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)?;蛑委熂夹g(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
隨著對產(chǎn)品認(rèn)識的深入和檢測技術(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。對于復(fù)核核酸載體,應(yīng)對核酸載體、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)的研究包括一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)。采用多種方法,如測序、限制性酶切譜圖等,對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各個成分的活性進(jìn)行測定,同時還應(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,并對其安全性進(jìn)行評估;核酸類載體一般應(yīng)分析錯誤序列、不完整序列、降解片段、差異結(jié)構(gòu)、錯誤修飾、或復(fù)雜遞送系統(tǒng)錯誤組裝組分等的殘留水平;微生物載體一般應(yīng)對株菌的單克隆性、質(zhì)粒或改造基因丟失率等情況進(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,以及人體或動物安全性研究數(shù)據(jù)等多個方面設(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。
對于非復(fù)制型或條件復(fù)制型病毒載體,應(yīng)對可復(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。
為避免儲存容器或密閉系統(tǒng)對產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生非預(yù)期影響,應(yīng)對容器和密閉系統(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。
對于具有特殊功能的次級包裝材料,應(yīng)將次級包裝材料納入容器和密閉系統(tǒng)的研究中,對其相應(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)研究與評價技術(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
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