許惠玲

福建基諾厚普生物科技有限公司，福建 莆田 351100

生物制藥是利用活體組織、細胞或微生物合成藥物的過程。常見的生物制藥物料包括細胞培養(yǎng)基和培養(yǎng)細胞、基因表達載體、發(fā)酵劑和營養(yǎng)品、純化材料等。在制藥過程中，某些生物制藥物料可能在特定環(huán)境條件下失去活性，或者在儲存和運輸過程中出現(xiàn)降解，又或者使用的細胞和微生物存在一定的被污染的風險，因此需要采取適當?shù)目刂拼胧?，以防止因物料的質(zhì)量問題對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。因此探析物料質(zhì)量的控制要點，并制定合理的策略，是確保制藥工作穩(wěn)定推進的首要工作。

1 生物制藥中物料質(zhì)量的控制要點

1.1 物料污染的控制

在生物制藥工廠中，不同批次或不同產(chǎn)品的物料可能共用一些設(shè)備、管道和工作區(qū)域。如果不充分清潔這些共用設(shè)施，有可能發(fā)生交叉污染，導致微生物、細菌、病毒或其他有害物質(zhì)傳播到其他批次的產(chǎn)品中[1]。同時，生物制藥過程中使用的原料可能暴露在空氣、水和土壤等自然環(huán)境中，這些環(huán)境中存在著大量的微生物和細菌。如果沒有適當?shù)目刂拼胧?，這些微生物和細菌可能進入物料中并導致污染。

微生物、細菌、病毒或其他有害物質(zhì)的污染可能會引入附加的蛋白質(zhì)、核酸或其他雜質(zhì)，導致產(chǎn)品的純度降低。如果這些有害物質(zhì)存在于制藥產(chǎn)品中，可能會對使用者的健康產(chǎn)生不良影響，甚至造成嚴重的副作用。為了確保物料的質(zhì)量和安全性，相關(guān)企業(yè)需要建立監(jiān)測和檢測系統(tǒng)，定期對設(shè)備、物料和產(chǎn)品進行檢查，以確保其符合規(guī)定的質(zhì)量標準。

1.2 物料不純的控制

從生物源獲取原料時可能會夾帶其他生物產(chǎn)物，例如細胞培養(yǎng)基中的細胞碎片、細胞分泌物等；部分雜質(zhì)可能會在制藥過程中形成，比如在高溫或高壓條件下，蛋白質(zhì)可能發(fā)生變性或聚集，導致雜質(zhì)產(chǎn)生。這些原料中的雜質(zhì)會隨著物料進入制藥過程，并且在后續(xù)步驟中難以完全去除[2]。

不相干的雜質(zhì)會導致產(chǎn)品的純度下降。這些雜質(zhì)可能與目標蛋白質(zhì)競爭結(jié)合位點，降低目標蛋白質(zhì)的提取和純化效率，從而降低產(chǎn)品的純度。某些雜質(zhì)可能與目標蛋白質(zhì)發(fā)生非特異性相互作用，改變其構(gòu)象或功能，最終可能導致產(chǎn)品在治療或應用過程中失去預期效果，甚至引起不良反應。

1.3 物料變異問題

不同個體或品系的動物在遺傳水平上存在差異。這些差異可能包括基因型、表達水平、代謝能力等方面。因此在細胞培養(yǎng)過程中，細胞系可能發(fā)生突變，導致基因組變異。這些突變可能由自然選擇、污染或處理條件等因素引起，例如外部環(huán)境和處理條件（如溫度、pH、營養(yǎng)物質(zhì)等）的變化可能對細胞或動物的基因表達產(chǎn)生影響，從而導致其一致性難以保證[3]。

生物制藥依賴高度一致的生產(chǎn)過程來獲得穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量。如果原料中的細胞或動物存在變異，例如細胞系的突變或動物個體間的遺傳差異，就可能導致生產(chǎn)過程中的一致性難以保證。不一致的原料可能會導致批次間的差異，使產(chǎn)品無法滿足質(zhì)量標準和規(guī)范的要求。

2 生物制藥中物料質(zhì)量的控制策略

2.1 加強物料檢測，完善源頭控制

在生物制藥過程中，為了確保原材料的質(zhì)量和安全性，相關(guān)企業(yè)可以使用PCR 等技術(shù)檢測原材料中微生物、細菌和病毒等生物體的存在及其感染狀態(tài)。例如，在生物制藥過程中使用一種細胞培養(yǎng)基為原材料，該培養(yǎng)基用于生產(chǎn)生物制品。為了確保培養(yǎng)基沒有受到細菌污染，需要對其進行微生物檢測[4]。首先，制藥單位的管理人員需要從生產(chǎn)批次中取出一定量的培養(yǎng)基樣品，將其轉(zhuǎn)移到實驗室條件下。其次，確保操作環(huán)境的潔凈，并采取無菌措施以防止外源污染。其三，使用合適的DNA 提取方法從培養(yǎng)基樣品中提取DNA。這一步驟可以通過商業(yè)化的DNA 提取試劑盒或其他標準的DNA 提取方法來完成。其四，確保提取的DNA 質(zhì)量和純度足夠高，以保證后續(xù)PCR 反應的準確性和可靠性。其五，根據(jù)需檢測的目標細菌選擇適當?shù)囊?。引物應具有高度特異性，只能與目標細菌DNA 序列匹配。其六，將引物添加到PCR 反應體系中，加入提取的培養(yǎng)基DNA 作為模板，并按照PCR 反應條件進行循環(huán)反應，以擴增目標細菌DNA 序列。通常PCR 反應包括一系列的變性、退火和延伸步驟。在每個循環(huán)中，目標DNA 序列會指數(shù)級地擴增。最后，將PCR 擴增產(chǎn)物進行凝膠電泳分析。將擴增產(chǎn)物加載到瓊脂糖凝膠上，并通過電流刺激使DNA 片段在凝膠中遷移。根據(jù)目標DNA 序列的大小，可以確定是否存在預期的擴增產(chǎn)物。如果PCR 反應出現(xiàn)了預期的擴增產(chǎn)物，說明培養(yǎng)基樣品中存在目標細菌的DNA 序列，表明可能存在細菌感染。反之，如果沒有觀察到預期的擴增產(chǎn)物，則表明培養(yǎng)基樣品中不存在目標細菌的DNA，即無感染。

除加強對物料的檢測外，還要從源頭減少污染的發(fā)生，制藥單位需對操作員進行適當?shù)呐嘤?，確保他們具備正確的操作技能和衛(wèi)生意識。同時，要遵循相關(guān)法規(guī)和標準，如GMP（Good Manufacturing Practice）等，維持操作環(huán)境的潔凈度和溫濕度控制，使用空氣過濾系統(tǒng)、無菌技術(shù)等來減少微生物污染，確保設(shè)備和工作區(qū)域的徹底清潔，并驗證清洗和消毒程序的有效性。通過嚴格的控制措施和合規(guī)要求，可以降低污染源對生產(chǎn)過程和產(chǎn)品的不良影響。

2.2 組合清除技術(shù)，增強物料提純

物料中殘余的雜質(zhì)可能會對藥物的穩(wěn)定性和有效性產(chǎn)生負面影響。為了清除這些殘余物質(zhì)，可采用酶處理、堿性水解、超濾等多種方法。酶處理涉及使用特定的核酸酶（如DNase 或RNase）來降解DNA或RNA，從而消除它們的影響。這些酶可以選擇性地切割DNA 或RNA 鏈，使其失去功能。進行酶處理時，需要根據(jù)清除目的選擇合適的核酸酶（如DNase或RNase）；根據(jù)酶的要求，在酶溶液中加入適當?shù)木彌_液，以維持最適pH 和離子濃度；輕輕顛倒混合酶溶液，以確保酶的均勻分布，并將適量的酶溶液加入含有待處理的DNA 或RNA 的物料中，根據(jù)酶的操作要求在恰當?shù)臏囟认路跤磻旌衔?，一般?7 ℃為宜。之后使用相應的方法停止酶反應，如加入抑制劑或改變反應條件，并通過凝膠電泳、熒光探針染色等來檢測處理后的DNA 或RNA，以驗證酶處理的效果。

堿性水解一般用于分解DNA 或RNA 較小的堿基殘基。進行堿性水解需要使用氫氧化鈉（NaOH）和磷酸緩沖液等，根據(jù)所需反應體系的比例，將適量的堿性試劑加入含有待處理的DNA 或RNA 的樣品中，輕輕搖動反應混合物，以確保堿性試劑與DNA或RNA 充分接觸，在適當?shù)臏囟认拢跤磻旌衔镆欢螘r間，在室溫下通常孵育約10～30 min。在反應結(jié)束后，添加足夠量的磷酸緩沖液以中和堿性試劑的影響。這有助于防止進一步分解或損傷物料。

超濾一般用于清除物料中的細胞碎片和蛋白質(zhì)聚集體。進行超濾時要選擇合適的膜型和孔徑大小，根據(jù)需要的分子質(zhì)量截留范圍進行選擇，同時準備將其用于連接超濾器與收集裝置或系統(tǒng)以及收集容器，將超濾器裝置與樣品處理系統(tǒng)連接，確保連接緊固并無泄漏[5]。將含有需要清除雜質(zhì)的溶液加入超濾器中，通過超濾器施加適當?shù)膲毫Γ梢酝ㄟ^重力、離心或使用泵等方式），使溶液通過超濾器。大分子物質(zhì)會被滯留在超濾器的膜上，而小分子物質(zhì)則通過膜進入收集容器。

2.3 進行技術(shù)監(jiān)測，預防物料變異

基因組測序是一種廣泛應用于確定DNA 序列的技術(shù)，通過對細胞系或動物個體的基因組進行測序，可以檢測到可能的遺傳變異[6]。

首先，收集要進行測序的物料樣本。要確保樣品采集過程中的無菌條件，并盡量選擇具有代表性的樣本以獲得全面的數(shù)據(jù)。其次，使用適當?shù)腄NA提取方法從樣品中提取基因組DNA，包括常規(guī)的離心、裂解和純化步驟，以從細胞或組織中提取高質(zhì)量的DNA。其三，將提取的DNA 進行片段化處理，并構(gòu)建文庫，以便于后續(xù)測序。這通常涉及連接適配器序列并進行擴增反應。其四，使用高通量測序平臺（如Illumina HiSeq、PacBio 或Oxford Nanopore）進行基因組測序。這些平臺可以產(chǎn)生大量的讀取數(shù)據(jù)，覆蓋整個基因組。其五，對測序得到的數(shù)據(jù)進行質(zhì)控和數(shù)據(jù)處理，包括去除低質(zhì)量序列、剔除污染物等。其六，使用生物信息學工具對得到的序列進行比對和變異檢測。通過比對到參考基因組，檢測樣品中的單核苷酸多態(tài)性（SNPs）、插入/缺失（InDels）和結(jié)構(gòu)變異等。這些檢測可以使用一系列的生物信息學軟件和算法來實現(xiàn)。最后，根據(jù)基因組測序的結(jié)果評估細胞系的遺傳變異情況，注重檢查是否存在突變、拷貝數(shù)變異、重排等。

3 結(jié)語

在生物制藥中，物料污染、不純、變異是常見的質(zhì)量問題，也是質(zhì)量控制的要點。制藥企業(yè)在控制策略上要盡可能采取多種方法并行，如物料檢測要引入PCR 方法，雜質(zhì)清除要采用酶處理、堿性水解、超濾等方法，預防變異要根據(jù)生理特征及時進行基因組測序，以此保證質(zhì)量控制的有效性，縮小物料污染、不純和變異等質(zhì)量問題的發(fā)生概率，避免因物料質(zhì)量問題影響產(chǎn)品效果，對患者機體造成損害。