基因治疗CMC避坑指南｜专题一：病毒载体的生产细胞选择及变更
2024-06-05
基因疗法临床申请
众所周知，近年来基因治疗迅猛发展，已有数十款药物陆续上市。国内的研发管线也在爆发中，陆续有产品进入IND/BLA的审批阶段。FDA在药品审批时需要申请人提供基因治疗产品完整的CMC信息。CMC信息涵盖保障产品安全、鉴别、纯度、规格、效价这些质量属性。
我们发现临床研究的各个阶段都有可能因为CMC问题导致hold，BLA阶段也会因为CMC问题导致退审。例如在Zolgensma的 BLA中，一共收到了64份IR，其中CMC相关共有38份，涵盖生产工艺、分析方法、稳定性等各个方面。据了解全球范围内因为CMC问题被延迟审批的占比在80%左右。比例之高令人咋舌，也让行业从业人员愈发重视CMC。
然而中国的基因治疗行业发展还处于早期阶段，CMC人员缺乏专业的知识体系和经验，对技术和法规的把握都不够，给项目推进到商业化带来潜在巨大风险。为此，同写意联合基因治疗专业CDMO行诚生物赋能行业，推出【基因治疗CMC避坑指南】系列内容，旨在帮助行业人员系统学习CMC各个板块内容，快速补齐CMC短板，避免在CMC问题上踩坑走错路走弯路。
系列内容将分别从以下四个模块十个专题详细阐述：
基因治疗工艺开发
1.病毒载体的生产细胞选择及变更
2.病毒载体的生产上下游工艺的选择
3.质粒生产的污染及交叉污染风险解析
分析方法开发
4.rAAV载体的基因组滴度测定及方法变更
5.生物活性分析方法的建立，验证及变更
6.复制型腺相关病毒rcAAV的检测及验证
7.阶段性适应的检测方法的建立，验证及方法变更
质量控制和申报要求
8.阶段适应性的质量体系建立
9.基因治疗产品药学部分注册申报资料和技术要求
CDMO选择
10.基因治疗CDMO选择指南
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专题一
病毒载体的生产细胞选择及变更
已上市基因治疗产品在递送载体层面以病毒载体为主。然而开发病毒载体可放大的经济高效的生产工艺仍挑战重重，其中选择病毒载体的生产细胞对产品质量、安全性和有效性至关重要。
本期内容就将探讨其中的病毒载体的生产细胞选择及临床后变更。内容将从生产细胞选择的考量因素，到如何选择CDMO自有的生产细胞、企业如何自己开发生产细胞株，再到在临床阶段是否可以更换生产细胞、如何更换进行充分的阐述，相信对大家会有帮助。
01
怎样选择病毒载体生产细胞？
病毒载体生产应选择适用于产品开发、来源清晰的生产细胞做为关键起始物料，并综合考虑药物临床前，临床和商业化各阶段的需求。选择生产细胞时，需考虑以下因素：
• 病毒载体产品的类型：不同的生产细胞适用于不同病毒载体的生产。如rAAV，LV和HSV生产适用的细胞株是不尽相同的。又如不同病毒载体生产对悬浮细胞还是贴壁细胞的选择也不相同，尽管目前，LV病毒生产仍有不少贴壁细胞生产的案例，但推荐采用悬浮细胞系统。
• 病毒载体滴度表达水平：生产细胞应能够高效、稳定、且可放大地生产病毒载体。早期开发阶段需要考虑商业化阶段适应症和生产规模问题。
• 安全性：生产细胞需确保无内外源病毒、支原体等污染，使用前应经过全面放行检测。历史上生产多个rAAV载体的临床样品使用的sf9细胞株含有弹状病毒。尽管弹状病毒是昆虫病毒而非哺乳动物细胞病毒，但出于安全性考虑，必须确保生产工艺具备清除病毒的能力。如果选择使用含有弹状病毒的sf9细胞株，可能需要增加更多的中控和进行更严格的放行检测以确保其安全性。在sf9平台的产品开发中，建议尽量选择无内源病毒的sf9细胞株，以进一步提高安全性水平。
• 稳定性：生产细胞需在大规模传代、反应器培养、生产中保持稳定的生产能力。
• 成本：生产细胞的成本包括细胞建库成本、细胞株授权使用费、GMP建库、检测及储存费用等。
• 生产细胞的知识产权授权：鉴于主要国家监管机构对于基因工程载体、工程细胞株等CMC原料有来源清晰可溯源的要求，需要评估生产细胞的知识产权权利链条完整性、商业潜力，建议由专业人员和知识产权律师评估，并与授权方谈判授权条款。里程碑式的付款条款往往可以减轻产品开发方的资金压力。如果有多个产品管线，也可以考虑不限项目使用的细胞使用权的买断条款。
在确定特定应用时，一旦选择了生产细胞，在产品开发过程中应避免更换生产细胞。通常而言，采用质粒转染HEK293细胞法生产rAAV的方法具有更高的灵活性，可在临床候选物筛选时更容易适应不同设计（启动子，血清型等）。相较之下，采用杆状病毒感染sf9细胞生产rAAV的方法需要进行毒株筛选，建立GMP病毒库的过程较为耗时，在迅速进行临床开发时可能面临一些挑战。然而，一旦建立了病毒库，该方法在规模放大生产方面具有一定的优势。值得注意的是，近年来由于HEK293生产工艺的不断提升，原本sf9生产平台在滴度和放大方面的优势已逐渐不明显。
02
可以选择CDMO自有的生产细胞吗？
CDMO自有的生产细胞具有一定的吸引力，可能在早期需要支付很少的甚至不需要支付授权使用费，但在产品开发后期可能会遇到一些潜在问题，一些严重问题会导致除了更换生产细胞之外，没有很好的解决方案。在进行选择之前，建议考虑以下因素：
• 知识产权问题是一个需要考虑的关键因素：使用CDMO的生产细胞可能涉及到知识产权的诸多方面，例如专利权、商标、商业秘密以及专有技术等。首先，需要明确生产细胞的知识产权是否完全归属于CDMO，包括其底层知识产权。此外，需要核查CDMO所声明的知识产权是否基于已授权或未授权的细胞进行了筛选和改造。为了更全面地了解知识产权的范畴，建议进行知识产权审计。在考虑这些问题时，请思考以下因素：
生产细胞的知识产权不属于CDMO，而原始生产细胞真正的权利人并不知情。那么在将来产品进入后期临床和商业化阶段，可能需要另外支付昂贵的知识产权许可费给真正的权利人，否则可能无法满足监管机构对于细胞株溯源的要求，甚至可能面临高额的诉讼费用。
生产细胞是CDMO对已授权或未授权的细胞进行筛选、驯化或改造而来。底层知识产权虽然不属于CDMO，但CDMO对筛选、驯化或改造原始生产细胞所产生的新的知识产权已经申请了专利保护，那么客户可能需要向原始权利人和CDMO分别支付两部分知识产权使用费。在这种情况下，需要讨论是否有可能获取底层的细胞株知识产权许可。
CDMO自行开发并完全拥有生产细胞的所有知识产权。具有清晰溯源、完全知识产权的细胞屈指可数。评估知识产权的可信度需要专业人士的判断。
CDMO获得了原始生产细胞供应商的授权，建立了共享的GMP细胞库，并可将生产细胞用于为客户提供临床样品的服务，GMP细胞库也可提供给客户进行商业化生产，同时有明确的商业化条款和可行性，这可能是一种更为可靠和透明的，很有优势的选择。但当前这种模式市场上极为少见。
• 商业机密和竞争优势：CDMO可能将其特定的生产细胞视为商业机密和竞争优势。因此，CDMO可能不愿意与客户共享这些生产细胞的具体信息。这可能会限制客户在产品开发中的灵活性和控制度。
• 依赖性问题：使用CDMO自有的生产细胞必然对CDMO有依赖性。如果CDMO拥有关键的生产细胞技术，客户可能在合同期间或合同结束后难以转移到其他CDMO，带来一定程度的依赖性和风险。
• 技术灵活性：使用CDMO的生产细胞可能会限制客户在技术选择上的灵活性，这对于未来产品的优化和适应性可能带来一定的挑战。
• 成本问题：使用CDMO的生产细胞可能涉及到专利许可费用，这会增加产品开发和生产的成本。在商谈合同时，需要充分了解和协商与在产品开发的每个阶段的使用相关授权的费用和条件。
在考虑采用CDMO自有的生产细胞时，客户应该以谨慎的态度评估知识产权的涵盖范围、合同条款、依赖性风险以及与CDMO之间的合作关系。使用CDMO的生产细胞前应进行审计，讨论该细胞的溯源性，申报文件支持，成功申报案例，和里程碑付款条件。
为了降低潜在的风险，确保在合同中对知识产权的使用和支付条件有清晰的阐述，并且要仔细考虑是否存在技术转移的可能性。
03
自己开发生产细胞株可以吗？
自行开发生产细胞株过程需要较长的时间且难度较大，但是自主开发或与合作伙伴共同开发专有的生产细胞，将有助于加强对关键起始物料的控制。在此过程中需要注意一些关键方面：
• 合规性和伦理审查：
在使用HEK293细胞株进行病毒载体生产之前，确保项目符合所有伦理审查和法规要求。这涉及到对细胞的合法性和合规性的评估。
• 知识产权问题：
确保在使用自行开发的细胞株进行病毒载体生产时，不侵犯任何他人的知识产权。这包括对已有专利的审查和分析。建议确保细胞株的初始来源是清晰的，合规的，底层知识产权没有争议。
• 细胞株的验证：
对自行开发的HEK293细胞株进行验证是非常重要的。这包括对细胞的鉴定、纯度、活性以及潜在的污染检测。确保细胞株的质量和稳定性。风险评估：
对使用自行开发的HEK293细胞株进行病毒载体生产的潜在风险进行全面评估。这可能涉及到工艺适用性、生物安全性、病毒污染和其他潜在的生产风险。
• 细胞株筛选：
自行开发的HEK293细胞株时，应筛选稳健且高效的细胞。重点关注其形态大小，生长速率，代谢特征，剪切力敏感度，病毒包装效率等重要技术指标。建议尽量建立经过单克隆筛选的细胞株，以降低细胞株带来的工艺波动。在开发早期就应全面研究细胞株的传代稳定性。生产工艺的建立和优化：
对自行开发的HEK293细胞株进行病毒载体生产需要开展生产工艺的优化。这可能涉及到培养条件、培养基成分、感染条件等方面的调整，以确保高效产生病毒载体。
• 商业化考虑：
如果考虑将病毒载体产品推向商业市场，需要考虑自行开发的细胞株是否满足商业化的要求。这可能包括规模放大的可行性、质量控制的要求等。
自行开发的HEK293细胞株进行病毒载体生产需要仔细考虑并确保在伦理、合规性、技术专业性和商业化方面都能够符合要求。此外，建议与相关的法规机构和伦理委员会进行沟通，以确保项目的合规性和透明度。
04
在临床阶段换生产细胞可以吗？
如果在临床阶段发现原有的生产细胞存在一定的不足，例如产量低、纯度差、安全性风险、溯源风险或商业化授权成本高等问题，可以谨慎考虑更换生产细胞。生产细胞的更换应在临床前或早期临床阶段进行，需要注意的是，生产细胞的变更属于对产品质量有重大影响的工艺变更，如在临床试验阶段发起变更，需获得药监部门的批准。
如果在早期临床阶段已经获得了一些安全性和有效性数据，更换生产细胞的需要进行一系列的风险评估，包括：
▪ 新的生产细胞是否溯源清晰，商业化授权条款合理，能够满足临床试验的需求，具有商业化的清晰的路径。
• 新的生产细胞是否具有与原有生产细胞相似的安全性和稳定性。
• 变更生产细胞对病毒载体质量的影响:变更是否会影响病毒载体的纯度、杂质、效力、表达水平等质量属性。
变更生产细胞对病毒载体安全性与有效性的影响: 评估如何添加必要的体外研究，动物实验以及临床桥接实验。从监管角度，变更一定是给产品质量和患者带来收益的。此外，生产细胞的变更相关研究的难度和时间存在不可控因素，申办方应评估所有相关风险，包括新增研究所需要的时间和成本而带来的可能失去竞争优势的风险。
05
临床试验阶段变更生产细胞的流程是什么？
临床试验阶段变更生产细胞的具体流程是一个复杂而严谨的过程，通常包括以下主要步骤：
（1）变更立项和评估：
• 定义变更的具体范围，包括变更的目的、影响范围以及相关文档的更新。
• 进行变更的风险评估，评估生产细胞变更对病毒生产工艺，病毒质量以及产品安全性和有效性带来的潜在风险，对风险进行评级，识别高风险和重点研究的对象。
（2）制定变更计划与方案：
• 制定详细的变更计划，包括变更的时间表、责任人和资源分配等。
• 确定变更需要完成的研究批次与生产批次数量，以满足病毒质量研究，体外实验，以及必要的动物实验与临床桥接的需求。
• 建立及优化所需的分析方法，以满足对于变更后产品的全面质量表征。
• 制定工艺对比和病毒质量对比方案，评价变更前后的一致性。
（3）确定变更实施的关键里程碑和验证阶段。
（4）实施变更：
• 根据变更计划，执行实际的变更生产步骤。
• 进行变更后的验证和测试，包括对生产细胞的稳定性、表达水平、安全性等方面进行评估。
• 完成更换后病毒的放行检测和质量研究。与更换前的病毒质量进行可比性评估，包括但不限于滴度，纯度，杂质，效力，安全性等等。
• 开展计划的体内与体外实验，验证变更后产品的安全性与有效性。
• 分析验证结果，确认变更是否达到预期的效果。
• 记录变更过程中的所有操作，并确保符合相关质量管理标准和法规。
（5）变更通知和申请：
• 编写变更补充申请书，详细说明变更的目的、范围和结果。
• 提交变更通知和变更申请给相关监管机构，以获得批准。
（6）文档更新：
• 更新相关文档，包括SOP、质量手册等。
• 确保文档的准确性和及时性。
（7）监控和维护：
• 监控生产过程，确保变更后的生产细胞保持稳定性和高效性。
• 实施必要的维护和调整，以确保生产的一致性和质量。
需要注意的是，临床试验阶段变更生产细胞的流程可能会因具体情况而有所差异，特别是涉及到不同的病毒载体和治疗产品。在整个流程中，保障病人用药安全，保持透明度、符合法规要求以及进行充分的记录和验证是非常重要的。此外，建议在实施任何临床后变更之前咨询专业的法规和质量管理专家，以确保变更的合规性和有效性。
— 总结 —
病毒载体的生产细胞选择和临床试验阶段的变更都是重要的环节，需要进行严格的评估和控制，以确保病毒载体的安全性、有效性和质量可控性。
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