生物药物的质量管理与控制.ppt

《生物药物的质量管理与控制.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物药物的质量管理与控制.ppt（99页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第五节 基因工程药物质量控制,一、质量标准：1、基因工程药物定义：采用新的生物技术方法，利用细菌、酵母或哺乳动物细胞作为活性宿主，进行生产的作为治疗、诊断等用途的多肽和蛋白质类药物。,2、质量标准,1983 重组DNA生产的药品、生物制品的生产和检定要点 1987 基因重组技术医药产品的生产及质量控制 1988 生物技术医药产品临床生物安全性试验要求 1990 生物技术生产细胞因子的质量控制 2000 中国生物制品规程,1、原料,目的基因：来源，制备过程，结构 表达载体：性质，来源，结构 宿主细胞:名称，来源，历史等,1 表达载体和宿主细胞 应提供有关表达载体详细资料，包括基因的来源、克隆和鉴

2、定，表达载体的构建、结构和遗传特性。应说明载体组成各部分的来源和功能，如复制子和启动子来源，或抗生素抗性标志物。提供至少包括构建中所用位点的酶切图谱。应提供宿主细胞的资料，包括细胞株（系）名称、来源、传代历史、检定结果及基本生物学特性等。,应详细说明载体引入宿主细胞的方法及载体在宿主细胞内的状态（是否整合到染色体内）及拷贝数。应提供宿主和载体结合后的遗传稳定性资料。,2克隆基因的序列 应提供插入基因和表达载体两侧端控制区的核苷酸序列。所有与表达有关的序列均应详细叙述。3表达 应详细叙述在生产过程中，启动和控制克隆基因在宿主细胞中的表达所采用的方法及表达水平。,4原辅料 原辅料应按照国家药品监督

3、管理局有关规定执行。动物源性原料的使用应提供来源及质控检测资料,2、培养过程质量控制,生产用细胞库：种子批，来源，保存等有限代次的生产：条件，材料，方法、代次等连续培养：定期检查,1主细胞库（MASTERCELLBANK）rDNA制品的生产应采用种子批（SEEDLOT）系统。从已建立的主细胞库中，再进一步建立生产细胞库（WCB）。含表达载体的宿主细胞应经过克隆而建立主细胞库。在此过程中，在同一实验室工作区内，不得同时操作两种不同细胞（菌种）；一个工作人员亦不得同时操作两种不同细胞或菌种。,应详细记录种子材料的来源、方式、保存及预计使用寿命。应提供在保存和复苏条件下宿主载体表达系统的稳定性证据。

4、采用新的种子批时，应重新作全面检定。,种子批不应含有外源致癌因子，不应含有感染性外源因子，如细菌、支原体、真菌及病毒。有些细胞株含有某些内源病毒，例如逆转录病毒，且不易除去。当已确知在原始细胞库或载体部分中污染此类特定内源因子时，则应能证明在生产纯化过程可使之灭活或清除。,2有限代次生产 用于培养和诱导基因产物的材料和方法应有详细资料培养过程及收获时，应有敏感的检测措施控制微生物污染。应提供培养生长浓度和产量恒定性方面的数据，并应确立废弃一批培养物的指标。根据宿主细胞载体系统的稳定性资料，确定在生产过程中允许的最高细胞倍增数或传代代次，并应提供最适培养条件的详细资料。,在生产周期结束时，应监测

5、宿主细胞载体系统的特性，例如质粒拷贝数、宿主细胞中表达载体存留程度、含插入基因的载体的酶切图谱。一般情况下，用来自一个原始细胞库的全量培养物进行监测，必要时应做一次目的基因的核苷酸序列分析。,3连续培养生产基本要求同2项。应提供经长期培养后所表达基因的分子完整性资料，以及宿主细胞的表型和基因型特征。每批培养的产量变化应在规定范围内。对可以进行后处理及应废弃的培养物，应确定指标。从培养开始至收获，应有敏感的检查微生物污染的措施。,根据宿主载体稳定性及表达产物的恒定性资料，应规定连续培养的时间。如属长时间连续培养，应根据宿主载体稳定性及产物特性的资料，在不同间隔时间作全面检定。,3、纯化工艺,杂质

6、：病毒、核酸、杂蛋白、糖等除杂方法：沉淀、电泳、色谱等指标：纯度，提纯倍数，收率,对于收获、分离和纯化的方法应详细记述，应特别注意污染病毒、核酸以及有害抗原性物质的去除。采用亲和层析技术（如用单克隆抗体）应有检测可能污染此类外源性物质的方法，不应含有可测出的异种免疫球蛋白。,对整个纯化工艺应进行全面研究，包括能够去除宿主细胞蛋白、核酸、糖、病毒或其它杂质以及在纯化过程中加入的有害的化学物质等。关于纯度的要求可视制品的用途和用法而确定，例如，仅使用一次或需反复多次使用；用于健康人群或用于重症患者；对纯度可有不同程度要求。,4、产品质量控制,生物学效价测定：活性蛋白质纯度检查：重组蛋白比活性：单位

7、质量蛋白质所具有的活性,结构,活性,蛋白质性质鉴定,非特异性鉴别特异性鉴别相对分子量等电点肽图光谱氨基酸组成氨基酸测序免疫原性,（1）氨基酸组成使用各种水解法和分析手段测定氨基酸的组成，并与目的蛋白基因序列推导的氨基酸组成或天然异构体比较。如需要时应考虑分子量的大小。多数情况下，氨基酸组成分析对肽段和小蛋白可提供有价值的结构资料，但对大蛋白一般意义较小。在多数情况下，氨基酸定量分析数据可用于确定蛋白含量。,（2）氨基酸末端序列氨基酸末端分析用于鉴别N-端和C-端氨基酸的性质和同质性。若发现目的产品的末端氨基酸发生改变时，应使用适当的分析手段判定变异体的相应变异数量。应将这些氨基酸末端序列与来自

8、目的产品基因序列推导的氨基酸末端序列进行比较。,（3）肽谱应用合适的酶或化学试剂使所选的产品片段产生不连续多肽，应用HPLC或其他适当的方法分析该多肽片段。应尽量应用氨基酸组成分析技术，N-末端测序或质谱法鉴别多肽片段。经验证的肽谱分析经常是确证目的产品结构/鉴别的适当方法。,（4）分子量应用分子筛层析法、SDS-PAGE（还原和/或非还原条件 下）、质谱测定法、或其他适当技术测定分子量。（5）等电点通过等电聚焦电泳或其他适当的方法测定。,（6）消光系数（或克分子吸光度）多数情况下，可取目的产品于UV/可见光波长处测定消光系数（或克分子吸光度）。消光系数的测定为使用UV/可见光或分光光度计检测

9、已知蛋白含量的溶液，蛋白含量应用氨基酸组成分析技术或定氮法等方法测定。,（7）相对分子质量测定应用PAGE、等电聚焦电泳、SDSPAGE、免疫印迹、毛细管电泳法或其他适当的方法，获得目的产品/药物的一致性，同一性和纯度的电泳图谱和数据。,（8）非特异性鉴别应用分子筛层析、反相液相层析、离子交换液相层析、亲和层析或其他适当方法，获得目的产品/药物的一致性、同一性和纯度的层析图谱和数据。适当时，应用紫外或可见光吸收光谱法测定，使用圆二色谱、核磁共振（NMR）、或其他适当的方法检测制品的高级结构.,杂质检测：杂蛋白，非蛋白杂质：细菌，病毒，热原，DNA安全性：致突变，致畸，致癌等,来源于细胞基质的杂

10、质包括源于宿主生物体的蛋白/多肽；核酸（宿主细胞/载体/总DNA）；多糖及病毒。对于宿主细胞蛋白，一般应用能检测出较宽范围蛋白杂质的灵敏的免疫检测方法。可通过对产品的直接分析方法（如杂交技术法）检测宿主细胞的DNA水平，或通过标记实验（实验室规模）检测证实通过纯化工艺能去除核酸。对于有意导入的病毒，应验证生产工艺中去除/灭活病毒的能力。,来源于培养基的杂质包括诱导剂（多核苷酸、病毒）、抗生素、血清及其他培养基组分。来源于下游工艺产生的杂质包括酶、化学/生化处理试 剂（如溴化氰、胍、氧化剂和还原剂）、无机盐（如 重金属、砷、非有色金属离子）、溶剂、载体/配体（如单克隆抗体），及其他可滤过的物质。

11、,（2）产品相关杂质 以下为最常见的目的产品的分子变异体，并列出了相 应的检测方法：化学修饰类型：应考虑脱酰胺、异构化、错配S-S连接 和氧化形式的分离和鉴别。对这些变异体的分离和鉴 别，可应用层析法和/或电泳法（如HPLC、毛细管电泳、质谱法、圆二色谱）。,降解物和聚合体：聚合体包括二聚体和多聚体：可用分子筛层析法进行定量；降解物：应建立降解物的判定标准，并对稳定性试验产生的降解产物进行监测。,第六节 新药开发的主要过程,一、新药研究开发的主要过程：1、确定研究计划；2、准备化合物；3、药理筛选；4、化学实验；5、临床前期；6、临床前期；,7、期临床；8、期临床；9、期临床；10、注册申请上

12、市；11、监测。,临床试验 可分为三期，一期是在健康志愿者上试用，二期是在少数患者上试用，三期在大量患者上试用。,申报资料项目,综述资料：1、药品名称。2、证明性文件。3、立题目的与依据。4、对主要研究结果的总结及评价。5、药品说明书样稿、起草说明及 最新参考文献。6、包装、标签设计样稿。,药学研究资料,7、药学研究资料综述。8、药材来源及鉴定依据。9、药材生态环境、生长特征、形态描述、栽培或培植（培育）技术、产地加工和炮制方法等。10、药材标准草案及起草说明，并提供药品标准物质及 有关资料。11、提供植、矿物标本，植物标本应当包括花、果实、种子等。,12、生产工艺的研究资料及文献资料，辅料来

13、源及质量标准。13、确证化学结构或组分的试验资料及文献资料。14、质量研究工作的试验资料及文献资料。15、药品标准草案及起草说明，并提供药品标准 物质及有 关资料。,16、样品检验报告书。17、药物稳定性研究的试验资料及文献资料。18、直接接触药品的包装材料和容器的选择依据及质量标准。,药理毒理研究资料,19、药理毒理研究资料综述。20、主要药效学试验资料及文献资料。21、一般药理研究的试验资料及文献资料。22、急性毒性试验资料及文献资料。23、长期毒性试验资料及文献资料。,24、过敏性（局部、全身和光敏毒性）、溶血性和局部（血管、皮肤、粘膜、肌肉等）刺激性、依赖性等主要与局部、全身给药相关的

14、特殊安全性试验资料和文献资料。,25、致突变试验资料及文献资料。26、生殖毒性试验资料及文献资料。27、致癌试验资料及文献资料。28、动物药代动力学试验资料及文献资料。,临床试验资料,29、临床试验资料综述。30、临床试验计划与方案。31、临床研究者手册。32、知情同意书样稿、伦理委员会批准件。33、临床试验报告。,1、药品(pharmaceutical product):指用于预防、治疗、诊断人的疾病，有目的地调节人的生理机能，并规定有适应症、用法和用量的物质。2、新药(New drug):指(我国)未生产过的药品。已生产的药品改变剂型、改变给药途径、增加新适应症或制成新的复方制剂，亦按新药

15、管理。3、新药分类：中药 chinese herbal medicine orTCM 化学药品 chemical pharmacon 生物制品 biotech products.,新药研究开发的基本概念,中药新药的分类第一类：1、中药材的人工制成品：根据该药材的特性和主要组分用人工方法制成的产品。人工牛黄、麝香 2、新发现的中药材及其制剂：指无国家药品标准的中药材。含新的菌类药材。,新药研究开发新药分类,3、中药材中提取的有效成分及其制剂：指提取的单一化学 成分（纯度在90%以上），须按中医理论指导临床用药。4、复方中提取的有效成分。,第二类：1、中药注射剂：其组分可以是有效成分、单 方或复方

16、。2、中药材新的药用部位及其制剂：药用部指历代本草有 记载。3、中药材、天然药物中提取的有效部位及其制剂。有效 部位指提取的非单一化学成分。总黄酮、总生物碱。,4、中药材以人工方法在动物体内的制取物及其制剂。如培植牛黄，引流熊胆。5、复方中提取的有效位群。,第三类：1、新的中药复方制剂：法定标准未收载的制剂。其处方 中的组分均应符合法定标准。2、以中药疗效为主的中药和化学药品的复方制剂。3、从国外引种或引进养殖的进口药材及其制剂。,第四类：1、改变剂型或改变给药途径的制剂。2、国内异地引种或野生变家养的动植物药材。第五类：增加新主治病症的药品。,生 物 制品第一类：国内外尚未批准上市的生物制品

17、。第二类：国外已批准上市，尚未列入药典或规程，我国也未进口的生物制品。,新药研究开发新药分类,第三类：1、疗效以生物制品为主的新复方制剂。2、工艺重大改革后的生物制品。第四类；1、国外药典或规程已收载的生物制品。2、已在我国批准进口注册的生物制品。第五类：增加适应症的生物制品。,（一）、临床前研究与IND任务：系统评价新的侯选药物，确定是否进入临床试验。这一阶段国外统称为Investigational new drug,IND.这一阶段的研究工作按GLP标准主要在实验室内进行。,新药研究开发研究过程,1、药学研究：化学原料药要确证药物的化学结构；多组分药物，确定其主要药效成分的结构。在此基础上

18、研究：制备工艺、制剂处方、药物理化常数、纯度检查、含量测定、质量稳定性研究。,新药研究开发新药研究过程,2、临床前药理学与毒理学评价 任务：药物的主要药效学、一般药理学、药物代谢动力学研究，以阐明药物作用的靶器官、主要药物作用特征、对机体重要系统（神经、心血管、呼吸系统）的影响，并研究机体对受试药物的处置规律。,新药毒理学研究包括全身性用药的毒性试验、局部用药的毒性试验、特殊毒性试验和药物依赖性试验等。目的：是保证临床用药的安全有效。,一般毒性试验(1)急性毒性试验：动物一次经口接受单剂量或24h内接受多次剂量受试物，动物在短期内出现毒性反应的试验。LD50(2)重复给药毒性试验（长期毒性试验

19、）：血液学、生化学、组织学，解剖、电子显微镜等。,新药研究开发新药研究过程,特殊毒性试验(1)遗传毒性试验：机体遗传物质在受到外源性化学物质或其它环境因素作用时，对机体产生的遗传毒性作用。(2)生殖毒性试验：揭示一种或多种物质对哺乳动物生殖的影响。交配前-怀孕-着床-硬腭闭合-怀孕末期-出生-断奶-性成熟。(3)致癌毒性试验药物依赖性试验，毒物代谢动力学试验,新药研究开发新药研究过程,（二）、新药药理研究的基本内容与要求 1、药效学研究意义 基本要求：安全，有效、可控和稳定，其中有效性或 疗效确切是新药治病救人的首要条件。新药有效性评价方法：实验部分（药效学试验）和临床部分重要性和局限性：,A

20、.发现研制新药及对药物进行再评价；B.为新药的临床研究奠定基础；C.补充临床研究的不足；D.揭示药效的物质基础，开展作用机制及配伍规律研究；E.药效学研究的局限性,2、药效学研究的基本内容（1）试验设计：根据与原则、设计方案（2）试验方法：体外实验和体内实验（3）药效学实验的动物模型,（4）药效学实验的指标：特异性、敏感性、重显性、客 观性、指标的量化（定性，半定量，定量）（5）药效学研究的动物选择：种类、品系、动物等级和 健康、实验设施、年龄、性别（6）对受试药物的要求 处方固定、制备工艺、药品质量标准基本稳定、给 药途径,（7）药效学实验的 剂量：临床等效剂量、剂量的设置（8）给药途径和方

21、法 给药容量、不同剂量的体现、给药方式（9）药效学研究的对照 A.正常（空白）对照、B.模型对照、C.标准阳性药物对照、D.治疗措施对照。,新药研究开发新药研究过程,3、一般药理学研究：指对新药主要药效作用以外广泛药 理作用的研究。A、精神神经系统：观察给药后动物的外表、毛发、姿 势、步态等行为活动。有无麻醉、催眠、镇静、体 位变化等。B、心血管系统：给药后动物心率、心律、血压、心电 图等有无变化。,C、呼吸系统：给药后呼吸频率、幅度和节律变化。D、其他：消化、泌尿、血液、免疫等。4、复方药理学研究：通过实验确定复方组成的依据及其 合理性，明确复方组成药物在药效作用上的相互关系。,新药研究开发

22、新药研究过程,5、药代动力学研究（吸收、分布及排泄动力学）（1）采用临床应用的给药途径，在治疗剂量范围内用三种剂量做药物浓度-时间曲线。明确是否有线性关系。,（2）提供初步数学模型及吸收速率常数、消除速率常 数、Cmax（最大浓度）、Tmax（最大辐射量的时间）、清除率、t 1/2 等参数。（3）测定血浆蛋白结合率；,（4）分布试验至少测定心、肝、脾、肺、肾、脑、胃肠道、生殖腺、体脂、骨骼肌等组织中的 分布。（5）排泄试验至少做尿、粪、胆汁中的排泄量。（6）应写明化合物纯度。应用放射性标记者，要写 明标记部位。应结合层析等方法证明所测定的 化合物是原型药物或代谢产物。,（三）、临床研究与NDA

23、（新药申请）主要任务：A、按照GCP的要求和规定是在人体上确证新药的疗效和毒性。B、临床研究是评价侯选药物能否成为一个新药的最终的标准，这一阶段称为New drug application,NDA.新药临床试验分为、期。,新药研究开发新药研究过程,1、期（phase）:初步临床药理学及人体安全评价试验。观察人体对新药的耐受程度和药物代谢动力学（pharmacokinetics）,为制定给药方案提供依据。2、期（phase）：是随机盲法对照临床试验。对新药有效性及安全性作出初步评价，推荐临床给药剂量。,3、期（phase）：是扩大的多中心临床试验。应遵循随机对照原则，进一步评价有效性、安全性。4

24、、期（phase）：是新药上市后监测。注意罕见不良反应。,新药研究开发新药研究过程,（四）、临床研究的基本条件 1、选择合格的临床试验单位和研究人员；2、建立各单位的伦理委员会(ethics committee);3、试验前获得病人的知情同意书(informed consent);,4、制定符合GCP要求的临床试验方案(protocol)；5、建立标准化的Standard operating procedure,SOP;（标准作业程序）6、进行正确的数据处理与统计分析 7、建立临床试验质控监督体系。,新药研究开发新药研究过程,（五）、新药的申报与审批 1、新药的申报：完成 期临床试验后经国家药

25、品监督管理局批准，即发给“新药证书”；持有“药品生产企业许可证”，并符合GMP要求的企业或车间可同时发给批准文号，取得批准文号的单位方可生产新药。2、加快程序审评：一类新药。,3、新药生产：第一类化学药品及第一、二类中药批准后一律为试生产，试生产期为2年。其他各类新药一般批准为正式生产。4、新药的补充申请：增加规格、改进生产工艺、改变包装等。5、新药保护：一类新药12年，二、三类为8年，四、五类为6年。,（一）化学结构：化学结构是新药研究的最关键和最基础的资料。测定化学结构一般采用的方法有：元素分析、官能团分析、光谱分析。另外，还可针对新药特点进行其他的特殊分析，如氨基酸序列分析等。,二、原料

26、药的研究,（二）理化性质：对新药研究可从两个方面考虑，一是它的属性部分，二是可能影响药物作用的有关性质。1、性状；2、理化常数；（1）药物的溶解性能；（2）药物晶型；（3）油水分配系数；（4）解离值（pKa值）；（5）立体异构现象；,（三）新药的鉴别：根据新药的化学结构和理化性质，可以用化学的或物理的方法进行鉴别，实验方法要求专属性强，重现性好，灵敏度高和操作简便、快速等。,（四）新药的纯度：药物的纯度是质量控制的一个重要方面，直接关系到药品的安全性和有效性。药品纯度的标准是多方面的，外观性状、物理常数、含量等均可表明药物的纯度。药物中杂质的来源有两方面，一是生产过程中引入的，二是储存过程中因

27、外界条件引起药物自身变化产生的。,（五）新药稳定性研究：对新药及其制剂进行稳定性研究是确保其质量（保证安全有效）的一项重要内容。1、定性的含义和分类 药物及其制剂的稳定性包括：物理稳定性、微生物稳定性和化学稳定性，在这三类稳定性当中以化学稳定性较为重要、最为常见，也是稳定性研究的主要方面。,2、化学稳定性及其研究方法：（1）影响因素（2）稳定性考察（3）室温留样考察（4）稳定性测定方法（5）对药物稳定性的评价,三 基因工程药物的开发研制及申报程序,基因工程药物：指先确定对某种疾病具有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因进行分离、纯化或人工合成，利用重组DNA技术加以改造，最

28、后将该基因导入可以大量生产的受体细胞中表达，进行生产具有预防和治疗这种疾病的蛋白质，这种方法生产的药物称为基因工程药物。,1工程细胞(菌)的构建与实验室研究阶段 2中试与质量检定阶段 3临床研究阶段 4试生产与正式生产阶段,1.工程细胞(菌)的构建与实验室研究阶段,目的基因的确定、获取、克隆和鉴定，载体的选择，DNA重组、重组子筛选鉴定，宿主细胞的选择，重组细胞遗传稳定性研究；工程细胞培养条件研究，工艺流程确定，培养过程中宿主载体表达系统稳定性的研究，培养所用原材料及培养过程的质量控制方法的研究；产物提取纯化工艺研究，表达产物的鉴定，生物效价检测，安全性检测及质量标准的研究。,2中试与质量检定

29、阶段,中试是把已取得的实验室研究成果进行比拟放大的研究过程。中试的结果对实验室的研究成果能否成功的进入规模化生产至关重要。中试研究的目的是考察在较为粗放的环境和条件下，在小试阶段难发现的或尚未解决的问题。中试研究是围绕着如何提高效率、改进操作、提高质量、形成稳定批量生产等方面进行。,主要包括以下内容：工程细胞(苗)的稳定性考察；培养用原料的质量标准；设备造型及其材质试验；反应条件限度实验；,原辅料、中间体及终产品（包括各种杂质限量）质量分 析方法的研究；分离纯化工艺的研究(包括方法、条件、产品得率）安全生产条件及三废处理；生产中试样品并以此样品进行临床前药理、药效、毒理 学试验,3临床研究阶段,重点是考察健康受试者和治疗病人对药物耐受程度。,4试生产与正是生产阶段,1，2期临床合格，申请新药证书。3期合格后，转正式生产。,