基因治疗IND的化学、制造和控制(CMC)部分

本文节选自来自Expression Therapeutics, LLC的研发副总裁Gabriela Denning博士发表的文章“The Chemistry Manufacturing and Controls (CMC) section of gene therapy-based INDs: overview in a changing landscape”，由于水平有限，详细内容，请参考原文。

基因治疗是通过转录和/或翻译递送的遗传物质而产生治疗效果的基因修饰药物。基因治疗生产的复杂性促使食品和药品管理局（FDA）推出了各种各样的监管指南，以确保终产品生产和表征中所设计的工艺的适当性（参考表1，细胞和基因治疗指南总结，显示了与CMC相关的指南）。此外，随着临床试验的进展，需要有适应不同阶段的合适CMC考虑，以证实通过放行标准和临床效率建立的药物质量属性之间的相关性（批次间一致性）。FDA在继续发布指南草案，并于2020年最终确定了6份基因治疗行业指南，并添加了新的指南草案。在给患者用药前，每个研究性基因治疗药品都需要评估安全性、纯度、效力 (研究性药物的强度)、一致性、稳定性和无菌性。因此，在早期开发阶段，从最新的2020年行业指南开始，对生物制剂评估和研究中心(CBER)发布的适用FDA指南进行审查和考虑是至关重要的：人类基因治疗研究性新药申请(IND)化学、制造和控制(CMC)信息，取代2008年发布的指南。新指南遵循CMC关于IND通用技术文件(CTD)的结构，因此大大促进了指南的评估和调整。随着从长期基因治疗评估更大的临床结果，必须考虑监管相关因素，包括安全性和有效性相关信息。

表1. FDA细胞和基因治疗指南

重要的是要认识到基因治疗药物产品中固有的生物可变性，在控制生产和质量方面存在挑战和限制。因此，开发商和监管机构都应该在工艺开发的早期建立对话，以了解针对疾病的具体考虑因素，并确认创新研究工具在开发过程中的适用性。以下是在开发过程中应考虑的与CMC有关的一些挑战，以确保在IND申请中提供足够的信息(数据)：应在临床前开发阶段建立和评估产品一致性分析。根据不同的基因治疗产品，可能需要进行不止一次的分析以获得一致性。预计终产品的纯度可能会是“混合的”(即，病毒载体的异质性，如空与完整AAV衣壳和/或最终基因治疗药物中的转基因或非转基因细胞含量)，以及建立用于衡量产品一致性和纯度的检测方法，这将确保批次间的规格和产品强度。随着用于给药前评估病毒载体颗粒的新技术的开发，对终产品纯度的了解也在不断发展，并预计将成为未来CMC放行标准检测的一部分。应考虑额外的纯度测量方法，以确保任何杂质(无论是产品或工艺相关的)满足给药药品的接受标准和安全标准。

一致性和纯度都与药品最关键的特性之一 - 药效 - 有关。研究性药物产品的效力或强度将允许在给药前测量预期疗效。效力分析方法的建立和验证有望随着开发的临床阶段而发展，并用于预测临床疗效。最有可能的是，创新的方法/技术将成为各种药效分析方法开发的一部分，这些方法可能包括体外和/或体内方法，并将有助于确定剂量水平。关于药效分析方法的开发，可参阅“Final Guidance for Industry: Potency Tests for Cellular and Gene Therapy Products”（最终行业指南：细胞和基因治疗产品的药效检测，2011年1月发布）。生物药许可申请(BLA)要求具有明确验收标准且良好验证的效力分析。应在生产过程中的各个点建立无菌性 (过程中和最终药物产品)，这些程序应满足美国药典(USP)、FDA指南和/或联邦法规代码(CFR)建立的可接受性。在开发过程中经常被忽视的一个方面是药品的稳定性，稳定性研究可根据预期的储存条件和给药前解冻后的条件针对最终药物产品进行。此外，还应针对最终药物的单个成分进行稳定性研究，如病毒载体和核酸中间体，它们很可能是在最终药物生产之前生产的，就像体外基因治疗药物的情况一样。最后，不仅要结合上述药品特性，还要通过毒理学试验来确定安全性。随着基因治疗产品生产工艺的建立以及临床试验的扩大，生产工厂、程序甚至转基因优化都可能发生变化。针对这种变化需要进行可比性研究，应与监管机构进行讨论，以避免审批延误，并需要在科学证明的情况下进行重复研究。

每一种基因治疗产品都将呈现其独特的开发和生产挑战。FDA已经发布了针对各种疾病的指南(血友病、神经退行性疾病、视网膜疾病和罕见病)，这些都应该在药品生产和测试期间考虑。其中一些指南为应考虑到工艺开发的CMC提供了特定的疾病考量，尽管这些指南不是全面的独立概述。随着细胞和病毒载体生产技术的进步，基因治疗药物制造的某些方面变得更加具有可放大性，大量的CMO和CDMO在基因治疗IND的CMC开发中发挥着关键作用。CDMO配备了专业知识以及已建立的工艺，用于在逐步扩大的临床规模的情况下进行协作开发，在许多情况下，生产的关键方面已经通过FDA的药品主文件(DMF)进行了审查。在推动IND研究之前与CDMO建立这种相互作用关系，将有助于成功的技术转移和协作性CMC开发计划。CMO和CDMO也能够满足针对放行标准测试和分析验证的分析程序的要求。

图1. 基因治疗产品生产从非临床检测开始发展，并受到产品依赖性属性的驱动，而随着生产发展到临床阶段，CMC变化将由安全性和效力结果所驱动。

值得重申的是，随着对基因治疗药物产品有了更深入的了解，试验和分析应该在临床试验 (1至3期) 中不断发展。在提交BLA时，需要对分析程序进行全面验证。图1 突出了由基因治疗产品检测、新型分析工具的进化以及临床结果驱动的非临床和临床生产之间的关系。随着基因治疗的不断发展，可以通过该领域各利益攸关方的合作来实现更大的相干性，以应对这些个性化疗法的发展所带来的诸多挑战。

对病毒载体和最终产品药物质量属性的进一步了解将继续为基因治疗提供信息，以便在一个“内在可变”的生物过程中实现更高的控制。最近的临床结果清楚地说明了需要更高的过程控制水平，这将最终影响CMC基因治疗药物的开发。鉴于该领域对控制给药后转基因表达后的细胞机制有了更深入的了解，必须考虑安全性因素，以确保适当控制递送(和病毒载体整合)，以限制脱靶效应。应该开发新的工具，以便基于各个患者更好地控制治疗性有效载荷进入目标细胞。在检测病毒载体和转基因细胞药物产品的定量分析中使用的参考标准或参考材料的开发也将使各利益攸关方受益。AAV和慢病毒参考材料的可用性将促进不同基因治疗药物产品之间的可比性，但产品特异性的标准材料可能需要开发、认证和验证。随着对基因治疗CMC开发新过程的探索，需大力鼓励开发商与FDA建立早期关系，以确保早期指导，并避免审批延误。

原文：G. Denning, The Chemistry Manufacturing and Controls (CMC) section of gene therapy-based INDs: overview in a changing landscape. Cell & Gene Therapy Insights 2021; 7(9),1153–1158.

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