有效的病毒清除研究仍是生物制品生产商面临的主要挑战之一。这些研究是工艺验证的重要组成部分，对于确保药物安全至关重要。本文提供了在以层析步骤研究病毒还原时需要了解的基本知识。

几个生物工艺步骤助病毒清除“一臂之力”

为了在验证生物制造过程时评估病毒的安全性，应对降低病毒载量的所有步骤进行研究。该评估通常通过病毒清除研究进行。

研究结果被用作该工艺可以灭活或去除病毒污染的间接证据。两种类型的生物制造方法可以减少病毒量（图 1）：

• 专门用于病毒灭活或清除的方法，例如 pH 处理和热处理
• 有助于病毒清除的方法，例如专用于纯化产品的层析方法，但有可能减少病毒量

图 1. 下游单克隆抗体 (mAb) 生产过程减少病毒的典型步骤概述。

研究层析方法清除病毒的典型工作流程

在设计新工艺，现有工艺更改参数以及在临床试验的不同阶段，确保病毒清除率至关重要。当源物质（例如，细胞系和生长因子）发生变化时，也应确保病毒清除率 (1)。

病毒清除研究本身非常简单。用病毒加标样品上样量，在按比例缩小的层析柱上进行层析分析步骤，并记录清除加标病毒的能力（图 2）。

图 2 层析法病毒清除研究的简化工作流程。

病毒清除率定义为输入样品中的总病毒量与纯化后含产物部分之间的差异。病毒减少能力通常表示为工序 (2) 的对数减少值 (LRV)。该工艺的总清除能力是所使用的所有单元操作的病毒减少的总和。

不同工艺和产品的需求不同

在提出病毒清除要求时，必须定义减少病毒污染的工序使用的单元操作。这些单位所需验证研究的依据和范围将视情况而定，它因制造工艺和产品类型而有所不同。

理想的病毒清除率取决于起始材料、产品适应症、患者人群和剂量。计算每个步骤的安全裕度，并且必须记录每个步骤所需的最小病毒清除率。

助力病毒清除的层析技术

一些最常见的层析步骤就有助于清除病毒。比如使用阴离子交换 (AIEX) 和多模式 AIEX 层析法的流通步骤。这些技术可以减少 4-5 个对数值。疏水层析 (HIC) 通常可以提供相同范围的减少量（3）。

多模式 AIEX 填料在很宽的 pH 值和电导率窗口内通常显示出高而强大的病毒清除率（3）。这就是为什么许多纯化平台中都包含这种填料的原因之一。

阳离子交换 (CIEX) 和捕获步骤（如蛋白 A 亲和力）也有助于减少病毒。但是，这些技术的减少量通常为 2-3 个对数（2）。表 1 总结了不同层析技术的典型对数减少值。

表格 1 纯化工艺中不同层析技术的典型病毒减少量。

规模缩小后的研究的条件

为了证明特定工艺步骤可以提供的最小病毒减少量，需要经常测试最坏的条件。

几个关键变量会影响层析工艺的病毒清除率。其中包括研究极端条件，例如 pH 值、流速和蛋白质负荷。改变这些条件可表明该工艺的病毒减少能力。

例如，在 mAb 的捕获步骤中，病毒可能与目标分子和/或层析填料相互作用。要分析这些相互作用并研究病毒减少，应以相关的方式改变工艺条件。

使用按比例缩小的柱形式研究病毒清除率

病毒清除率研究通常使用缩小的模型进行。例如，如果使用相同的柱床高度和流速，则可以使用小型层析柱来模拟大型步骤（图 3）。

图 3. 关于小型层析柱如何用于缩小的病毒清除率研究的示意图。

想了解更多？

• 阅读此博客文章，了解层析缩小研究应考虑的技巧。
• 阅读本文，确定您是否应该使用预装柱或自行装填进行病毒清除率研究

参考文献

1. Jagschies, G. et al. Biopharmaceutical processing: Development, design and implementation of manufacturing processes, Elsevier, Edition 1, p. 1085–1087 (2017)
2. Ruppach, H. Log₁₀ Reduction Factors in Viral Clearance Studies, BioProcess.J., 12(4), 24–30 [Online] https://www.bioprocessingjournal.com/ (7 January 2014 posting date)
3. Brown, M. R. et al. A step-wise approach to define binding mechanisms of surrogate viral particles to multi-modal anion exchange resin in a single rel="noopener noreferrer" solute system.Biotechnol.Bioeng., 114(7), p. 1487–1494 (2017)