人血白蛋白:生产流程与安全性

发表时间:2023-03-22 11:20

人血白蛋白成功用于补充血容量治疗和许多其他适应证已逾60年,其用量远大于其他生物制品,并且年消耗量仍在持续增加。从上世纪70年代到90年代进行了很多有关人血白蛋白的研究,当时出现的副作用与早期白蛋白和血浆蛋白制剂中含有的杂质有关。不过自那以后制造工艺已大幅提高并不断发展。当今生产的高纯度白蛋白已显示出优异的长期安全性。

一、生产质量的目标

希望生产高纯度治疗性人血白蛋白制剂,使其中的白蛋白尽可能接近天然的血浆蛋白。治疗性白蛋白应该是单体,不能够含有聚合物,因为后者会影响患者对药物的耐受性。

二、当代白蛋白的生产过程

白蛋白的制备源于混合的人血浆,与其他主要的血浆蛋白相比,白蛋白的溶解度很高而等电点较低。此外,沿白蛋白多肽链的17个二硫键赋予其结构的稳定性,当其他蛋白可能变性时,白蛋白仍处于天然状态。这些独特的特性使白蛋白可以通过相对简单但有效的分馏方法进行纯化。改变pH值、温度和/或中间体的离子强度,通常可使可溶性蛋白沉淀,并通过离心或过滤除去,从而实现血浆蛋白的分离或分馏。

一种沉淀蛋白的有效方法是往血浆池中加入乙醇,同时冷却(乙醇冷分馏),这一工艺由Edwin Cohn于1946年发明,专门用于白蛋白的纯化。另外还有一个同样有效的乙醇分馏方法是基于Kistler和Nitschmann在1962年发明的工艺,该工艺较少使用沉淀步骤,沉淀出蛋白质通过过滤或离心去除。

一些生产商曾利用层析技术纯化白蛋白。上世纪80年代首次用层析法纯化白蛋白,其后报道了各种各样的相关技术,包括离子交换、疏水/反相、组特异性亲和、生物特异性亲和。一些制造商整合了乙醇分离和层析两个过程,从而将两者的优点结合起来。

三、白蛋白生产药典标准

对于治疗性白蛋白溶液,英国和欧洲药典标准以及食品药品监督管理局(FDA)指南日益严格的规定反映了白蛋白生产技术的持续改进。目前,欧洲药典标准规定,治疗性人血白蛋白溶液纯度至少为96%,聚合物不超过5%。此外,规定了铝、PKA和钾的最高浓度:铝的含量必须≤200μg/、PKA≤35IU/ml,而钾的含量25%白蛋白溶液中必须≤12.5mmol/L,在20%白蛋白溶液中必须≤10mmol/L。美国的规定也与此相类似:白蛋白制剂纯度必须>96%、PKA水平≤35.7IU/ml、铝≤200μg/L、钾≤2mmol/L。

2020年版的中国药典关于人血白蛋白的标准规定:白蛋白制剂纯度应不低于蛋白质总量的96%、多聚体含量应不高于5.0%。PKA水平不高于35.0IU/ml、铝离子应不高于200μg/L、钾离子应不高于2mmol/L。

四、病毒安全性

过去60年人血白蛋白产品病毒安全性记录极好,欧洲权威机构表示,按照欧洲药典标准生产的白蛋白还没有传播病毒的报道。以下三大主要策略保证了病毒安全性:

1. 慎重选择献血员,并进行病原学检测;

2. 只有当所规定的感染性病毒检测为阴性后,才能分馏血浆池;

3. 在生产过程中进行病毒的灭活/去除。

首先,捐献的血浆通过血清学和核酸扩增技术如聚合酶链反应来检测某些通过血液传播的病毒。此外,证实对病毒血清标志物如HBsAg和抗-HIV1和2型均无反应时,血浆池才能进行下一步处理。根据监管指南,同样的要求还包括使用核酸扩增技术检测HAV、HBV、HCV和HIV,而细小病毒B19(B19V)的滴度不得超过104 IU/mL。

白蛋白生产各环节,特别是乙醇冷分馏,可有效清除病毒;此外,巴氏灭菌(60℃热处理10小时)可有效灭活病毒。在人类志愿者进行的研究表明,巴氏灭菌法可以灭活HBV。巴氏灭菌法于上世纪40年代首次被发明,当时是通过在人类志愿者身上的研究发现HBV可以被这一方法灭活。后来,使用细胞培养物的感染性测定进行病毒的验证研究表明,脂质包膜病毒(如HIV、HCV型病毒和西尼罗河病毒)和非包膜病毒(如HAV 和 B19V)均可被巴氏灭菌法有效灭活。在白蛋白生产过程中的某些特定步骤能非常有效地去除/灭活很多种病毒,尽管这些病毒表现出不同的理化性质。

五、白蛋白产品的耐受性与安全性

一般而言,现代人血白蛋白制剂耐受性良好,特别是考虑到经常需要大量使用时。自发报告的不良事件发生率低也说明了这一点,尽管报告可能低估了真正的不良事件发生率,而这一结果仍然显示了一种很好的迹象,即现代白蛋白产品具有良好的耐受性。

六、总结

人血白蛋白的生产是一个不断完善的过程,伴随着生物制药公司致力于生产更高纯度的制品,其纯度一直高于世界各地监管机构所制定的严格标准。白蛋白具有很好的长期安全性记录,耐受性也很好,并具有极好的病毒安全性记录。许多随机对照试验都表明了人血白蛋白有良好的疗效和安全性,世界范围内正在进一步研究以明确人血白蛋白治疗各种临床患者的有效性、安全性和耐受性。

参考文献:

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