27
2022
-
05
藥物的發(fā)現(xiàn)和生產(chǎn)將提速？工程師創(chuàng)造了一種自動化工具包，實現(xiàn)監(jiān)控
羅格斯大學(xué)的兩名專門從事生物藥物制造過程的工程師創(chuàng)造了一種分析工具，他們預(yù)計將加速生物藥物的發(fā)現(xiàn)和生產(chǎn)，這些藥物通常處于生物醫(yī)學(xué)研究的前沿。
在美國化學(xué)學(xué)會期刊《分析化學(xué)》的封面故事中，研究人員詳細介紹了他們研發(fā)的自動化工具包：N-GLYcanyzer，及其在生產(chǎn)過程中快速監(jiān)測藥物質(zhì)量的潛力生物制劑，范圍從疫苗到重組治療性蛋白質(zhì)。雖然大多數(shù)生物制劑在制造過程結(jié)束時都經(jīng)過質(zhì)量和一致性測試，但羅格斯工具包可以在生物制劑的生產(chǎn)過程中對其進行監(jiān)控，并使藥物能夠滿足美國食品和藥物管理局等監(jiān)管機構(gòu)的質(zhì)量合規(guī)需求(FDA)。
“這個工具使我們能夠在生物制造過程中近乎實時地監(jiān)測生物藥物的質(zhì)量，”作者、羅格斯工程學(xué)院化學(xué)與生物化學(xué)工程系副教授 Shishir Chundawat 說：“生物制造過程的持續(xù)監(jiān)測和控制對于確保藥物質(zhì)量至關(guān)重要。這種先進的工具將通過避免生產(chǎn)偏離監(jiān)管要求的藥物批次或批次來幫助行業(yè)節(jié)省資金，最終降低醫(yī)療成本，使患者受益。”
與通過化學(xué)合成制成的傳統(tǒng)藥物不同，生物藥物是使用細胞、蛋白質(zhì)或遺傳材料制成的，這些材料或通過生物技術(shù)技術(shù)操作或直接取自人類、動物或微生物。雖然生物制劑可以提供革命性的治療方法，例如治療 COVID-19 的單克隆抗體，但它們很難制造，因為它們對生產(chǎn)環(huán)境的變化極為敏感。生物工藝也很容易被微生物污染，甚至可能因工藝條件(如溫度)的微小變化而被破壞。
新工具是一種自動化過程分析技術(shù) (PAT)，它采用由軟件控制的目標(biāo)生物分子傳感器系統(tǒng)。它關(guān)注在大多數(shù)活細胞中活躍的普遍生化過程，稱為蛋白質(zhì) N-糖基化，其中蛋白質(zhì)通過附著稱為聚糖的復(fù)雜糖分子來修飾其表面。PAT 系統(tǒng)可以快速跟蹤這些糖的變化，并可以檢測細胞過程何時出現(xiàn)問題，例如糖分子沒有正確附著或錯誤的糖附著在蛋白質(zhì)上，這直接影響生物藥物的安全性和有效性。
“我們的系統(tǒng)將允許以分子級精度生產(chǎn)復(fù)雜的生物制劑，”共同作者、羅格斯大學(xué)化學(xué)與生化工程系博士生、領(lǐng)導(dǎo)該研究的 Aron Gyorgypal 說：“基本上，我們能夠在過程中多次快速檢查藥物的質(zhì)量，以了解正在生產(chǎn)的生物制劑遵循符合監(jiān)管和工業(yè)質(zhì)量控制預(yù)期的首選反應(yīng)軌跡這一事實。”
這項工作得到了 FDA 的支持，因為改進生物制劑和“生物仿制藥”(即商品名生物制劑的通用版本)的制造工藝非常重要。因此，重新創(chuàng)建此 PAT 系統(tǒng)的詳細信息已在線提供，以促進包括生物制藥行業(yè)以及藥物監(jiān)管機構(gòu)在內(nèi)的各種利益相關(guān)者更廣泛地采用。
研究人員通過跟蹤生物乳腺癌藥物曲妥珠單抗在其 14 天的生產(chǎn)周期內(nèi)的生產(chǎn)來測試其 PAT 的穩(wěn)健性。基于這些發(fā)現(xiàn)，他們希望這種技術(shù)能夠極大地擴大生物仿制藥的生產(chǎn)。
Chu由于質(zhì)量和安全問題，聯(lián)邦監(jiān)管機構(gòu)一直猶豫是否允許大規(guī)模生產(chǎn)生物仿制藥。Chundawat 說： “FDA 將對經(jīng)過監(jiān)控其制造過程的類似先進分析工具“監(jiān)督”的藥品更有信心。”
