選擇正確的生產(chǎn)系統(tǒng)
選擇生產(chǎn)系統(tǒng)時，重要的是要了解病毒載體類型的具體要求，考慮所需的生產(chǎn)規(guī)模，確保與宿主細胞系的兼容性，評估過程控制和自動化水平，符合法規(guī)要求，考慮成本和可放大性，并評估優(yōu)化和定制工藝的靈活性。根據(jù)應用和規(guī)模，可以使用多個生產(chǎn)系統(tǒng)。
優(yōu)化下游工藝
有幾種策略可以幫助提高下游工藝 (DSP) 期間病毒載體生產(chǎn)的效率、成本效益和產(chǎn)品質(zhì)量。這些策略包括：
層析優(yōu)化是 DSP 中的一個關鍵策略。通過仔細選擇和優(yōu)化層析步驟，例如填料選擇、裝柱和洗脫條件，可以顯著提高病毒載體的純度和產(chǎn)量。微調(diào)過濾步驟，包括膜選擇、孔徑和過濾條件，也可以提高病毒載體的產(chǎn)量和質(zhì)量。工藝集成涉及優(yōu)化工藝流程以及集成 DSP 步驟，可以簡化整個生產(chǎn)流程，減少周轉(zhuǎn)時間并提高生產(chǎn)率。
DSP 的另一個關鍵方面是分析表征。使用穩(wěn)健的分析方法實時監(jiān)測關鍵質(zhì)量屬性 (CQA) 和工藝參數(shù)，可以在 DSP 期間更好地控制和表征病毒載體。這使得能夠及早發(fā)現(xiàn)和解決潛在問題，確保生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。
在 DSP 期間，病毒載體的穩(wěn)定性至關重要。優(yōu)化工藝條件，例如溫度、pH 和攪拌速率，有助于在純化過程中保持病毒載體的穩(wěn)定性和完整性。規(guī)模放大的考慮也很關鍵，因為必須仔細優(yōu)化柱尺寸、流速和保留時間等參數(shù)，以便從小規(guī)模生產(chǎn)順利擴大到大規(guī)模生產(chǎn)。
最后，監(jiān)管合規(guī)性不容忽視。遵守監(jiān)管指南對于確保病毒載體產(chǎn)品的安全性、有效性和市場認可至關重要。
使用工藝優(yōu)化原則，標準化工藝
與單克隆抗體生產(chǎn)不同，病毒載體生產(chǎn)在整個行業(yè)或?qū)W術機構中并未標準化。缺乏標準化在成本、產(chǎn)品質(zhì)量和法規(guī)遵從性方面帶來了挑戰(zhàn)，尤其是在基因療法走向商業(yè)化并面臨越來越多的監(jiān)管審查的情況下。然而，一種有助于實現(xiàn)病毒載體生產(chǎn)標準化的方法是應用工藝優(yōu)化原則。通過識別和優(yōu)化關鍵工藝參數(shù) (CPP) 和 CQA，可以開發(fā)穩(wěn)健且可重復的工藝，從而實現(xiàn)一致的產(chǎn)品質(zhì)量、減少工藝可變性并提高成本效益。讓我們看看如何應用工藝優(yōu)化原則來標準化病毒載體生產(chǎn)。
工藝優(yōu)化的第一步是確定對病毒載體產(chǎn)品的質(zhì)量、安全性和有效性有重大影響的 CPP 和 CQA。CPP 是需要仔細控制和監(jiān)測的工藝參數(shù)，以確保工藝的一致性和可重復性。CQA 是病毒載體產(chǎn)品的特征，對于確定其質(zhì)量、安全性和有效性至關重要。病毒載體生產(chǎn)中的 CPP 例子包括但不限于轉(zhuǎn)染或轉(zhuǎn)導方法、載體成分濃度、純化方法和配制緩沖液成分等。病毒載體生產(chǎn)中的 CQA 例子包括但不限于載體產(chǎn)量、載體效力、載體純度和載體穩(wěn)定性等。
一旦確定了 CPP 和 CQA，下一步就是優(yōu)化 CPP，以實現(xiàn)穩(wěn)健且可重現(xiàn)的工藝。這可能涉及進行實驗設計 (DoE) 研究，其中系統(tǒng)地改變不同級別的 CPP，并評估它們對 CQA 的影響。各種統(tǒng)計工具和設計空間分析可用于確定 CPP 的最佳操作范圍，從而產(chǎn)生所需的 CQA 值。CPP 的優(yōu)化還可能涉及開發(fā)快速和強大的分析，以實現(xiàn)實時過程監(jiān)控。
一旦確定了最佳 CPP 范圍，下一步就是表征和驗證該工藝，以確保其可重復性和穩(wěn)健性。這可能涉及進行工藝表征研究，在不同的操作條件下測試工藝過程，以確定其性能特征。工藝驗證研究，包括工藝能力研究，將有助于建立工藝持續(xù)滿足預定義的 CPP 和 CQA 目標的能力。工藝表征和驗證研究對于證明過程控制至關重要。
通過在開發(fā)過程的早期實施工藝優(yōu)化，制造商可以建立可重復且穩(wěn)健的工藝，來滿足預先定義的質(zhì)量目標、減少可變性并確保合規(guī)性（圖 1）。在將工藝轉(zhuǎn)移到合同開發(fā)和制造組織 (CDMO) 或為商業(yè)目的擴大規(guī)模時，這一點尤為重要。
構建平臺
最近，重大技術進步為開發(fā)穩(wěn)健的病毒載體平臺鋪平了道路?，F(xiàn)有病毒載體平臺在以改進的時間線和降低的成本生產(chǎn)高質(zhì)量載體方面的成功證明了該領域的潛力。然而，盡管已經(jīng)取得了重大進展，但仍有一些領域需要進一步研究、開發(fā)和優(yōu)化，以釋放病毒載體生產(chǎn)的全部潛力。這些領域包括新型生物反應器設計的開發(fā)，它可以精確控制，從而獲得提高細胞生長和載體生產(chǎn)產(chǎn)量的環(huán)境條件，以及高效、可放大且具有成本效益的先進轉(zhuǎn)染方法，以簡化生產(chǎn)過程。無動物源性培養(yǎng)基和試劑的使用越來越受歡迎，以減少變異性和污染風險。通過基因編輯技術開發(fā)穩(wěn)定的生產(chǎn)或包裝細胞系可以提高可放大性和一致性。封閉系統(tǒng)可以最大限度地降低污染風險并提高安全性和可重復性。連續(xù)或先進的下游工藝技術可提高載體純化的效率和產(chǎn)量。最后，需要進一步開發(fā)用于下游工藝的新材料和一次性解決方案。
分析檢測的進步對于構建標準化病毒載體平臺也至關重要。穩(wěn)健的分析方法對于在整個生產(chǎn)系統(tǒng)中實時確定產(chǎn)品的質(zhì)量概況至關重要，包括安全性、純度、效力和穩(wěn)定性。正在實施新興技術，例如下一代測序 (NGS) 和質(zhì)譜法、快速過程中測試方法，例如反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應 (RT-PCR) 或微滴式數(shù)字 PCR (ddPCR)、過程分析技術 (PAT) ) 用于實時監(jiān)控、高級數(shù)據(jù)分析，包括機器學習和人工智能 (AI)、自動化和機器人技術，以及實時放行檢測等新興概念。
最后，病毒載體生產(chǎn)、質(zhì)量控制和合規(guī)性的監(jiān)管要求也可能會繼續(xù)發(fā)展，需要不斷努力以確保合規(guī)性。
還值得注意的是，病毒載體平臺的可行性和準備情況可能因具體應用、載體類型和生產(chǎn)規(guī)模而異。一些病毒載體可能需要更復雜和專用的生產(chǎn)系統(tǒng)，而其它病毒載體可能更適合現(xiàn)有技術。無論哪種情況，都必須對您的工藝進行標準化，以確保穩(wěn)健性、可重復性、可放大性和成本效益。
學術界、工業(yè)界和監(jiān)管機構之間的持續(xù)研究、開發(fā)和合作將是推進該領域并確保我們準備好構建穩(wěn)健且可放大的病毒載體平臺的關鍵。
原文：R. Martín-Ibá?ez, Standardizing success: paving the way for streamlined viral vector manufacturing in gene therapy. Cell & Gene Therapy Insights 2023; 9(3), 363–368.
