СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИРУСБЕЗОПАСНОГО ПОЛНОГО ПРОТРОМБИНОВОГО КОМПЛЕКСА
METHOD OF OBTAINING VIRUS-SAFE COMPLETE PROTHROMBIN COMPLEX

Изобретение относится к области фармацевтической промышленности и биотехнологии и касается способа получения лиофилизированного препарата полного протромбинового комплекса с соотношением факторов свертывания крови II, VII, IX и X, близким 1:1:1:1, из плазмы крови.
Протромбиновый комплекс - это группа гликопротеинов плазмы крови, включающая факторы ее свертывания - II, VII, IX и X (FII, FVII, FIX и FX), а также регуляторные белки С и S. Протромбиновые комплексы разделяют на полные (PPSB), в которых соотношение факторов II, VII, IX и X близко 1:1:1:1 и частичные (РСС), в которых фактор VII содержится в следовых количествах.
Протромбиновые комплексы с различным количеством фактора VII широко использовались для лечения гемофилии В, но их постепенно заменили концентраты высокоочищенного фактора FIX. В настоящее время основным показанием для применения PPSB является реверсия эффекта «непрямых» антикоагулянтов антагонистов витамина K, в чем они демонстрируют высокую эффективность. Широко используются концентраты протромбинового комплекса и за пределами основного показания. В первую очередь речь идет о тяжелых коагулопатических кровотечениях, сопровождающихся дефицитом протромбинового комплекса, в особенности в случае ограничений для использования СЗП или КСН (высокий риск объемной перегрузки, синдром TRALI, отказ пациента от трансфузий).
Выделяют следующие клинические ситуации, при которых наблюдается дефицит витамин K-зависимых факторов:
1. Медикаментозные неиммунные влияния антикоагулянтов «непрямого» действия (варфарин, варфарекс, синкумар, фенилин, синтром, маркумар и др.).
2. Геморрагическая болезнь новорожденных.
3. Все виды шока, тяжелые травмы, терминальные состояния (в том числе при обильной кровопотере).
4. Обтурационная желтуха (поражения паренхимы печени).
5. Тяжелые энтеропатии (особенно у детей в возрасте до 3 лет) и медикаментозные кишечные дисбактериозы, обусловленные длительным применением антибиотиков широкого спектра действия и других антибактериальных препаратов.
6. Заболевания печени - инфекционные, токсические, паразитарные, аутоиммунные, цирроз и рак печени: нарушение синтеза в печени плазменных факторов свертывания - VII, IX, Χ, II, V, VIII, протеинов С и S и ряда других, при ахолии усиливается дефицит витамин K-зависимых факторов (VII, IX, Χ, II, протеинов С и S).
7. Нефротический синдром (потеря витамин K-зависимых белков с мочой).
8. Системный амилоидоз - дефицит фактора X (сорбция фактора X амилоидом).
9. Иммунные и аутоиммунные заболевания - продукция антител к отдельным факторам свертывания. Врожденный дефицит факторов IX (гемофилия В), X (болезнь Стюарта-Пауэра), II (гипопротром-бинемия), VII (гипопроконвертинемия).
Эффективным оказалось использование PPSB для реверсии антикоагулянтного эффекта прямого ингибитора активированного фактора X (Ха) - ривароксабана. Описаны случаи успешного применения концентрата протромбинового комплекса при лечении гепариноподобного синдрома.
Так же PPSB используется при врожденном дефиците протромбина. Такая патология является редким аутосомно-рецессивным заболеванием описанном в виде смешанного дефицита факторов II, VII, IX, X и протеинов С и S. Концентраты очищенного протромбина не производятся, коррекция дефицита достигается применением протромбинового комплекса.
Для характеристики концентратов протромбинового комплекса используют термин «специфическая активность» плазматических факторов свертывания II, IIa, VII, IX, X. Количественно данные параметры определяют методом коагулометрии в Международных Единицах (ME).
Одна Международная Единица активности FII, FVII, FIX, FX эквивалентна активности соответствующего фактора, содержащегося в 1 мл нормальной человеческой плазмы. Одна ME активности FIIa эквивалентна такому количеству препарата, которое способно свернуть при температуре +37°C 1 мл нормальной человеческой плазмы за 30 с или 1 мл 0.1% раствора очищенного фибриногена за 15 с.
Протромбиновый комплекс является белковым препаратом, поэтому, как и другие белки, применяемые для лечебных целей, он может быть неустойчивым при хранении. Стабильность - одна из проблем, которая решается при разработке технологии производства препарата. Согласно существующим требованиям восстановленный концентрат должен быть стабилен, по крайней мере, в течение 12 часов.
Другая проблема связана с использованием плазмы - это необходимость защиты реципиентов от вирусов, которые потенциально могут содержаться в крови доноров.
Поэтому важными и ответственными в производственном цикле являются стадии химической и/или тепловой вирусной инактивации.
Во второй половине 80-х годов был разработан и внедрен новый метод вирусной инактивации - сольвент/детергентный (S/D метод), который впоследствии взяли на вооружение многие компании. Этот метод является неспецифическим и позволяет инактивировать все вирусы с липидной оболочкой: в частности ВИЧ, вирусы гепатита С и В, а также возможные неизвестные вирусы с липидной оболочкой. Вирусы ВИЧ-инфекции, гепатитов В и С являются наиболее патогенными, поскольку имеют относительно сложное строение и легче преодолевают иммунный барьер. Однако S/D обработка столь действенна, что вирусная нагрузка в 1000000000 частиц на миллилитр устраняется менее чем за 2 минуты. Тем не менее S/D обработку для многих препаратов выполняют в течение 4-24 часов, что обеспечивает высокий уровень вирусной безопасности. Применяемые детергенты TWEEN-80 или Triton-X-100 в сочетании с гидрофобным растворителем три-n-бутилфосфатом (TnBP) разрушают липопротеиновые оболочки вирусов. Оставшиеся фрагменты нуклеиновых кислот не обладают патогенным действием и удаляются на последующих этапах очистки препарата. Эффективность S/D метода зависит от температуры и времени воздействия. S/D метод также применяется в качестве метода вирусной инактивации при изготовлении рекомбинантных препаратов.
Тепловой способ вирусной инактивации применяется на лиофилизированных препаратах для воздействия на оболочечные вирусы (ВИЧ, гепатиты В и С) и на вирусы, не имеющие оболочек (гепатит А, парвовирус В19). Эффективность данной вирусной инактивации зависит от комбинации нескольких факторов воздействия на вирус: температурного режима, экспозиции установленной температуры, физическое состояние препарата, содержание соли, природы и концентрации стабилизатора. Последний необходим для сохранения качества и гемостатической активности препарата. Тепловой режим варьируется от 60°C до 100°C, экспозиция от 30 минут до 72 часов. В настоящее время многими фирмами применяется так называемый «тепловой шок»: температурный режим 100°C в течение 30 минут.
Помимо S/D метода и тепловой обработки третьим методом инактивации вирусов является нанофильтрация, нацеленная на безоболочечные вирусы. Это весьма действенный метод, хотя он и уступает в эффективности S/D и тепловой обработкам. С другой стороны, патогенность безоболочечных вирусов не так высока, и они преимущественно передаются пероральным и воздушно-капельным путями.
Не редко производители препаратов плазмы комбинируют выше упомянутые способы обеспечения вирусной безопасности.
Сегодня в мире существует достаточное большое количество препаратов полного протромбинового комплекса, выделенных из плазмы («Prothromplex-Τ» («Baxter», Австрия), «Beriplex» («Aventis Behring», Германия), «Octaplex» («Octapharma», Австрия), «KASKADIL» («LFB France», Франция) и др.). Рекомбинантных аналогов таких препаратов не существует, поскольку для их изготовления понадобилось бы организовать производство сразу четырех белков (FII, FVII, FIX и FX), что естественно коммерчески не целесообразно.
Концентраты PPSB высокоэффективны и вирусбезопасны, но, к сожалению, весьма дорогостоящи, также следует учитывать тот факт, что российских аналогов препаратов протромбинового комплекса просто не существует.
До 1954 года единственным доступным препаратом PPSB была свежезамороженная плазма. В последующие годы были предприняты попытки использовать для выделения PPSB различные минеральные адсорбенты. Исходным материалом для получения протромбинового комплекса могут служить, например, криосупернатант (КCH) или фракция II+III Кона. Адсорбция PPSB на таких минеральных веществах как, например, трикальций фосфат, сульфат бария, гидроксид алюминия, и гидроксиапатит, оптимизировалась на протяжении многих лет. С помощью этих методов достигается выделение FII, FVII, FIX и FX с удельной активностью примерно 2.0, 1.0, 2.5 и 2.5 МЕ/мг белка соответственно (патент США 4411794 А).
В 1965 году для концентрирования PPSB была предложена анионообменная хроматография в объеме. Таким способом получают, например, «Prothromplex-Τ», который в настоящее время является наиболее распространенным коммерческим препаратом PPSB в России.
В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) может быть указан способ выделения протромбинового комплекса за счет сорбции в объеме на DEAE-Sephadex А50, описанный в ряде источников (например, патенты США 3717708 А, 4272523 А, 4404132 А), при этом PPSB, получаемый таким способом, имеет низкую удельную активность, а ее увеличение, в свою очередь, приводит к уменьшению выхода, прежде всего по FVII.
Выше приведенные способы очистки PPSB из плазмы крови человека более трудоемкие и обладает дополнительными рисками контаминации полупродукта по сравнению с колоночной хроматографией, которая гораздо лучше отвечает современным требованиям GMP.
Задача настоящего изобретения заключалась в разработке технологий выделения и очистки протромбинового комплекса с высоким содержанием фактора VII методом колоночной хроматографии.
Указанная задача решается новым способом получения лиофилизированного вирусбезопасного полного протромбинового комплекса, с соотношением FII, FVII, FIX и FX, близким 1:1:1:1.
Способ получения препарата заключается в выделение криосупернатанта (КСН) из свежезамороженной плазмы (СЗП) в процессе первичного криофракционирования по методу J. Newman. Затем из КСН методом анионообменной хроматографии выделяется протромбиновый комплекс (PPSB), который подвергается вирусной инактивации сольвент/детергентным методом и фракционированию на положительно заряженном сорбенте с использованием буферных растворов разной ионной силы для удаления части балластных белков, S/D, а также продуктов деградации, образующихся в процессе вирусной инактивации. На последнем этапе производства полный протромбиновый комплекс стерилизуют и переводят в лиофилизированную форму. На схеме 1 представлена последовательность стадий производства полного протромбинового комплекса согласно данному методу.
3
4
3
Предложенное сочетание и последовательность стадий очистки, условия обработки и фракционирования в предлагаемом способе позволяют решить трудности, связанные с оптимизацией процесса получения PPSB, позволяют получать относительно чистый препарат при сохранении высокого выхода всех четырех факторов, обеспечить вирусную безопасность, стабильность при хранении и удобство применения готовой формы. Для выделения протромбинового комплекса из КСН могут использоваться различные сорбенты, несущие различные положительно заряженные группы (DEAE, ТМАЕ, QAE, ТАМ, АЕ, Q и т.п.), способные сорбировать значительное количество фактора VII, например TOYOPEARL GigaCap Q-650M («TOSOH BIOSCIENCE)), Япония), Capto Q, DEAE-Sephadex A50 или QAE-Sephadex A50 («GE HealthCare», США). Также PPSB из KCH может быть выделение адсорбцией на минеральных веществах (CaPO, Al(ОН) и др.)
Для регулирования pH в способе предпочтительно использовать 0.5 Μ растворы уксусной кислоты или Tris.
Обычно вирусная инактивация производится путем перемешивания аРСС с 1% Tween 80 и 0.3% TnBP в течение от 4 до 24 ч. В качестве стабилизаторов могут использоваться, например, различные сочетания концентраций лизина и глицина.
Удаление S/D, очистку аРСС от тромбина, а также от балластных белков и продуктов деградации проводят анионообменной колоночной хроматографией с использованием различных сорбентов, например TOYOPEARL GigaCap Q-650M или Capto Q.
Буферный раствор, используемый для фракционирования, содержит оптимально Tris, цитрат натрия, хлорид натрия, воду для инъекций, pH 7.55-7.65. Одним из условий фракционирования является изменение концентрации натрия хлорида в сторону увеличения. В приведенной ниже таблице 1 представлены параметры используемых буферов в процессе очистки PPSB.
3
В полученном растворе PPSB корректируют содержание хлорида натрия, цитрата натрия и pH до уровня, близкого к физиологическому (137 мМ NaCl, 13.5 мМ CitNa и pH 7.34), затем раствор концентрируют и стерильно фильтруют оптимально в 3 этапа через мембранные микрофильтры с размерами пор 2-8 мкм, 1.2 мкм и, наконец, 0.65 мкм. После чего концентрат активированного протромбинового комплекса стерильно разливают по флаконам объемом 50 мл и подвергают лиофильной сушке.
Ниже представлены конкретные примеры осуществления изобретения.
Пример 1
3
3
Колонку заполняют сорбентом TOYOPEARL GigaCap Q-650M, который уравновешивают буфером А (80 мМ NaCl, 20 мМ CitNa, pH 7.60), после чего на него со скоростью 60 см/ч наносят образец криосупернатанта, объем КCH определяли из расчета 25 ME FVII/мл геля. Для удаления не связанных белков сорбент промывают буфером А, десорбцию протромбинового комплекса проводят буфером В (500 мМ NaCl, 20 мМ CitNa, pH 7.60), сорбент подвергают регенерации. Выход PPSB по факторам II, VII, IX и X составлял 88.9%, 85.6%, 85.2% и 87.6% соответственно.
Пример 2
Способ, аналогичный описанному в примере 1, отличающийся тем, что очистку PPSB проводят с помощью сорбента Capto Q. Выход PPSB по факторам II, VII, IX и X составлял 87.6%, 89.9%, 85.4% и 85.9% соответственно.
Пример 3
3
3
Свежезамороженную плазму размораживают при 35°C при непрерывном перемешивании, после того как температура смеси достигает 0-+4°C, криоприципитат отделяют проточным центрифугированием при 4000 об/мин при температуре 0°C. pH полученного криосупернатанта до 7.60 доводят 1.0М гидроксидом натрия, затем к КCH медленно при перемешивании добавляют сухой DEAE- или QAE-Sephadex А50 из расчета 1.5 г/л КCH, суспензию перемешивают в течение 2 ч при комнатной температуре. Сорбент отделяют на колонне и промывают буфером А (80 мМ NaCl, 20 мМ CitNa, pH 7.60), протромбиновый комплекс элюируют буфером В (500 мМ NaCl, 20 мМ CitNa, pH 7.60), элюат концентрируют и диализуют против буфера С (100 мМ NaCl, 20 мМ CitNa, pH 7.60) до конечной концентрации общего белка 4.0%. Выход PPSB по факторам II, VII, IX и X составлял 91.9%, 78.0%, 92.4% и 94.6% соответственно.
К полученному таким образом концентрату полного протромбинового комплекса добавляют сухой лизин до конечной концентрации 10 мМ в сочетание с сухим глицином до конечной концентрации 200 мМ, после растворения аминокислот к PPSB добавляют 11% TWEEN 80 до конечной концентрации 1.0% и TnBP до конечной концентрации 0.3%, вирусную инактивацию проводят при непрерывном перемешивание при комнатной температуре в течение 6 ч. Выход по активности FII, FVII, FIX и FX не менее 83%.
3
Очистку PPSB проводят методом колоночной хроматографии с использованием сорбента TOYOPEARL GigaCap Q-650M, для этого гель уравновешивают буфером А, после чего на него со скоростью 60 см/ч наносят PPSB из расчета 25 ME FVII/мл геля. Для удаления не связанных белков сорбент промывают буфером А, затем для очистки от балластных белков и тромбина буфером D (140 мМ NaCl, 20 мМ CitNa, pH 7.60), десорбцию полного протромбинового комплекса проводят буфером С, сорбент подвергают регенерации. Выход по активности FII, FVII, FIX и FX не менее 84%.
3
К элюату добавляют 11.0 мМ CitNa таким образом, чтобы в растворе PPSB конечная концентрация хлорида натрия составила 137 мМ, а цитрата натрия 13.5 мМ, pH до 7.34 корректируют 0.5М уксусной кислотой. Затем раствор полного протромбинового комплекса концентрируют так, чтобы количество единиц активности FVII составило 25-30 МЕ/мл, стерилизуют в 3 этапа через мембранные микрофильтры с размерами пор 2-8 мкм, 1.2 мкм и 0.65 мкм, разливают по 20 мл во флаконы объемом 50 мл и замораживают при -50°C и давлении 1 бар в течение 7.5 ч, лиофилизацию проводят повышением температуры от -20 до +30°C при давлении 60 мкбар в течение 40.5 ч. Выход по активности FII, FVII, FIX и FX на данном этапе составлял не менее 85%.
Пример 4
Способ, аналогичный описанному в примере 3, отличающийся тем, что очистку PPSB проводили с помощью сорбента Capto Q. Выход по активности FII, FVII, FIX и FX не менее 83%.
Измерение активности факторов свертывания крови и концентрации общего белка проводили по методикам, многократно описанным в литературе.
Предложенный способ позволяет получить препарат, по своей эффективности не уступающий лучшим зарубежным аналогам, и может быть рекомендован для промышленного использования.