蛋白质药物生产工艺验证课件.ppt

1、蛋白药物生产工艺验证王春艳20-MAR-2013第1页，共45页。工艺验证 工艺验证应当证明一个生产工艺按照规定的工艺参数能够持续生产出符合预定用途和注册要求的产品。（中国2010版GMP）收集并评估从工艺设计阶段一直到商业化生产的数据，用这些数据确立科学证据，证明该工艺能够始终如一的生产出优质产品。（FDA2011工艺验证指南）书面话的证据。证明工艺在所建立的参数范围内能有效和重复生产出符合预期标准和质量属性的医药产品。（EU2001GMP）记录在案的证据，证明工艺流程在确定的参数范围内运行，按照预先确定的规范和质量标准，可有效地、重复地生产中间体或原料药。（蛋白质生产的工艺验证）第2页，共

2、45页。相关定义相关定义 工艺验证的先决条件工艺验证的先决条件 工艺验证工艺验证 验证后工作验证后工作 文件材料文件材料第3页，共45页。相关定义相关定义 Acceptance Criteria:验收准则验收准则 为了使检测结果被接受而制定的数值范围。在随后的验证过程中，一个关键工艺参数超过了接受范围都可能引起产品质量的质疑，导致研究调查的启动。Characterization Study:表征研究表征研究 一个后期研究，评估工艺过程来增加工艺知识，检测推荐的操作范围及他们单独作用和/或联合作用的对目标蛋白质质量的影响。（评价研究，工艺合理性研究）第4页，共45页。Conformance Lo

3、ts:一致性批量一致性批量 一个预先确定的生产批量，通常是三批，不仅代表被许可的工艺，也可评估产品的一致性。Drug Substance/Active Pharmaceutical Ingredient（API）原料药）原料药 有效活性成分，与赋形剂（辅料）一起被制备成药物产品。其组成成分为预期产品，产品相关物质，产品和工艺相关杂质。相关定义相关定义第5页，共45页。Contaminant:污染物污染物 任何不期望成为工艺的一部的，偶然或外部引入的材料（化学，生化的或是微生物）。一种不希望有的化学或微生物性质的杂质，在工业生产中被引入到原料，中间体或原料药中的物质。Impurity:杂质杂质

4、原料药或产品中不属于目标产品、产品相关物质或辅料的任何组分。相关定义相关定义第6页，共45页。Parameters:参数参数 Operational Parameter:操作参数操作参数 一个输入变量或制造工艺的某种条件，可以在工艺过程中直接被控制。典型地，物理或化学参数（温度，处理时间、流速、冲洗体积、试剂浓度、缓冲液pH）Critical Operational Parameter:关键操作参数 Non-Critical Operational Parameter:非关键操作参数 Key Operational Parameter:主要工艺参数 Non-Key Operational Pa

5、rameter:非主要工艺参数 Performance Parameter:性能参数性能参数 一种结果，不能够被直接控制的，但可以作为一种指示，表明工艺流程按预期设定的方式进行。相关定义相关定义第7页，共45页。Operational Parameter:操作参数操作参数 Critical Operational Parameter:关键操作参数关键操作参数 要求控制在特定的、较窄的操作范围以保证产品的质量符合标准（说明书）。Critical Process Parameter(“CPP”)Non-Critical Operational Parameter:非关键操作参数非关键操作参数 超出

6、关键操作参数定义范围的所有工艺参数。非关键操作参数可分为主要工艺参数和非主要工艺参数。相关定义相关定义第8页，共45页。Operational Parameter:操作参数操作参数 Key Operational Parameter:主要工艺参数主要工艺参数 需要小心的控制在很小的范围内，是保证工艺性能必不可少的参数。主要工艺参数不影响产品质量的关键属性。如果超过可接受范围可能会影响工艺流程（产量、持续时间），但不会影响产品质量。Non-Key Operational Parameter:非主要工艺参数非主要工艺参数 证明可以容易控制或具有很宽的可接受范围的工艺参数。如果超过可接受范围，非主要

7、工艺参数可能一项药品的质量或工艺性能。相关定义相关定义第9页，共45页。Performance Parameter:性能参数性能参数 性能参数或属性参数是产品质量和工艺性能的内指标。在这里指输出性能，特别是指目标蛋白质的质量、品质。相关定义相关定义第10页，共45页。Documantation文件材料文件材料 Devemlopment Reports研发报告 Process Characterrization Report 工艺特征报告 Process Validation Master Plan 工艺验证总体规划 Process Validation Protocol 工艺验证草案 Proc

8、ess Validation Protocol 工艺验证报告相关定义相关定义第11页，共45页。Devemlopment Reports研发报告研发报告 记录和描述工艺开发早期阶段所做的工作。这些文件可以在差异性调查过程中最为一种参考，也可在特定的验证和特性研究的设计过程中作为一种参考。Process Characterrization Report工艺特征报告工艺特征报告 一份包括工艺特性研究中单元操作，和/或所有操作的性能特征的研究结果的报告。该报告描述特性，操作参数（关键参数、主要和非主要参数）和参数的可接受范围，验证的验收标准。相关定义相关定义第12页，共45页。Process Val

9、idation Master Plan工艺验证总体规划工艺验证总体规划 定义工艺验证范围和原理的文件，包括工艺验证研究的执行列表。Process Validation Protocol工艺验证草案工艺验证草案 质量部门预先写好的书面计划，工艺验证草案陈述验证的管理方式，抽样鉴别，化验，特殊的验收标准，生产设备和操作范围。草案中表述的每一项研究取得的结果，应在相关的工艺验证报告中进行评估。Process Validation Protocol工艺验证报告工艺验证报告 质量单位通过总结特定的测试，对比实验结果与草案验收标准，发表研究过程中出现的差异，给出的审核报告。相关定义相关定义第13页，共45

10、页。Installation Qualification(IQ):安装确认安装确认 遵守经过检验的设计、制造商推荐、和/或客户要求来完成设备、系统的安装或改进的文件确认。Operational Qualification(OQ):运行确认运行确认 设备和系统的安装或改进，在预期的操作范围内运行的文件确认。Performance Qualification(PQ):性能确认性能确认 确认文件，证明设备和配套辅助系统，安装连接后，可以在批准的工艺方法和规范的基础上有效的、再现的运行。相关定义相关定义第14页，共45页。工艺验证确保生产过程具有一致性、可控性、可重复性操作数据和生产结果可控（质量、收

11、率），且在规定范围内保证产品质量生产的工艺、设备生产工艺已经确定。且已形成了文件确定接受标准、限度范围第15页，共45页。验证的条件验证的条件 工艺开发工艺开发 工艺开发基本过程 工艺说明 工艺特性鉴定 细胞株和表达构建特性鉴定 产品包材表面提取 风险评估 设备和仪器设备和仪器第16页，共45页。工艺验证的条件工艺验证的条件 工艺开发基本过程工艺开发基本过程 分子选择 宿主细胞选择 细胞培养/发酵工艺开发 捕获工艺开发 纯化工艺开发 过滤系统的鉴别和开发 制剂工艺研究和产品介绍 分析方法开发 药代动力学/毒理学研究 工艺放大 工艺特性第17页，共45页。工艺说明工艺说明 工艺说明记录生产工艺流

12、程，是主控文件的一部分。它详细记录了工艺的每一个步骤，列举工艺操作和与每一步相关的参数指标。清晰的阐明每一个步骤（例如：表达，DNA降解、或缓冲液更换）的目的，所以可以准确的评估该步骤的性能。工艺验证的条件工艺验证的条件第18页，共45页。工艺特性工艺特性 工艺特性由一系列记录在案的实验室研究组成，在实验室研究中操作参数被有目的的改变，以确定其对产品质量属性和工艺性能的影响。操作参数是可以直接控制的工艺输入。性能参数是被监控以确保或证实可接受的工艺性能的工艺输出。在工艺特性研究的初始阶段，要确定每一步操作的关键和主要工艺参数。在工艺特征报告中，要列举关键和主要工艺参数，以及确定他们的基础：可接

13、受范围，确定该范围的依据；其他从研究中得到的相关信息。工艺验证的条件工艺验证的条件第19页，共45页。Narrow Range(and/or difficult to control)Wide Range(and/or easy to control)质量质量关键参数：关键参数：工艺中可调节的参数或变量，需要控制或保持在较窄的范围内才能保证产品的质量。非主要参数：非主要参数：工艺中可调节的参数或变量，具有很宽的可接受范围。如果超过可接受范围，可能影响药品的质量或工艺性能Examples:生物反应器喷雾率影响溶氧量，导致药物的氧化状态改变，降低药效。Examples:超滤温度冲洗体积过程过程 主

14、要参数：主要参数：工艺中可调节的参数或变量，需要控制或保持在较窄范围内才能保证工艺的可靠性。非主要参数：非主要参数：工艺中可调节的参数或变量，具有很宽的可接受范围。如果超过可接受范围，可能影响药品的质量或工艺性能Examples:生物反应器温度超过范围，降低生产率，不影响药品质量柱子流速改变影响载量，不影响产品质量和纯度Examples:过滤速度冲洗流速第20页，共45页。决定该参数被定义为关键/主要或非主要工艺参数的是操作范围相关的可接受限度。操作范围非常接近可接受限度，当发生非常小的波动时，产品质量和工艺将会出现问题。可接受限制相对于操作范围是非常宽的。第21页，共45页。细胞系和表达载体

15、的构建细胞系和表达载体的构建 生物技术药物大多是来源于细胞的，而细胞具有影响工艺生产一致性和产品质量的潜能。一旦细胞系或遗传结构不稳定，可能导致杂质的变化（宿主蛋白、核酸）。对起始细胞株的充分研究，是理解和控制工艺生产的结果的必要前提。工艺验证的条件工艺验证的条件第22页，共45页。产品接触表面溶出物产品接触表面溶出物 生产过程中，与产品接触到表面可能能会有溶出物到产品当中影响产品质量。现在所使用的都是一些低溶出的材料,但是也要考虑到有溶出的风险。对于这些，可以根据与产品接触表面积、接触时间、温度、产品与材料的亲和性等，进行风险评估，来确定所用材料的安全性。化学兼容性也需要进行风险评估。工艺验

16、证的条件工艺验证的条件第23页，共45页。风险评估风险评估 风险评估可以确认工艺的有效性，可以确认工艺参数，并将其分类。产品质量的风险评估要检验那些对药物的安全性、质量纯度有影响的单元操作 病毒去除 溶剂处理，病毒过滤 生物负载和内毒素 过滤 糖基化分布 细胞构建和发酵条件 产品纯度 层析纯化、过滤产品接触 材料的兼容性和溶出 产品的同质性 混合工艺验证的条件工艺验证的条件第24页，共45页。仪器和设备仪器和设备 设备、设施要在工艺验证之前进行确认。包括安装确认、运行确认、性能确认。设备确认 确定设备的功能和设计要求 设备确认材料说明书、工厂验收测试和现场检测执行方案的一部分。审查设备操控能力

17、、生产力和安全性。评估组件的兼容性、耐久性。在工艺验证的同时要进行清洁验证，要求在工艺验证之前要确定清洁产品接触面和工艺加工助剂（填料）表面的清洁试剂。建立定期检修、仪器校准、变更控制的相关程序工艺验证的条件工艺验证的条件第25页，共45页。工艺验证工艺验证 工艺验证选择性工艺验证选择性 工艺验证研究工艺验证研究第26页，共45页。工艺验证工艺验证 工艺验证的选择性工艺验证的选择性 前瞻性工艺验证：指新产品获得许可之前、或采用变更后的生产工艺（可影响产品质量的工艺变更）生产许可产品之前完成的验证。前瞻性验证是生物技术产业最常用的验证方法。并行性工艺验证：与产品生产同时进行的验证活动，主要是收集

18、、整理在线生产数据。回顾性工艺验证：通过审查相关历史和生产记录检测的数据，验证已经获得批准的生产工艺具有足够的稳定性。第27页，共45页。工艺验证研究工艺验证研究 工艺验证中要求的实验项目包括：病毒清除 杂质清除 工艺一致性 工艺中间体稳定性 工艺溶液稳定性 药物活性成分灌封、冻干、解冻、保存 混合（产品和工艺溶液）层析介质和再生过滤膜使用周期验证工艺验证工艺验证第28页，共45页。病毒清除病毒清除：蛋白质药物的原料都是生物制品，可能会带入不同的病毒，导致污染。做法参考ICH Q5A Viral Safety Evaluation of Biotechnology Products Deriv

19、ed from Cell Lines of Human or Animal Origin 在一期临床试验之前要完成病毒清除验证工艺验证工艺验证第29页，共45页。杂质清除杂质清除：杂质清除的评估在实验室规模，检验一致性批次的产品，对那些影响产品安全性和预期生物活性的杂质的去除，要有一致性文件证明。工艺相关杂质：细胞底物衍生杂质 HCP、DNA、细胞培养衍生杂质 诱导剂、培养基 下游产物衍生杂质 酶、无机盐、溶剂 产品相关杂质：截短型 修饰型 异构体、氧化产物、糖基化 聚集物工艺验证工艺验证第30页，共45页。污染物的清除也要进行评估：包括内毒素、生物负荷、病毒。杂质清除结果的评估包括杂质水平与

20、设定标准的对比和清除过程的一致性。尽管蛋白质药物生产过程不一定是无菌的，微生物（真菌、细菌）的控制验证也同样需要。工艺验证工艺验证第31页，共45页。工艺一致性工艺一致性 工艺的一致性是一种证明、证明工艺的性能和控制符合预期的发展，证明生产设备、仪器、程序重复地生产出符合说明书和产品质量标准的原料药。一致性的性能参数：质量、产量 一致性批量：连续不断的三批 如果不是工艺本身的原因导致工艺不能连续生产，在验证报告中要说明并讨论。工艺验证工艺验证第32页，共45页。工艺中间体稳定性工艺中间体稳定性 中间体的生化稳定性，可以通过生产规模、实验室规模或两者相结合的方式来验证。生产规模方法与生产进度相冲

21、突 实验室规模研究确定中间体的holding times 中间体的生物负荷和内毒素要确认，过高的生物负荷可影响产品的质量或引入未知的污染工艺验证工艺验证第33页，共45页。工艺溶液稳定性工艺溶液稳定性 细胞培养基、稀释缓冲液、病毒失活溶液、色谱缓冲液 生物负荷、内毒素、化学稳定性 参数：生物负荷、内毒素、pH、电导、holding time 前瞻性验证：每种溶液分三处保存 同步验证 无菌保存：容器的无菌确认、溶液稳定性工艺验证工艺验证第34页，共45页。药物活性成分的灌封、冻结、解冻、药物活性成分的灌封、冻结、解冻、保存保存 产品保存过程中要控制的关键参数：产品浓度 缓冲液浓度 无菌滤器的泄露

22、（即使没有要求无菌）冷藏温度（冷藏）冷冻速度（冷藏）解冻温度（冷藏）解冻速度（冷藏）容器/封盖系统型号和尺寸工艺验证工艺验证第35页，共45页。混合研究混合研究 对产品的影响的因素：混合时间（最小15min 最大时间 氧化、降解）设备的转速 （10-14rpm）温度 （20-27）混合研究要求一定的时间间隔取样、检测，绘制相对混合时间的结果图。参数：密度、电导、透明度 不同浓度的溶液混合，要混合器在不同的位置进行取样。工艺验证工艺验证第36页，共45页。层析介质和可重复使用薄膜寿命验证层析介质和可重复使用薄膜寿命验证 验证方法：小规模验证、全面验证、前瞻性验证、并行性验证 小规模特性研究 评估

23、、确定操作参数和性能属性 清洁 清洁效力、对寿命的影响 寿命的评估不仅要考虑循环次数，也要考虑总时间 小规模研究确定循环次数前瞻性 全面研究 确认寿命 并行性 全面研究包含的参数：理论塔板数、水通量、收率、工艺相关杂质的去除效果工艺验证工艺验证第37页，共45页。验证后工作验证后工作 变更控制变更控制 过程监控过程监控 工艺再验证工艺再验证第38页，共45页。验证后工作验证后工作 变更控制变更控制 要有SOP，包括以下内容：说明、证明、文件记录所有受影响的区域 影响评价和风险评估 确定变更在验证、法规、文件、产品质量、过程重复性等方面的影响 变更的计划和计划的批准 变更的修改、修正的书面文件、

24、及其批准 变更要经过验证、保证达到规定的标准 最后的审查和批准由质量管理部门执行 注明设备、工艺和批号的放行标准第39页，共45页。过程监控过程监控 GMP的执行情况工艺的中间控制 文件系统的定期检查验证后工作验证后工作第40页，共45页。工艺再验证工艺再验证工艺的再验证时以变更，而不是以时间为基础在工艺或设备发生显著变化时需要进行的。验证后工作验证后工作第41页，共45页。文件材料文件材料 验证计划书验证计划书 验证报告验证报告第42页，共45页。文件材料文件材料 验证计划书验证计划书 导言：说明要进行验证的工艺单元操作，研究的概述，背景材料说明等 目的和范围：验证试验的原因、试验方法、数据收集和分析方法、SOP、评估工艺的一致性和有效性。参考文献 设备和材料 负责人员和部门 偏差 测试方法：方法学说明，样品收集、放置和分析。第43页，共45页。验证报告：验证报告：导言 方法与材料 偏差 结果 结论文件材料文件材料第44页，共45页。第45页，共45页。