迎接商业化、AAV基因治疗药物如何提升质量研究
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原创 迎接商业化、AAV基因治疗药物如何提升质量研究
张博闻
已完成264篇创作
2023-9-14

基因疗法自从2017年FDA批准罗氏/Spark的Luxturna上市以来,逐渐成为最炙手可热的创新治疗手段之一。而其中使用最广泛的病毒递送载体莫过于腺相关病毒(AAV)载体,具有免疫原性极低、安全性高、宿主细胞范围广、扩散能力强、表达稳定以及特异性强等优势,尤其是对于缺少替代疗法的单基因遗传疾病来说,该疗法能从根本上补充或修复缺陷基因。因此,AAV基因疗法吸引许多公司开始积极布局,中国的AAV基因疗法也即将迎来临床进展的新突破,迈入下一阶段——商业化。

随着越来越多的AAV实现临床转化,AAV在大规模生产的同时也面临着质量分析的重重考验。作为走向商业化生产的重要关卡,严格控制生产过程,把关质量检测,是基因治疗药物兼具有效性与安全性的咽喉要塞。

AVV纯化过程复杂的原因主要是包含空壳、完整病毒颗粒、错误组装AAV衣壳、宿主细胞蛋白、基因组DNA、染色质复合物和其他杂质。因此如何提高分辨率,估算空壳与完整病毒颗粒的比例,在AAV生产和纯化的每个阶段都很重要。

 

制备流程

具有完整基因组的衣壳比例检测

AAV质控较难且特殊的关键点是,需要有高分辨的方法对AAV在纯度方面的关键指标 - 具有完整基因组的衣壳比例进行检测。空衣壳 (empty) 以及部分包装衣壳 (partial) 作为产品相关杂质,已经被监管机构FDA确定为需要识别的关键质量属性CQA,因其会影响 rAAV 介导的基因治疗产品的效力、增加免疫原性,并可导致所需剂量升高,从而引起严重反应的风险更大。理想的AAV生产系统需在确保足够的病毒滴度的同时减少有害污染物,去除空壳以尽可能地减少临床风险。

贝克曼库尔特的独家AUC技术,在载体空壳率、部分包装、聚集体表征定量方面有着得天独厚的优势,被誉为“金标准”。AUC技术可实现鉴别空心、实心、部分实心颗粒、过度包装以及聚集体。AUC分析可以集成到现有工艺中,可提供高分辨率AAV病毒载体的表征信息,从而有助于提高最终产品的质量。

完整病毒颗粒比例的评估和鉴定

由于AAV 载体上的ITR区域由于富含GC以及 ITR 区域的回文结构,传统的NGS基因检测只支持短读长,难以对AAV载体的单个完整分子进行检测,不能完整表征 AAV 载体的异质性,评估载体完整性。因此,需要更为有效和标准化的QC方法来详细表征源自包装细胞系的宿主基因组或源自Ad-helper和rep/cap 构建体的病毒片段的错误包装的性质和比例。

PacBio HiFi测序自2019年发布以来,在AAV载体基因组测序上表现出了明显的优势。通过长读长测序更全面地分析AAV包裹基因片段的信息及基因编辑的脱靶检测,并能直接评估载体完整性。

AAV衣壳蛋白

另外,不同血清型的AAV衣壳蛋白也存在差异,需要有合适的方法进行检测。不同AAV血清型指病毒具有不同的衣壳蛋白,AAV进入细胞的过程依赖于细胞表面糖基化受体识别AAV衣壳蛋白,因此AAV衣壳蛋白决定了其组织靶向的特异性,对AAV衣壳蛋白进行全面表征,能够对AAV不同血清型的研究,衣壳的改造、质控方法的选择、工艺的优化具有重要的参考意义。

AAV生产质量控制贯穿于整个产品生命周期。临床申报阶段、临床试验阶段以及上市申请阶段,对工艺开发与产品质量属性都有不同侧重的要求,即使上市后生产工艺依然需要持续验证和优化,以更好地保证产品质量及质量稳定性。对企业来说,一方面要不断优化生产工艺,基于风险控制来设计和选择工艺技术与生产原料,同时另一方面建立灵敏有效的CQA表征分析方法与相应的质量标准,开发出更强大的分析测定方法进而对影响这些质量属性的关键工艺参数进行把控。

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