CC BY
41
БИО
ПРЕПАРАТЫ
Методические приемы и принципы оценки сопоставимости биотехнологических продуктов, полученных до и после внесения изменений
в процесс производства
Авдеева Ж.И., Волкова Р.А., Алпатова Н.А., Солдатов А.А., Медуницын Н.В., Меркулов В.А.
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского
применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Москва
Methodology and principles for comparability assessment of biopharmaceuticals obtained before and after modifications in the manufacturing process
Avdeeva J.I., Volkova R.A., Alpatova N.A., SoldatovA.A., Medunitsyn N.V., Merkulov V.A.
Federal State Budgetary Institution «Scientific Center for Expertise of Medical Application Products»
of the Ministry of Health of the Russian Federation, Moscow
В процессе производства биологических лекарственных препаратов, а также на этапе их разработки возникает необходимость внесения изменений в производственный процесс с целью его совершенствования, увеличения объема выпуска продукта, повышения степени очистки, улучшения стабильности препарата и др. Положения, приведенные в статье, касаются только биотехнологических продуктов - высокоочищенных белков и полипептидов, их производных, полученных с использованием рекомбинантных и нерекомбинантных систем экспрессии. В работе изложены принципы и методические подходы проведения исследований по характеристике, оценке качества продуктов и требования к оценке результатов исследования сопоставимости продуктов, полученных до и после внесения изменений в производственный процесс. Объем доклинических и/или клинических исследований определяется результатами по установлению сопоставимости продуктов на этапе оценки физико-химических свойств и специфической биологической активности. При выполнении программы исследования по сопоставимости продуктов разработчик, используя адекватные аналитические методики, должен подтвердить, что свойства нового продукта, изготовленного после внесения изменений в процесс производства, не отличаются от исходного продукта по основным показателям качества. Проведение исследований по оценке сопоставимости продуктов по программе, разработанной в соответствии с вышеизложенными принципами, будет способствовать согласованности оценки качества биотехнологических продуктов разработчиком и контрольным органом в случае внесения изменений в процесс их производства. Ключевые слова: биотехнология, рекомбинантные белки, изменения процесса производства, сопоставимость, исследования сопоставимости, оценка качества.
Библиографическое описание: Авдеева Ж.И., Волкова Р.А., Алпатова Н.А., Солдатов А.А., Медуницын Н.В., Меркулов В.А. Методические приемы и принципы оценки сопоставимости биотехнологических продуктов, полученных до и после внесения изменений в процесс производства //Биопрепараты. 2013. № 2. С. 18-21.
During the manufacturing of biologicals, as well as at the stage of their development, there is often a need for making changes in the production process in order to refine it, increase its output, increase the degree of product purification, improve product stability, etc. Provisions of this article apply only to biotechnological products - highly purified proteins and polypeptides and their derivatives, produced with the help of recombinant and non-recombinant expression systems. The article outlines principles and methodological approaches to characterization, products quality evaluation as well as requirements for assessment of data obtained in comparability studies of products, manufactured before and after introducing modifications in the production process. The scope of pre-clinical and/or clinical studies depends on the results obtained in products comparability studies carried out at the stage of assessing their physico-chemical properties and specific biological activity. During the course of comparability study, the manufacturer, using appropriate analytical techniques, must confirm that the properties of the new product manufactured after modification of the production process do not differ from the original product with regard to major quality criteria. Studies aimed at products comparability assessment and carried out according to the programme developed in line with the above-mentioned principles, will promote harmonization of biotechnological products quality assessment by both manufacturers and the regulatory authority in case of making changes in the production process.
Key words: biotechnology, recombinant proteins, modification of the production process, comparability, comparability studies, quality assessment.
Bibliographic description: Avdeeva J.I., Volkova R.A., Alpatova N.A., Soldatov A.A., Medunitsyn N.V., Merkulov V.A. Methodology and principles for comparability assessment of biopharmaceuticals obtained before and after modifications in the manufacturing process// Biopreparation (Biopharmaceuticals). 2013. № 2. P. 18-21.
( Обзор
Review
Для корреспонденции:
Авдеева Ж.И. - главный эксперт Управления экспертизы аллергенов, цитокинов и других иммуномодуляторов Центра экспертизы и контроля МИБП ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России, Адрес: ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России 119002, Москва, пер. Сивцев Вражек, 41 e-mail: Avdeeva@expmed.ru
Статья поступила 25.01.2013 г, г, принята к печати 22.05.2013 г
Технологический процесс производства иммунобиологических лекарственных препаратов, активным веществом в которых являются рекомбинантные белки или их производные, является крайне сложным [2, 7, 11, 12, 17]. Внесение изменений в процесс производства может происходить как на этапах разработки лекарственного препарата, так и после его регистрации. Изменения могут быть внесены с целью увеличения объемов производства, получения препарата более высокого качества в соответствии с измененными требованиями к показателям качества со стороны регулирующего органа, совершенствования производственного процесса, улучшение свойств препарата, например его стабильности и др. [4, 13, 14].
При изменении технологического процесса необходимо, прежде всего, подтвердить, что препараты, изготовленные до и после изменений в процессе производства, по основным показателям качества, эффективности и безопасности сопоставимы, т.е. свойства нового препарата существенно не отличаются от исходного. Общие принципы оценки сопоставимости продуктов, полученных до и после внесения изменений в процесс производства, изложены в ранее опубликованной статье [1]. В данной работе отражены методические подходы к проведению исследований по характеристике, оценке качества продуктов, требования к оценке результатов исследования сопоставимости продуктов, полученных до и после внесения изменений в технологический процесс.
Сопоставимость - это сходство продуктов, полученных до и после внесения изменений в процесс производства, позволяющее сделать заключение об отсутствии неблагоприятного воздействия вносимых изменений на качество, безопасность и эффективность готового препарата. Заключение о сходстве продуктов должно основываться на результатах исследования сопоставимости, которое включает планирование и проведение исследований, анализ полученных результатов по характеристике и оценке показателей качества продуктов. Результаты данных исследований определяют необходимость выполнения и объем дополнительных доклинических и/или клинических исследований препарата.
Объем исследований сопоставимости зависит, прежде всего, от этапа, на котором внесены изменения в технологический процесс производства. С учетом требований к оценке сопоставимости исследуемых показателей должна быть разработана программа исследования по сопоставимости продуктов (субстанция или готовый препарат), полученных до и после внесения изменений в процесс производства.
Установление сопоставимости продуктов, полученных до и после внесения изменений в процесс производства, базируется, прежде всего, на результатах сравнительных физико-химических, иммунохимиче-ских и биологических исследований, которые и предо-
пределяют необходимость проведения дополнительных доклинических и/или клинических исследований. Доклинические и/или клинические исследования необходимы в том случае, когда выявлены различия в показателях, характеризующих свойства сравниваемых продуктов, однако не установлена взаимосвязь между специфическими показателями качества и показателями безопасности и эффективности препаратов [6].
Важным условием при проведении исследований сопоставимости, прежде всего, является выбор методических подходов и определение спектра адекватных аналитических методик, позволяющих выявить потенциальные различия между новым и исходным продуктами. При этом необходимо учитывать, что набор аналитических методик или их чувствительность не всегда способны гарантировать выявление модификаций продукта, появившихся в результате внесения изменений в производственный процесс. Это может быть обусловлено ограниченностью метода (например, по прецизионности, специфичности, пределу обнаружения) или сложностью состава некоторых продуктов, связанных с их молекулярной гетерогенностью. В связи с этим, необходимо определить, пригодны ли используемые ранее методы для оценки того или иного показателя для выявления потенциальных изменений продукта, таких как изменение структуры или спектра белков, или они должны быть модифицированы. В некоторых случаях возникает необходимость включения новых аналитических методик, поскольку используемыми методами изменившиеся показатели качества не могут быть определены.
Для того чтобы обеспечить максимальную возможность выявления потенциальных различий характеристик и показателей качества продуктов, которые могут быть следствием изменений процесса производства, набор методов при исследовании их сопоставимости должен быть оптимизирован по отношению к каждому конкретному продукту [3, 5, 7, 17]. Для более полной оценки физико-химических, иммунохимических свойств и биологической активности возможно включение нескольких аналитических методик для исследования одного и того же показателя. В таких случаях методы должны быть основаны на разных принципах, чтобы обеспечить максимальную возможность для выявления различий в сравниваемых продуктах (например, методы электрофореза в ПААГ, изоэлектрофокусирования, ВЭЖХ для определения чистоты или содержания примесей и др.). Для получения достоверных результатов методы, используемые для оценки сопоставимости продуктов, должны быть научно обоснованными. Аналитические методы, которые используются для оценки показателей качества, требуют валидации, фармакопейные методы должны быть охарактеризованы по прецизионности и правильности. Модифицированные и новые методики также должны быть валидированы и для них установлены все необходимые характеристики [8-10].
d
.ПРЕПАРАТЫ
При разработке программы и проведении исследования сопоставимости по оценке физико-химических свойств необходимо учитывать сложность молекулярной структуры белка, включая степень молекулярной гетерогенности. Важно определить, сохранилась ли вторичная, третичная структура белкового продукта, если подобная информация о структуре недоступна, правильность конформации белка может косвенно подтвердить сохранение биологической активности.
Определение специфической биологической активности является одним из важнейших параметров при оценке качества препарата, поскольку результаты этих исследований, в отдельных случаях, коррелируют с терапевтическим действием препарата. При этом следует учитывать особенности биологических тестов, такие как высокая вариабельность, которая может не позволить выявить различия в продуктах, возникшие в результате изменения производственного процесса [3, 15, 16].
Определение биологической активности также дополняет физико-химические исследования по характеристике структуры белка более высокого порядка, поскольку результаты, полученные с использованием соответствующего биологического теста, характеризующегося достаточной прецизионностью и правильностью, могут служить подтверждением сопоставимости продуктов и отсутствия изменений в структуре белка более высокого порядка при изменении производственного процесса. Если физико-химические и/или биологические исследования недостаточно адекватны для подтверждения неизменности структуры белка более высокого порядка, может возникнуть необходимость в проведении дополнительных доклинических и/ или клинических исследований.
При внесении изменений в препарат, проявляющий широкий спектр биологических активностей, следует определить набор тестов для выявления этих активностей. Определенные белки обладают несколькими функционально активными доменами, которые обусловливают проявление ферментативной и рецептор-опосредованной активности препарата. В подобных ситуациях необходимо предусмотреть изучение всех видов функциональной активности препарата.
Если один или более видов проявлений биологической активности препарата не могут полностью соответствовать показателям клинической безопасности и эффективности его применения или механизм действия препарата не ясен, следует подтвердить, что проявления специфической биологической активности продукта, полученного после изменения производственного процесса, не изменились путем проведения дополнительных доклинических исследований, а при необходимости и клинических исследований.
Если выявлены различия в показателях чистоты и спектра содержащихся в препарате примесей, должны быть проведены исследования по определению их потенциального влияния на безопасность и эффективность применения препарата. Если изменение привело к появлению новых примесей, необходима их идентификация и оценка количественного содержания и, в отдельных случаях, проведение дополнительных доклинических и/или клинических исследований для подтверждения отсутствия негативного влияния на показатели безопасности и эффективности лекарственного препарата. При этом
отсутствие необходимости проведения дополнительных исследований должно быть обосновано.
С учетом требований ОМР следует исключить появление контаминантов и/или контролировать возможную контаминацию продуктов в процессе производства с установлением соответствующих критериев приемлемости и допустимых пределов их содержания.
В результате проведенных исследований сопоставимости продуктов могут быть сделаны следующие варианты выводов:
• продукты высоко сходны (сделано заключение об отсутствии неблагоприятного влияния внесенных изменений в процесс производства на показатели безопасности и эффективности препарата; обязательно соблюдение следующего условия - аналитическая чувствительность / разрешающая способность используемых методик достаточна для выявления возможных различий физико-химических, иммунохимических, биологических свойств исследуемых продуктов);
• продукты высоко сходны (сделать заключение о сопоставимости продуктов невозможно без проведения дополнительных доклинических, а при необходимости и клинических исследований по оценке безопасности и эффективности препарата, поскольку аналитическая чувствительность /разрешающая способность используемых методик недостаточна или предполагается недостаточной для выявления возможных различий);
• продукты сходны, однако выявлены некоторые различия (продукты могут считаться сопоставимыми, если на основании накопленного опыта и имеющейся информации может быть доказано, что эти различия не влияют на безопасность и эффективность препарата);
• продукты сходны, однако некоторые различия в характеристике или показателях качества не исключают возможность неблагоприятного воздействия на безопасность и эффективность препарата (должно быть принято решение о проведении дополнительных доклинических, а при необходимости и ограниченных клинических исследований);
• показатели качества исследуемых продуктов различаются значительно (препарат должен быть изучен в полном объеме по всем показателям, требуемым для оценки качества, безопасности и эффективности биологического лекарственного средства).
При составлении программы дополнительных доклинических исследований необходимо учитывать следующее:
• сведения, полученные при оценке характеристики и показателей качества препаратов, т.е. результаты оценки физико-химических, иммунохимических и биологических свойств препаратов;
• выявленные различия между продуктами до и после внесения изменений (характер, природа, степень различия), включая предельное содержание и спектр специфических и неспецифических примесей;
• результаты оценки/валидации этапов процесса с внесенными изменениями, включая результаты контроля в процессе производства;
• возможности и ограничения используемых аналитических методов исследований при оценке сопоставимости;
• результаты ретроспективного анализа серий с точки зрения выявления возможного «дрейфа»
( Обзор
Review
показателей качества по отношению к безопасности и эффективности препарата, являющегося следствием единичного изменения или серии изменений в производственном процессе.
Таким образом, в случае необходимости внесения изменений в производственный процесс биологического лекарственного препарата, которые возможны как на этапе разработки, так и этапе промышленного выпуска препарата, должна быть разработана программа исследования сопоставимости продуктов (субстанция и/или готовый препарат), полученных до и после внесения изменений в процесс производства. Объем выполняемых исследований зависит как от стадии разработки препарата, так и этапа технологического процесса, в который вносятся соответствующие изменения. Целью проведения исследований по сопоставимости продуктов является получение убедительных доказательств того, что свойства нового препарата, изготовленного после внесения изменений в технологический процесс, по основным показателям качества не отличаются от свойств исходного препарата. Для этого должны быть использованы адекватные достаточно чувствительные охарактеризованные аналитические методики, которые позволяют выявить потенциальные различия сравниваемых показателей, характеризующих физико-химические и специфические биологические свойства продуктов, полученных до и после внесения изменений в процесс производства. Должны быть установлены допустимые пределы оцениваемых показателей и установлена степень сопоставимости продуктов. Особую настороженность должны вызывать выявленные даже минимальные различия в препарате, изготовленном в соответствии с измененной технологией, поскольку следует оценить возможность их влияния на показатели безопасности и эффективности применения на уровне готового препарата. Адекватная оценка результатов исследования сопоставимости на этапе характеристики и оценки качества продуктов, полученных до и после внесения изменений в процесс производства, позволяет решить вопрос о необходимости и объеме дополнительных доклинических и/или клинических исследований. Следование данным принципам позволит гармонизировать требования к объему выполняемых исследований при внесении изменений в процесс производства биологических лекарственных препаратов и адекватно оценивать результаты исследования сопоставимости при утверждении и регистрации этих изменений регуляторным контрольным органом.
Литература:
1. Авдеева Ж.И., Волкова Р.А., Алпатова Н.А., Сол-датов А.А., Борисевич И.В., Медуницын Н.В. Сопоставимость биотехнологических продуктов (субстанции и готового препарата), полученных до и после внесения изменений в процесс производства // Журнал «Ведомости Научного Центра Экспертизы Средств Медицинского Применения». 2013 (в печати).
2. Методические рекомендации 3.3.2.2359-08 «Организация производства и контроль качества моно-клональных антител». М. 2009. 36 с.
3. Методические рекомендации «Общие принципы проведения доклинических испытаний эффектив-
ности и безопасности новых иммунобиологических лекарственных препаратов, полученных с использованием методов генной инженерии». М. 2011. 59 с.
4. Методические рекомендации «Сопоставимость биотехнологических продуктов, полученных до и после внесения изменений в процесс производства. Общие принципы планирования исследований». М. 2011. 31 с.
5. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств (иммунобиологические лекарственные препараты). Часть вторая / Под ред. А.Н. Миронова. М.: Гриф и К. 2012. 536 с.
6. Guideline on comparability of biotechnology-derived medicinal products after a change in their Manufacturing Process. Non-clinical and clinical issues (ЕМA/CHMP/BMWP/101695/2006. London, 19 July 2007).
7. Guideline on development, production, characterisation and specifications for monoclonal antibodies and related substances (EMEA/CHMP/ BWP/157653/07).
8. Guideline on bioanalytical method validation (EMEA/ CHMP/EWP/192217/2009).
9. ICH Q2A Validation of Analytical Procedures. International Conference on Harmonisation. 1994.
10. ICH Q2B Validation of Analytical Procedures. International Conference on Harmonisation. 1996.
11. ICH Q5B Quality of Biotechnological Products: Analysis of the Expression Construct in Cells Used for Production of R-DNA Derived Protein Products. International Conference on Harmonisation. 1995.
12. ICH Q5D Derivation and Characterisation of Cell Substrates Used for Production of Biotechnological/ Biological Products. International Conference on Harmonisation. 1997.
13. ICH Q5E Comparability of Biotechnological/Biological Products Subject to Changes in their Manufacturing Process. International Conference on Harmonisation. 2003.
14. ICH topic Q5E, Step 4 Note for Guidance on Biotechnological/Biological Products Subject to changes in their Manufacturing Process (CPMP/ ICH/5721/03 final approval by CHMP December 2004).
15. ICH S6 Preclinical Safety Evaluation of Biotechnology-Derived Pharmaceuticals. International Conference on Harmonisation. 1997.
16. ICH guideline S 6 (R1) Preclinical safety evaluation of biotechnology-derived harmaceuticals (EMA/CHMP/ ICH/731268/1998).
17. Production and Quality Control of Medicinal Products Derived by Recombinant DNATechnology. European Commission. Enterprise Directorate-General -Pharmaceuticals. 1994.
