СПОСОБ ПРОМЫШЛЕННОГО ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПАРАТА АЛЬФА-ФЕТОПРОТЕИНА
METHOD OF INDUSTRIAL OBTAINING PREPARATION OF ALPHA-FETOPROTEIN

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности и может быть использовано для промышленного получения инъекционного препарата альфа-фетопротеина (АФП).
Ближайшим аналогом получения препарата АФП является растворение сухого альфа-фетопротеина в необходимом объеме воды/0,9%-ного раствора хлорида натрия с добавлением полисахаридов до концентрации АФП 0,075 мг/мл, стерилизующая фильтрация, розлив в ампулы/флаконы и лиофильное высушивание (патент RU №2121350, опубл. 10.11.1998).
Недостатком прототипа является получение препарата из предварительно высушенного активного вещества АФП, ограничен перечень используемых стабилизаторов (реополиглюкин, полиглюкин) и получение единственной дозировки препарата в одном флаконе.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения альфа-фетопротеина из плацентарной и(или) абортной крови человека путем отделения балластных белков из крови центрифугированием, стерилизующей фильтрации, проведением хроматографических очисток и концентрирования (см. патент RU №2308286, опубл. 20.10.2007).
Недостатком этого способа является длительность производственного цикла.
Технической задачей предлагаемого способа является уменьшение количества технологических операций с одновременным сокращением продолжительности производственного процесса и повышение выхода получаемого продукта за один технологический цикл при сохранении чистоты получаемого альфа-фетопротеина и его эффективности в качестве лекарственного средства, закрепление оптимальных режимов охлаждения, замораживания, сублимации и десорбции препарата АФП, разработанных с учетом эвтектических температур и в совокупности с применяемым видом декстранов, формой и размером посуды для фасовки, обеспечивающих без значительного ухудшения качественных, количественных и биологических характеристик биопрепарата, снижение энергозатрат и возможность проведения сублимации на промышленном оборудовании, улучшение стабильности получаемого препарата при хранении и его маркетинговой привлекательности для потребителя.
Для решения поставленной технической задачи предлагается способ промышленного получения инъекционного препарата альфа-фетопротеина из плацентарной и(или) абортной крови человека путем отделения балластных белков из крови центрифугированием, фильтрацией, проведением хроматографических очисток, причем перед центрифугированием в кровь добавляют вспомогательные вещества - хлорид натрия, тритон Х-100, хлороформ и апротинин в следующей концентрации:
Хлорид натрия
0,1÷0,5 моль/л
Тритон Х-100
0,01÷0,02% (мас./об.)
Хлороформ
0,005÷0,01% (мас./об.)
Апротинин
0,05÷0,1% (мас./об.),
проводят перемешивание и экспозицию, а после центрифугирования и фильтрации в сыворотку крови добавляют подготовленный иммуносорбент Sepharose FF с антителами, поликлональными к альфа-фетопротеину, перемешивают и затем отмывают иммуносорбент от сыворотки крови буферным раствором, проводят элюцию белка с иммуносорбента, ультрафильтрацию с заменой буферного раствора, а в конце очистку с помощью сорбента Sepharose CNBr-4B с антителами к иммуноглобулинам G (Ig G) человека, стерилизующую фильтрацию через стерильный мембранный фильтр.
Полученную субстанцию АФП стабилизируют декстраном, для этого субстанцию разводят необходимым объемом 0,9%-ного раствора хлорида натрия до концентрации по альфа-фетопротеину 0,025 мг/мл, или 0,050 мг/мл, или 0,075 мг/мл с добавлением декстрана с молекулярной массой 35-45 кДа с последующей стерилизующей фильтрацией, розливом по 1,0 мл полупродукта во флаконы объемом 5 мл.
Расфасованный продукт подвергают охлаждению и замораживанию, причем полупродукт загружают в камеру сублиматора, температура которого поддерживается на уровне 0°C, при этом до температуры (-12±2)°C продукт доводят со скоростью менее 1°C в минуту, дальнейшее замораживание осуществляют со скоростью от 1,5°C в минуту в течение не менее 8 часов при конечной температуре не выше -45°C. Процесс сублимации осуществляют при температуре полок от -20°C до -25°C и вакууме не более 20 Па в течение 10 часов, затем производят равномерный подогрев полок со скоростью (5-10)°C/час до конечной температуры (32±2)°C, при этом после достижения препаратом указанной температуры осуществляют его досушивание (десорбцию) в течение не менее 12 часов до остаточного содержания влаги в препарате на уровне 1-3%. Остаточный вакуум понижают стерильным аргоном или стерильным воздухом до 1000 кПа, после чего, не нарушая герметичности сублимационной камеры, за счет укупуривающего устройства сублиматора проводят процедуру укупорки флаконов специальной резиновой пробкой.
Отличительной особенностью предлагаемого способа от наиболее близкого технического решения является то, что перед центрифугированием в кровь добавляют вспомогательные вещества - хлорид натрия, тритон Х-100, хлороформ и апротинин в следующей концентрации:
Хлорид натрия
0,1÷0,5 моль/л
Тритон Х-100
0,01÷0,02% (мас./об.)
Хлороформ
0,005÷0,01% (мас./об.)
Апротинин
0,05÷0,1% (мас./об.),
проводят перемешивание и экспозицию, а после центрифугирования и фильтрации в сыворотку крови добавляют подготовленный иммуносорбент Sepharose FF с антителами, поликлональными к альфа-фетопротеину, перемешивают и затем отмывают иммуносорбент от сыворотки крови буферным раствором, проводят элюцию белка с иммуносорбента, ультрафильтрацию с заменой буферного раствора, а в конце очистку с помощью сорбента Sepharose CNBr-4B с антителами к IgG человека, стерилизующую фильтрацию через стерильный мембранный фильтр.
Полученную субстанцию АФП стабилизируют раствором декстрана с молекулярной массой 35-45 кДа (декстран 40, реополиглюкин, гемостабил) до концентрации по декстрану 4-6 мг/мл и разводят необходимым объемом 0,9%-ного раствора хлорида натрия до концентрации по АФП 0,025 мг/мл, или 0,050 мг/мл, или 0,075 мг/мл с последующей стерилизующей фильтрацией через мембранный фильтр с размером пор 0,22 мкм и розливом по 1,0 мл полупродукта во флаконы объемом 5 мл.
Расфасованный продукт подвергают охлаждению и замораживанию, причем полупродукт загружают в камеру сублиматора, температура которого поддерживается на уровне 0°C, при этом до (-12±2)°C продукт доводят со скоростью менее 1°C в минуту, дальнейшее замораживание осуществляют со скоростью от 1,5°C в минуту в течение не менее 8 часов при конечной температуре не выше -45°C.
Процесс сублимации осуществляют при температуре полок от -20°C до -25°C и вакууме не более 20 Па в течение 10 часов, затем производят равномерный подогрев полок со скоростью (5-10)°C/ час до конечной температуры (32±2)°C, при этом после достижения препаратом указанной температуры осуществляют его досушивание (десорбцию) в течение не менее 12 часов до остаточного содержания влаги в препарате на уровне 1-3%. Остаточный вакуум понижают стерильным аргоном или стерильным воздухом до 1000 кПа, после чего, не нарушая герметичности сублимационной камеры, за счет укупуривающего устройства сублиматора проводят процедуру укупорки флаконов специальной резиновой пробкой.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом.
Абортную и(или) плацентарную кровь размораживают при температуре +2÷+8°C и проверяют на отсутствие вирусов гепатита В, антител к ВИЧ 1,2, гепатиту C. После объединения (пулирования) крови для инактивации вирусов и очищения от примесных белков в нее добавляют вспомогательные вещества - хлорид натрия, тритон Х-100, хлороформ и апротинин в следующей концентрации:
Хлорид натрия
0,1÷0,5 моль/л
Тритон Х-100
0,01÷0,02% (мас./об.)
Хлороформ
0,005÷0,01% (мас./об.)
Апротинин
0,05÷0,1% (мас./об.)
Полученный раствор перемешивают в течение не менее 1 часа при температуре (20±2)°C и проводят экспозицию в течение не менее 4 часов. Далее проводят центрифугирование на высокоскоростной центрифуге со скоростью 10000-12000 об/мин в течение не менее 15 минут при температуре +2÷+8°C и отделяют осадок. Затем проводят фильтрацию через трехслойную бязь под избыточным давлением.
После фильтрации в сыворотку крови добавляют подготовленный иммуносорбент Sepharose FF с емкостью 20÷25 мг/мл с антителами поликлональными к альфа-фетопротеину. Раствор перемешивают при температуре +2÷+8°C в течение не менее 15 часов для аффинного связывания имеющихся антител с альфа-фетопротеином сыворотки крови.
Неспецифически сорбировавшиеся компоненты сыворотки крови вымываются с иммуносорбента последовательно 5-6 объемами фосфатно-солевого буферного раствора с pH 7,0-7,5 (на основе 0,5 моль/л раствора хлорида натрия), содержащего 0,01% (мас./об.) тритона Х-100, и таким же объемом 0,15 моль/л раствора хлорида натрия. Аффинно-связанный АФП элюируется 0,05-0,15 моль/л глицин-солянокислым буферным раствором с pH 2,3 методом фронтальной промывки.
Полученный элюат нейтрализуют до pH 6,0-8,0 и далее для замены глицин-солянокислого буферного раствора, в котором находится белок, на 0,15 моль/л раствор хлорида натрия проводят ультрафильтрацию и очистку от примесей иммуноглобулина G человека с помощью сорбента Sepharose CNBr-4B с антителами к IgG человека с емкостью 2-10 мг/мл.
АФП, полученный после очистки от примесей иммуноглобулина G человека, стабилизируют раствором декстрана с молекулярной массой 35-45 кДа (декстран 40, реополиглюкин, гемостабил) до концентрации по декстрану 4-6 мг/мл и разводят необходимым объемом 0,9%-ного раствора хлорида натрия до концентрации 0,025 мг/мл, или 0,050 мг/мл, или 0,075 мг/мл, объемы которых рассчитывают по следующим формулам:
NaCl
п/п
декстр
афп
V=V-V-V,
где
п/п
V - объем получаемого раствора полупродукта АФП, мл;
декстр
V - объем декстрана, мл;
m - общее содержание АФП в субстанции, мг;
афп
V - объем субстанции АФП, мл;
C - содержание АФП в одной дозе препарате (один флакон), мг;
NaCl
V - искомый объем 0,9%-ного раствора хлорида натрия, мл.
После стерилизующей фильтрации через мембранный фильтр с размером пор 0,22 мкм полученный полупродукт разливают по 1,0 мл во флаконы объемом 5 мл.
Расфасованный продукт подвергают охлаждению и замораживанию, причем полупродукт загружают в камеру сублиматора, температура которого поддерживается на уровне 0°C, при этом до (-12±2)°C продукт доводят со скоростью менее 1°C в минуту, дальнейшее замораживание осуществляют со скоростью от 1,5°C в минуту в течение не менее 8 часов при конечной температуре не выше -45°C.
Процесс сублимации осуществляют при температуре полок от -20°C до -25°C и вакууме не более 20 Па в течение 10 часов, затем производят равномерный подогрев полок со скоростью (5-10)°C/час до конечной температуры (32±2)°C, при этом после достижения препаратом указанной температуры осуществляют его досушивание (десорбцию) в течение не менее 12 часов до остаточного содержания влаги в препарате на уровне 1-3%. Остаточный вакуум понижают стерильным аргоном или стерильным воздухом до 1000 кПа, после чего, не нарушая герметичности сублимационной камеры, за счет укупоривающего устройства сублиматора проводят процедуру укупорки флаконов специальной резиновой пробкой.
Предлагаемый способ, включающий два этапа хроматографической очистки, позволяет при уменьшении трудозатрат за счет сокращения продолжительности технологического процесса обеспечить чистоту получаемого продукта и его эффективность в качестве лекарственного средства.
Кроме того, за счет большой емкости используемых сорбентов выход альфа-фетопротеина за один технологический цикл составляет более 900 мг, при этом эффективность получения АФП составляет более 80% от исходного уровня содержащегося в сырье.
Оптимальные режимы охлаждения, замораживания, сублимации и десорбции препарата АФП, выбранные с учетом эвтектических температур и в совокупности с применяемым видом декстранов, формой и размером посуды для фасовки обеспечивают максимальное сохранение качественных, количественных и биологических характеристик биопрепарата, снижение энергозатрат и возможность проведения сублимации на промышленном оборудовании.
Разведение и фасовка полученного препарата с различным количественным содержанием АФП (0,025 мг, или 0,05 мг, или 0,075 мг) в одном флаконе (дозе) улучшает потребительские свойства лекарственного средства, поскольку препарат назначается пациенту из расчета на килограмм массы тела. За счет проведения процесса укупоривания сухого препарата в герметичных условиях с применением вакуума, стерильного аргона или стерильного воздуха препарат стабилен, сохраняет герметичность и стерильность при температуре хранения +2÷+6°C в течение 4 лет.
Пример конкретного исполнения.
Абортную или плацентарную кровь в количестве 20 литров размораживают при температуре +2÷+6°C и проводят анализ на отсутствие вирусов. В проверенную на отсутствие вируса гепатита B, антител к ВИЧ 1,2, гепатиту C абортную или плацентарную кровь добавляют при перемешивании верхнеприводной мешалкой хлорид натрия в количестве 409 г, хлороформ в количестве 20 мл, апротинин 2,0 г и тритон Х 100-2,0 г с целью осаждения высокомолекулярных белков и инактивации вирусов и бактерий. Обработанную таким образом кровь оставляют при температуре +2÷+6°C без перемешивания на 6 часов. После этого полученный осадок отделяют от сыворотки крови центрифугированием при 1000-12000 об/мин в течение 15 минут при температуре +2÷+6°C. Затем сыворотку подвергают фильтрации через три слоя стерильной хлопчатобумажной и заправленной в фильтродержатель ткани. Объем сыворотки после центрифугирования и фильтрации составил 16 литров.
Сорбент Sepharose FF с поликлональными антителами к АФП (20-25 мг/мл) объемом 450 мл отмывают 5 объемами фосфатно-солевого буферного раствора с pH 7,5 (на основе 0,5 моль/л раствора хлорида натрия).
Сорбция происходит при pH 9,0 в течение 15 часов при температуре +2÷+6°C при интенсивном перемешивании на шейкере до полного аффинного связывания белка АФП с антителами.
После отстаивания сыворотку декантируют и сорбент, упакованный в хроматографическую колонку, отмывают фосфатно-солевым буферным раствором с pH 7,5 на основе 0,5 моль/л раствора хлорида натрия. Затем сорбент промывают 0,15 моль/л раствором хлорида натрия в количестве 4500 мл.
Элюцию АФП проводят при температуре +2÷+6°C элюирующим буферным раствором pH=2,3 (0,1 моль/л раствор глицин-соляная кислота). Затем сорбент отмывают фосфатно-солевым буферным раствором с pH 7,15 (на основе 0,15 моль/л раствора хлорида натрия) в количестве 5000 мл.
Диализ с целью замены глицин-солянокислого буферного раствора на 0,15 моль/л раствор хлорида натрия проводят на ультрафильтрационной установке с полыми волокнами Quick Stand. Объем АФП составил 400 мл.
Негативную хроматографию проводят на сорбенте Sepharose BrCN-4B с антителами против IgG человека (2-10 мг/мл) с целью избавления от примесей иммуноглобулинов G человека. В результате технологических операций получают субстанцию АФП объемом 900 мл с чистотой выше 98%.
Субстанцию АФП, полученную после негативной хроматографии объемом 900 мл с содержанием альфа-фетопротеина 1,5 г, стабилизируют декстраном путем внесения 1350 мл декстрана 40 и разводят 24750 мл 0,9%-ного раствора хлорида натрия для получения полупродукта с концентрацией альфа-фетопротеина 0,050 мг/мл и концентрацией по декстрану 4-6 мг/мл.
После стерилизующей фильтрации через мембранный фильтр с размером пор 0,22 мкм полученный полупродукт в объеме 27000 мл разливают по 1,0 мл во флаконы объемом 5 мл.
Расфасованный продукт подвергают охлаждению и замораживанию, причем полупродукт загружают в камеру сублиматора, температура которого поддерживается на уровне 0°C, при этом до (-12±2)°C продукт доводят со скоростью менее 1°C в минуту, дальнейшее замораживание осуществляют со скоростью от 1,5°C в минуту в течение не менее 8 часов при конечной температуре не выше -45°C.
Процесс сублимации осуществляют при температуре полок от -20°C до -25°C и вакууме не более 20 Па в течение 10 часов, затем производят равномерный подогрев полок со скоростью (5-10)°C/час до конечной температуры (32±2)°C, при этом после достижения препаратом указанной температуры осуществляют его досушивание (десорбцию) в течение не менее 12 часов до остаточного содержания влаги в препарате на уровне 1-3%. Остаточный вакуум понижают стерильным аргоном или стерильным воздухом до 1000 кПа, после чего, не нарушая герметичности сублимационной камеры, за счет укупоривающего устройства сублиматора проводят процедуру укупорки флаконов специальной резиновой пробкой.
В результате полного технологического цикла получено 27000 доз (флаконов) сухого лиофилизированного инъекционного препарата альфа-фетопротеина с содержанием активного вещества (0,050±0,01) мг и стабилизатора - декстрана 40-(5±1) мг.
Полученный препарат тестируют на отсутствие антител к ВИЧ 1,2, вируса гепатита B, антител к вирусу гепатита C. Лекарственный препарат герметичен, стерилен, не содержит пирогенных и токсичных примесей.