生物药在生产过程中的稳定性问题及解决方案

生物药在生产过程中的稳定性问题及解决方案

刘燕妮,王兴隆,杨永会

重庆宸安生物制药有限公司

摘要：生物药是一类以生物技术为基础制备的药物，因其具有高效、高选择性、低副作用等优点而被广泛应用于临床治疗。近几年来，以单克隆抗体为主的生物工程药物已逐步占据了主导地位。然而，蛋白生物药物通常具有结构复杂、不稳定等特点，特别是在制备过程中，由于各种不稳定因素的影响，导致药物的降解或失活。生物药物的生产过程十分复杂，通常要经过生物合成、原液提纯与精制和制剂过程等过程，才能完成药物的生产与储存运输过程。如何克服这一不稳定现象，是其能否顺利走向临床的重要环节。本文总结了在工业生产中出现的一些问题，并给出了一些解决办法。

关键词：高效；临床治疗；不稳定

前言

在生物药的生产过程中，需要考虑多个因素，如细胞培养条件、分离纯化技术、质量控制和稳定性等。其中，细胞培养是制备生物药的关键步骤之一，需要保证细胞的生长和代谢状态，同时避免细胞的感染和污染。分离纯化技术则是提取和纯化生物药的重要步骤，需要采用适当的技术和方法来获得高纯度的生物药。在质量控制方面，需要对生产过程中的每个步骤进行严格的监控和检查。稳定性则是生物药生产中需要解决的另一个重要问题。为了解决生物药生产过程中的各种问题，研究人员和生产企业需要不断地进行技术创新和优化。通过不断地探索和实践，相信生物药的生产技术和质量水平将会得到进一步提高，为临床治疗提供更为可靠的支持。

1生物药物制备中存在的稳定性问题

生物药物的复杂多变是影响其稳定性的重要因素。生物药物的结构与功能十分复杂，与温度、pH值、氧气、光照等环境因子密切相关。而在实际生产中，由于缺乏有效的控制，使其在使用中的稳定性较差。另外，在制备过程中，由于受到污染，搅拌，振动等多种因素的干扰，会对制剂的稳定性造成一定的影响。在药物制备中，药物的稳定性一直是药物研发与生产中亟待解决的难题。在此基础上，对其进行深入研究，以期进一步提高其在体内的稳定性，为其在临床上的应用提供更加可靠的依据。

2生物化学药物在净化和杀菌工艺中的降解性与控制

2.1纯化

纯化主要用于去除杂质，提高药物的纯度，但是也有一些纯化的过程，在纯化的过程中，会遇到一些比较激烈的情况，从而导致蛋白质的降解。例如，蛋白质 A亲和层析在分离中，往往需在pH3~4等弱酸环境中才能完成，但有的抗体易受酸害，从而导致药物活性下降或失去。例如，pmteinA经层析提纯后，其聚集程度>25%。针对酸敏性蛋白质，尽可能缩短洗脱时间，并在洗脱后立即中和，或在更低温度下进行；另外，采用最佳的缓冲系统，可以有效地抑制蛋白质的凝集，从而提高抗体的回收率。在进行离子交换层析的时候，一般要用到更高的盐类，并且要调整溶液的 pH值，使之适应于阴阳离子交换层析，并保证不会对蛋白质的品质造成影响。其中一些抗体对高盐分比较敏感，容易在蛋白聚集体中产生胶原、胶原等。申请人在前期研究中发现，以组氨酸水溶液为缓冲剂，取代传统的高盐分溶液，可以有效地阻止这种聚集。

2.2消毒

因为生物药物是以注射方式进入人体的，所以消毒也是一道必不可少的工序，其方法有物理消毒剂和化学消毒剂。而所谓的物理去除法，就是利用物理的方法，将细菌、病毒与生物药进行分离，常用的方法有膜过滤法、色谱法等。化学灭活法指的是利用表面活性剂、加热、酸处理、uV射线处理等多种方式来灭活细菌或病毒。热处理杀菌是将溶液加热到60摄氏度保持10小时。加热杀菌时，要考虑到目的蛋白能否经受得住这一环境。如果人血白蛋白的熔点在60摄氏度左右，则要加入辛酸钠、乙酰色氨酸等保护剂，将其加热到70摄氏度以上，然后进行热处理消毒。此外，我们也要关注杂蛋白的作用，尤其是痕量的，具有较低熔融温度的杂蛋白，这些杂蛋白降解后所生成的微粒，会作为蛋白质的成核点，加快蛋白质的凝聚。当溶液中含有蔗糖时，由于其在高温下容易水解生成葡萄糖、果糖等还原糖，与蛋白中的游离胺基团产生 Maillard反应，导致药物降解。在用辐射杀菌时，要考虑到由于自身自由基引起的蛋白的物理化学退化，一般都要添加自由基清洁剂，以对蛋白进行保护。

3在制取产品时，生物药物的降解与控制

3.1冷冻干燥法

生物医药一般都是采用液态制剂，因为液态制剂在成本、操作简单和病人使用上都比冻干制剂有明显的优势。但是，有些蛋白在水中十分不稳定，如果经过配方优化仍不能获得充分的稳定性，就应该考虑采用冻干制剂：冻干过程会产生许多破坏因子，第一个是在冻结过程中的破坏因子，前面已经详细介绍过了。另外，在干燥的情况下，蛋白还会遭遇到退化因子。其中，蛋白膜是影响蛋白稳定性的关键因素之一。Hageman认为，蛋白的表面含有约7%的水分，该水分对于蛋白的结构保持至关重要，但冷冻干燥后蛋白的水分含量通常仅为1%-2%，因此，在干燥过程中，必须加入其它材料来替代水分。所以，合理的配方及冷冻干燥技术是影响产品质量的重要因素。目前普遍认为，以蔗糖、海藻糖等二糖作为氢键供体，而以大分子为代表的类水溶性物质因空间结构的影响，其保护性并不强。

3.2贮存，运输中的生物制剂的降解与控制

生物制剂在贮存、运输和使用中会发生降解，其降解可分为三种方式：化学降解，物理降解，微生物降解。在这些方法中，以化学方法为主，主要有氧化，水解，缩合等多种方法。近年来，国内外学者针对生物药物在贮存、运输、使用等环节的降解问题，提出了一套有效的方法。首先，为改善其稳定性，应选用合适的保护剂、稳定剂。其次，要选择合适的贮藏方式，避免因光照、振动、温度等因素而引起的不良反应。另外，在输送过程中应尽量避开环境中的波动、温度等不良影响。同时，要注意合理的给药方式及给药剂量，降低其体内降解及不良反应。

结束语

综上所述，生物药物是一种非常易碎的小分子，其品质与其制备过程密切相关。由于小分子的特殊性质，其在制备过程中很容易受到不同的物理化学、物理化学等因素的影响，尤其是小分子的物理化学降解，不能简单地将其应用于小分子药物。在制备的过程中，应该尽可能地避开一些比较极端的环境，比如，用一个过高的搅拌器来进行生物药溶液的混合，或者是直接用强酸或强碱来调整溶液的 pH值。尤其是在药物的提纯和充填过程中，由于药物的安全性、有效性和免疫原性等问题，需要特别关注药物的降解产物。从一定程度上讲，生物药物的质量取决于其制备过程，而要实现其在制备过程中的有效降解，就必须解析其在制备过程中的降解机理，从而保证产品的安全有效使用。

参考文献

[1]王阳. 生物药物理化特性分析支持产品质量、稳定性和一致性评价[C]// 2014年生物技术药物理化特性分析与质量研究技术研讨会. 2014.

[2]汪荣津. 防治植物青枯病微生物农药——康地蕾得干燥工艺研究及其放大[D]. 华东理工大学, 2006.

[3]周秀玲. 利用宏基因组方法获得新酯酶基因及酶学性质研究[D]. 杭州师范大学.