freddo è un fattore chiave per garantire la qualità del prodotto. Negli ultimi anni si sono verificati diversi incidenti legati alla sicurezza dei vaccini in Cina, come il caso del vaccino nello Shanxi nel 2010 e il caso del vaccino illegale nello Shandong nel 2016. Tutti questi casi riguardavano la conservazione e il trasporto impropri dei vaccini e i potenziali rischi per la sicurezza dei medicinali causati da hanno suscitato grande preoccupazione dell’intera società. Pertanto, il rafforzamento della gestione e del controllo nel processo di stoccaggio, trasporto e utilizzo è un collegamento importante per garantire l’applicazione sicura dei farmaci biologici.

 

06 Conclusione

I farmaci biologici sono molecole altamente fragili e la qualità dei loro prodotti è strettamente correlata al processo di produzione. Nel processo di produzione, è facile che si verifichino vari tipi di degradazione chimica e fisica, in particolare la degradazione fisica delle macromolecole della medicina biologica, che può verificarsi in varie condizioni fisiche o meccaniche, quindi l'esperienza dei farmaci a piccole molecole non può essere applicata direttamente ai farmaci biologici.

Nel processo di produzione dovrebbero essere evitate condizioni estreme, come la miscelazione della soluzione del medicinale biologico con un mixer con una velocità di agitazione troppo elevata, l'uso diretto di acidi o alcali forti per regolare il pH della soluzione o l'aggiunta diretta di eccipienti solidi alla soluzione proteica per sciogliere. Anche se potrebbe non causare effetti rilevabili a breve termine, potrebbe aver influenzato la normale struttura fine locale del medicinale biologico e questi cambiamenti strutturali saranno amplificati durante la conservazione a lungo termine, influenzando in definitiva la qualità del prodotto.

Se necessario, la valutazione comparativa di diversi processi produttivi o protettivi può essere accelerata utilizzando test di stabilità alla degradazione accelerata e forzata sul grezzo o sul prodotto finito. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata a questi prodotti di degradazione durante la purificazione e il riempimento, poiché rimarranno nel prodotto finito e alla fine verranno utilizzati nei pazienti, sollevando problemi di sicurezza, efficacia e immunogenicità.

In un certo senso, il processo di produzione dei prodotti biofarmaceutici ne determina la qualità, il che richiede l’analisi del meccanismo di degradazione di queste molecole e l’inibizione della loro possibile degradazione durante tutto il processo di produzione per garantire che il prodotto finale possa essere applicato in modo sicuro ed efficace ai pazienti.

 

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