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  • [ICH Q5A R1/R2] 細胞バンク/安全性試験/特性解析

    [ICH Q5A R1/R2] 細胞バンク/安全性試験/特性解析

    ICH Q5A(ウイルス安全性評価に関するガイドライン)は、ヒトまたは動物細胞株を用いて製造されるバイオテクノロジー応用医薬品のウイルス安全性を評価するための指針を提供しています。

    以下に、細胞バンクおよび特性解析、安全性試験(混入の可能性があるウイルス及びモデルウイルス)についてまとめた。

    1. 細胞バンク

    • マスターセルバンク(MCB)とワーキングセルバンク(WCB):
      • 細胞バンクは、製造に使用される細胞株の品質と一貫性を確保するために作成されます。
      • MCBとWCBは、ウイルス汚染の可能性を最小限に抑えるために適切に管理されます。
    • 細胞齢(CAL)と適格性評価:
      • 細胞の年齢(CAL)を追跡し、最大CALに達した状態での試験が推奨されます。

    2. 特性解析

    • 遺伝子解析:
      • 細胞株の遺伝子構造やトランスジェーンの確認を行います。
      • Southern Blotや遺伝子コピー数の測定が含まれます。
    • 形態学的評価:
      • 細胞の形態やアイデンティティを確認します。
      • DNAバーコーディングや顕微鏡観察が用いられます。

    3. 安全性試験

    • ウイルス検出試験:
      • In vitro試験: 細胞培養を用いてウイルスの存在を確認します。
      • In vivo試験: 動物モデルを使用してウイルスの感染性を評価します。
      • 分子生物学的手法: PCRや次世代シーケンシング(NGS)を用いてウイルスの遺伝子を検出します。
    • ウイルスクリアランス試験:
      • 製造工程でのウイルス除去能力を評価します。
      • 「関連ウイルス」と「モデルウイルス」を使用して試験を実施します。
      • 関連ウイルスの例(混入の可能性がある)
        • SV40(Simian Virus 40): サル由来のウイルスで、細胞株の汚染リスクを評価するために使用されます。エンベロープ(有).MuLV, Reovirus, Adenovirusなど.
        • Bovine Viral Diarrhea Virus(BVDV): 牛由来のウイルスで、動物由来の原材料を使用する場合に関連性があります。エンベロープ(有),モデルウイルスはこれ自体やMVM, reovirus,など.
        • Porcine Parvovirus(PPV): 豚由来のウイルスで、豚由来の原材料を使用する場合に関連します。エンベロープ(無).モデルウイルスは,MVM, CPV(Canine parvovirus), Reovirusなど.
        • Epstein-Barr Virus (EBV): ヒト由来のウイルスで、細胞株の汚染リスクを評価する際に関連性があります。エンベロープ(有)
        • Human Cytomegalovirus (HCMV): ヒト細胞株を使用する場合に特に関連するウイルスです。エンベロープ(有).モデルウイルスは,MCMV(Murine Cytomegalovirus), Herpes Simplex Virus (HSV), Pseudorabies Virus (PRV)など
        • Avian Leukosis Virus (ALV): 鳥類由来の細胞株を使用する場合に関連するウイルスです。エンベロープ(有).モデルウイルスは,MuLV, Reovirus, Sindbis Virus
      • モデルウイルスの例(評価のために試験に使用される)
        • MuLV(Murine Leukemia Virus): レトロウイルスのモデルとして使用され、エンベロープを持つウイルスの除去能力を評価します。エンベロープ(有)
        • MVM(Minute Virus of Mice): パルボウイルスのモデルとして使用され、エンベロープを持たない小型ウイルスの除去能力を評価します。エンベロープ(無)
        • Reovirus: エンベロープを持たない中型ウイルスのモデルとして使用されます。エンベロープ(無)
        • Vesivirus: エンベロープを持つウイルスのモデルとして使用されます。エンベロープ(無)
        • Sindbis Virus: エンベロープを持つウイルスのモデルで、ウイルスクリアランス試験に使用されます。エンベロープ(有)
        • Feline Calicivirus (FCV): エンベロープを持たないウイルスのモデルとして使用されます。エンベロープ(無)

    まとめ表 (Copilot)

    1. 関連ウイルス

    ウイルス名膜の有無ゲノム科学的耐性備考
    Epstein-Barr Virus (EBV)エンベロープ有DNA弱いエンベロープを持つため、化学的処理で容易に不活化されます。
    Human Cytomegalovirus (HCMV)エンベロープ有DNA弱いエタノールや界面活性剤に感受性が高い。
    Avian Leukosis Virus (ALV)エンベロープ有RNA弱い化学処理で容易に不活化されます。
    Bovine Viral Diarrhea Virus (BVDV)エンベロープ有RNA弱い界面活性剤やエタノールで簡単に不活化可能。
    Porcine Parvovirus (PPV)エンベロープ無DNA強い小型でエンベロープを持たないため、化学的処理や熱に耐性があります。
    SV40エンベロープ有DNA弱い化学物質による不活化が容易。

    2. モデルウイルス

    ウイルス名膜の有無ゲノム科学的耐性備考
    MuLV (Murine Leukemia Virus)エンベロープ有RNA弱いエンベロープを持つため、化学的処理に感受性があります。
    MVM (Minute Virus of Mice)エンベロープ無DNA強いエンベロープを持たないため、化学的処理や熱に非常に高い耐性を示します。
    Reovirusエンベロープ無RNA強い中型ウイルスで、化学処理や熱に高い耐性があります。
    Vesivirusエンベロープ無RNA強い耐性が高く、除去試験の際に使用されます。
    Sindbis Virusエンベロープ有RNA弱いエタノールや界面活性剤で容易に不活化されます。
    Feline Calicivirus (FCV)エンベロープ無RNA強い化学物質や熱に対して高い耐性を示します。

    耐性の強さは、化学的処理の適応やウイルスの構造特性に基づいて評価されています。これにより、ウイルスクリアランス試験や安全性評価の設計が最適化されることが期待されます。

    ICH Q5A R1とR2の比較 (Copilot)

    以下に、ICH Q5A R1(初版)とQ5A R2(改訂版)の主な違いを表にまとめました:

    項目ICH Q5A R1 (1999年)ICH Q5A R2 (2025年)
    発行年1999年2025年
    対象製品バイオテクノロジー応用医薬品(インターフェロン、モノクローナル抗体、組換えDNA製品など)新たにウイルス様粒子(VLP)や遺伝子改変ウイルスベクター製品が追加
    ウイルス検出手法主に従来の試験法(in vitro試験、in vivo試験)次世代シーケンシング(NGS)や核酸増幅技術(NAT)が追加
    ウイルスクリアランス試験従来の試験法に基づく評価プラットフォームアプローチや既存知識の活用が推奨
    連続生産言及なし連続生産におけるウイルス安全性評価のポイントが追加
    動物試験の代替動物試験が主流動物愛護の観点から、動物試験の代替技術(分子生物学的手法など)の使用を推奨
    新しい製品タイプ遺伝子改変ウイルスベクター製品は対象外遺伝子改変ウイルスベクター製品が対象に追加
    用語集と参考文献簡易的な記載用語集と参考文献が拡充
    付録(Annex)限定的な内容新しい付録が追加(例:ウイルスベクター製品の評価、既存知識の活用例など)

    この改訂により、科学的進歩や新しい製造技術を反映し、より柔軟で包括的なガイドラインとなっています。

    編集履歴

    2025/04/01 Mrはりきり

  • [バイオ医薬] un-processed bulkの工程内試験とCAL (cell age level)について(ICH Q5A R1/R2,及びガイドライン)[2025/03/24]

    [バイオ医薬] un-processed bulkの工程内試験とCAL (cell age level)について(ICH Q5A R1/R2,及びガイドライン)[2025/03/24]

    はじめに

    un-processed bulkとは一般的には培養終了後の培養液を指します.un-processed bulkには,生産細胞,発現された目的タンパク質(など),その他添加物としての不純物が含まれています.関連してCAL (cell age level : 細胞年齢レベル)という概念があります.リサーチセルバンクやマスターセルバンクまでに要した細胞年齢のことで,生産株を使用して種培養,拡大培養,生産培養と培養工程が進みその結果,細胞年齢が積み重なってゆきます.最終的には生産培養での最大細胞年齢においても,目的の生産されたタンパク質の発現量や品質,ウイルス安全性に問題がないかを確認するための必要な概念です.従って,CALは,通常の培養期間までに積算された細胞年齢よりは余裕をもって多めの細胞年齢における発現蛋白質の発現・品質,更に細胞の状態(品質,ウイルス安全性)などについて予め確認する必要があります.

    規制要件

    1. 「ヒト又は動物細胞株を用いて製造されるバイオテクノロジー応用医薬品等のウイルス安全性評価に関するガイドライン」の一部改正について
    2. ICH Q5A R2
    バイオ医薬品の製造において,un-processed bulkとは

    Copilot :

    バイオ医薬品の製造において、「un-processed bulk」とは、未処理のバルク製品を指します。具体的には、製造プロセスの途中段階にある製品で、まだ最終的な精製や完成品化されていない状態のものです。

    例えば、バイオ医薬品の中で重要な成分であるモノクローナル抗体の場合、細胞培養のプロセス後に得られる培養上清液が「un-processed bulk」に該当します。これには目的のタンパク質や抗体が含まれている一方で、不純物や不要な副産物も含まれていることがあります。

    「un-processed bulk」は、次の精製や加工工程で不要な成分を除去し、最終的な純度や規格に合わせて処理されます。そのため、この段階では製品としての完成度や安全性が保証されていない場合が多いです。

    un-processed bulkに必要なin-process test?

    Copilot :

    「un-processed bulk」に必要なin-process test(工程内検査)は、製品の品質を確保し、次の工程に進めるために重要です。以下のようなテストが一般的に行われます:

    1. 目的成分の濃度測定
      • 主成分(例えばモノクローナル抗体やタンパク質)の量を測定し、想定範囲内であることを確認します。
    2. pH値の測定
      • 製造環境が適切であるかを確認します。pHの変動は製品の安定性や活性に影響を与えることがあります。
    3. 導電率の測定
      • 塩濃度や不純物の確認に使用されます。
    4. 生物学的活性
      • 製品の活性が維持されているかを確認します(必要に応じて)。
    5. 微生物検査
      • 汚染がないことを確認するために行われます。無菌性やエンドトキシンレベルの確認が含まれます。
    6. 微生物外検査
      • mycoplasma汚染がないことの確認
    7. タンパク質の純度評価
      • SDS-PAGEやHPLCなどの分析方法を用いて、目的成分の純度を確認します。
    8. 不溶性物質の検出
      • 異物や凝集体が発生していないかを確認します。

    これらのテストは、製造工程や製品の特性に応じて選定され、必要に応じて追加される場合もあります。

    un-processed bulkとコントロールエリア

    un-processed bulkと部屋の清浄度の関係性

    バイオ医薬品の製造において、「un-processed bulk」と清浄度には密接な関係があります。それぞれが製造工程内での品質管理や環境管理において重要な役割を果たします。

    具体的な例 例えば、モノクローナル抗体のun-processed bulkが細胞培養から収集された場合、その取り扱いおよび中間工程は、高度に制御された清浄度の部屋(例えばGrade CやD)で実施されます。不純物の除去や精製のためのプロセスが進むにつれ、より高いクリーン環境(例えばGrade AやB)が必要となることがあります。

    un-processed bulkと清浄度

    un-processed bulkは、製造プロセス中における未処理の状態のバルク製品であり、外部環境からの汚染を防ぐため、適切な清浄度の部屋で取り扱われる必要があります。

    特に、無菌性が求められる製品の場合、un-processed bulkの取り扱いは、ISO 14644-1で定められたクラス(例:Class 100やGrade Aなど)に準拠した環境内で行われます。

    CAL (Cell Aged Level)について
    Best Practices in MSC Culture: Tracking & Reporting Cellular Age Using Population Doubling Level & Not Cell Passage Number – RoosterBio (2021)

    Q : cell age level (CAL)と培養について

    Copilot : 細胞年齢レベル(Cell Age Level, CAL)と培養に関する情報を以下にまとめます。

    細胞年齢レベル(CAL)とは

    CALは、細胞の培養中における年齢や状態を示す指標の一つです。細胞が培養中にどれだけ分裂したかを追跡することで、細胞の「年齢」を評価します。これにより、細胞の老化や機能変化を把握することが可能です。

    培養におけるCALの重要性

    1. 細胞の品質管理:
      • 細胞が一定のCALを超えると、分裂能力や機能が低下することがあります。これを防ぐために、適切なCAL範囲内での使用が推奨されます。
    2. 研究の再現性:
      • CALを記録することで、異なる実験間での結果の比較や再現性を確保できます。
    3. 規制要件への対応:
      • 医薬品や細胞治療製品の製造では、CALを追跡し、規制基準を満たすことが求められます。

    CALの計算方法

    CALは、以下の式を用いて計算されます:

    CAL = CAL0 + 3.322 log Cf – log Ci

    • CAL₀: initial polulation doubling level (初期の細胞年齢レベル)
    • Ci: initial cell number seeded into vessel (播種時の細胞数)
    • Cₓ: final cell yield, or the number of cells at the end of the grouwth period (培養終了時の細胞数)
    定数 3.322の意味

    Q : 文献「Best Practices in MSC Culture: Tracking & Reporting Cellular Age Using Population Doubling Level & Not Cell Passage Number」において,式PDL=PDL0 + 3.322(logCf – LogCi)にある定数3.322の意味

    Copilot : この式における定数3.322は、対数の性質に基づいて人口倍加回数を計算するために使用されます。具体的には、2を底とする対数(log2)の変換を行うための値です。

    以下の理由に基づきます:

    • 細胞が倍加するプロセスは指数関数的であり、細胞分裂を追跡するには基底が2の対数(log2)が自然な選択肢です。
    • 対数の変換を行う際、10を底とする対数(log10)を使用する場合、log2の値は約0.301になります。この値の逆数である1/0.301が約3.322となります。

    したがって、この3.322という定数は、細胞増殖倍数レベル(PDL)の計算において、10を底とする対数を2を底とする対数に対応させる役割を果たしています。この仕組みにより、基礎的な数学の手法を用いて細胞数の変化を効率的に追跡することが可能になります。

    培養における実践例

    適切な播種密度: 播種密度を調整することで、CALの変動を最小限に抑えます。

    初代細胞の使用: 初代細胞のCALを記録し、累積CALを追跡することで、細胞の状態を管理します。

    CALの規制要件

    Copilot : Cell Age Level (CAL)に関する規制要件は、以下のガイドラインに記載されています:

    1. ICH Q5D(細胞株および細胞バンクの特性評価)
      • 概要: 細胞株の特性評価において、細胞の年齢や分裂回数(CAL)を追跡することが求められています。これにより、細胞の品質や安定性を確保します。
    2. ICH Q5A(バイオテクノロジー応用医薬品のウイルス安全性評価)(Q5A R1, Q5A R2)
      • 概要: CALがウイルス安全性評価において重要な要素として扱われています。特に、細胞の年齢がウイルス汚染や品質に与える影響を評価する必要があります。
    3. 厚生労働省通知「ヒト又は動物細胞株を用いて製造されるバイオテクノロジー応用医薬品等のウイルス安全性評価に関するガイドライン」(H12/2/22, R7/1/9改定)
    ICH Q5A(ウイルス安全性評価に関するガイドライン)において、Cell Age Level(CAL)が重要な要素とされる理由は、

    Copilot : ICH Q5A(ウイルス安全性評価に関するガイドライン)において、Cell Age Level(CAL)が重要な要素とされる理由は、細胞の年齢がウイルス汚染やウイルスクリアランスに影響を与える可能性があるためです。以下に具体的な意味を説明します:

    1. ウイルス汚染リスクの評価

    • 細胞が培養を重ねるにつれて、ウイルス汚染のリスクが増加する可能性があります。特に、細胞の年齢が進むと、潜在的なウイルスの活性化や新たなウイルスの侵入が起こりやすくなるため、CALを追跡することが重要です。

    2. ウイルスクリアランス試験の妥当性

    • ウイルスクリアランス試験では、細胞が最大のCALに達した状態で試験を行う必要があります。これにより、最もリスクの高い条件下でのウイルス除去能力を評価することができます。

    3. 製品の品質と安全性の確保

    • CALが高い細胞を使用した場合でも、製品の品質や安全性が確保されることを証明する必要があります。これには、ウイルス試験や製品特性評価が含まれます。

    4. 規制要件への適合

    ICH Q5Aでは、CALを考慮したウイルス試験の実施が求められています。具体的には、マスターセルバンク(MCB)やワーキングセルバンク(WCB)の細胞が最大CALに達した状態での試験が推奨されています

    編集履歴

    2025/03/24 Mrはりきり