СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗОПАСНЫХ В ВИРУСНОМ ОТНОШЕНИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТЕКУЧИХ СРЕД
METHOD OF OBTAINING SAFE IN VIRUS RESPECT BIOLOGICAL FLOWING MEDIA

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
По настоящей заявке испрашивается приоритет, в соответствии с предварительной патентной заявкой Индии, поданной 29 июня 2004 г. под № 695/MUM/2004.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к способу безопасного удаления вирулицидных материалов из биологических образцов. В частности, изобретение относится к способу удаления детергентов и/или растворителей из биологических материалов.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Человеческая плазма служит в качестве источника для выделения ценных белков. Используемые в терапии белки, выделяемые из человеческой плазмы, используются в лечении широкого диапазона болезней, включающих в себя первичные иммунодефицитные состояния (иммуноглобулин G), требующую интенсивной терапии гиповолемию (альбумин), заживление ран (фибриноген) и наследственные дефицитные состояния, такие как гемофилия А (Фактор VIII), гемофилия В (Фактор IX), болезнь Фон Виллебранда (vWF), и врожденная эмфизема, возникающая в результате дефицита ингибитора альфа-1 протеазы (A1PI). Помимо ее применения как сырьевого материала для выделения очень ценных белков, цельная человеческая плазма остается главным источником заместительной терапии фактором свертывания для пациентов с дефицитом фактора свертывания крови. Человеческая плазма и используемые в терапии белки, выделяемые из нее, используется для лечения более чем около одного миллиона пациентов в целом каждый год. Общая потребность в такой терапии является значительно большей, чем существующий уровень поставки.
Для пациентов, нуждающихся в цельной плазме для терапевтических целей, она является доступной, либо как свежезамороженная плазма, или жидкая плазма. Свежезамороженная плазма (FFP) является плазмой, выделенной из порции цельной крови и замороженной при -18°C или ниже в течение восьми часов после забора крови в виде порции плазмы отдельного донора. Жидкая плазма хранится при температуре 4-8°C в течение 4 часов после забора крови и отделяется от эритроцитов в течение 48 часов после взятия крови. Каждая из указанных порций плазмы, полученная от отдельных доноров, индивидуально тестируется на вирусные маркеры и в отношении передачи вирусов, и отдельные доноры, считаются не без основания безопасными. Однако сохраняется, хотя и небольшой, но определенный риск передачи вирусов, поскольку такие порции плазмы обычно не подвергаются процессу вирусной инактивации, для того чтобы уничтожить вирусы, подобные ВИЧ, вирусу гепатита B, гепатита C и других менее известных вирусов, которые могут потенциально вызвать заболевание.
В целях выделения используемых в терапии белков большое количество порций свежезамороженной плазмы объединяют в пул от разных доноров. Белки человеческой плазмы для терапевтического использования получают из больших пулов плазмы в течение 50 лет. Одной из важнейших проблем, связанных плазмой от отдельного донора или объединенной в пул плазмой, однако, является безопасность в вирусном отношении. Хотя каждый донор, который вносит свой вклад в пул плазмы, тестируется индивидуально на вирусы, включающие в себя ВИЧ, вирус гепатита В, вирус гепатита С и т.д., перед сдачей крови или плазмы остается небольшой риск инфицирования вирусами из-за времени «донорства в скрытом периоде», то есть когда сдача крови производится между начальным попаданием инфекции и выявлением положительного результата тестирования существующими диагностическими методами вследствие присущих технических ограничений. Даже отдельный донор, зараженный болезнетворным микроорганизмом, который остался невыявленным в ходе скрининга, может потенциально заразить весь пул плазмы и инфицировать многих или всех реципиентов, подвергавшихся контакту с пулом. Таким образом, имеется необходимость в обращении к безопасности в вирусном отношении объединенной в пул плазмы или используемых в терапии белков, выделяемых из нее.
Чтобы сделать плазму или выделяемые из плазмы белки, используемые в терапии безопасными в вирусном отношении, различные способы были использованы для удаления или инактивирования вирусов. Для вирусной инактивации, биологические текучие среды, представляющие интерес, подвергаются физической обработке, такой как пастеризация, где объединенную в пул плазму подвергают нагреванию во влажных условиях при температуре приблизительно 60°C в течение приблизительно 10 часов, или обрабатывают нагреванию сухим теплом, во время которого продукт, представляющий интерес, обрабатывают при более высокой температуре около 80°C в течение продолжительных периодов, длительностью около 72 часа. Такие способы обработки, как часто оказывается, повреждают, денатурируют или изменяют факторы ценных белков, главным образом, лабильные компоненты свертывания крови в условиях, в которых биологические образцы помещаются для инактивирования действенности вирусов. Во время таких способов инактивации лабильные компоненты свертывания плазмы крови млекопитающих могут инактивироваться или денатурироваться вплоть до 50-90% или более от присутствующих в необработанной плазме. Компоненты свертывания крови, которые могут быть потеряны, в ходе такой обработки включают в себя ценные плазменные факторы, такие как факторы II, V, VII, VIII IX, X; плазменный фибриноген (фактор I), IgM, гемоглобин, интерферон и т.д. В связи с этим были предприняты попытки включения соответствующих этапов, чтобы защитить белки, представляющие интерес.
Другие способы вирусной инактивации предусматривают обработку β-пропиолактоном, формальдегидом, гипохлоритом натрия и т.п. Однако эти способы не считаются в целом очень надежными. Указанные способы не только имеют тенденцию денатурировать компоненты ценных белков, но также и создавать трудности для полного удаления средств таких, как β-пропиолактон, который является неблагоприятным и проявил себя канцерогенным для животных, и является опасным даже для персонала, работающего с ним.
Одним из наиболее часто используемых способов вирусной инактивации плазмы или выделяемых из плазы белковых продуктов является обработка растворителем-детергентом. Обработанная растворителем-детергентом плазма одобрена для использования при лечении пациентов с документально подтвержденными дефицитами факторов свертывания, для которых не имеется доступных концентрированных препаратов, включающих в себя врожденный дефицит по одному фактору из факторов I, V, VII, XI и XIII, и приобретенный дефициты по множеству факторов свертывания; обращение эффекта варфарина; и при лечении пациентов с тромботической тромбоцитопенической пурпурой (TTP). Анализ эффективности затрат для обработанной растворителем-детергентом замороженной плазмы (SDFP) позволил рассчитать стоимость, составляющую 289300 $ на год жизни с учетом ее качества (QALY). (Jackson et al. JAMA. 1999; 282: 329). Обработка растворителем-детергентом, в частности, эффективна для оболочечных вирусов, таких как вирус везикулярного стоматита (VSV), вирус псевдобешенства (PRV), вирус лихорадки леса Семлики (SFV) и вирус диареи крупного рогатого скота (BVDV) (Seitz et al. Biologicals, 30(3): 197-205(9) (2002)). Обработку растворителем-детергентом прежде всего используют, чтобы уменьшить уже сниженный риск поступления свежезамороженной плазмы с переданным ей вирусом от донора в инфекционный, серонегативный, скрытый период известных на текущий момент вирусных инфекций и риск передачи вирусов с липидной оболочкой, не расцениваемых на текущий момент как представляющих риск для безопасности при переливании, очень, однако, может продолжать представлять потенциальный риск в будущем.
При обработке растворителем-детергентом для вирусной инактивации белоксодержащую композицию подвергают контактированию с диалкил- или триалкилфосфатом, предпочтительно, со смесью триалкилфосфата и детергента, за которым обычно следует удаление диалкил- или триалкилфосфата (см. патент США № 4540573). В патенте '573 используется диалкил- или триалкилфосфат в количестве между приблизительно 0,01 мг/мл и приблизительно 100 мг/л. Количество используемого детергента, согласно патенту '573, может находится в интервале от приблизительно 0,001% до приблизительно 10%. Подобным образом, в патенте США № 4314997 используемая концентрация детергента может изменяться от 0,25% до приблизительно 10%.
Другой детергентный подход вирусной инактивации заключается в подвергании белковых продуктов плазмы продолжительному контактированию с неденатурирующим амфифильным веществом (см. патент США № 4314997). Амфифильные вещества могут быть анионными, катионными, неионогенными детергентами. Молекула детергента является гидрофобной на одном конце и гидрофильный на другом конце, что делает его применимым для очищения применяемых в терапии белков крови. Ионогенные детергенты, либо анионные или катионные, имеют тенденцию являться более активными, чем неионогенные детергенты. Будучи эффективным при разрушении вирусов, детергенты могут легко разрушить или повредить живые клетки. Детергенты способны разрушать не только вирусы, но также и разрушать другие жизненно важные конструкции на липидной основе, такие как биомембраны, которые окружают и формируют имеющий существенное значение внутренний структурный компонент каждой животной и растительной клетки. Кроме того, высокие концентрации детергента рискуют повредить или денатурировать белки, которые присутствуют и/или желательно выделить из биологического образца. Инкубация плазмы, выделенной из плазмы используемых в терапии белков, плазменного криопреципитата, или плазменных криосупернатантов с такой высокой концентрацией детергентов не только повредит компонентам плазмы, но также, известна тем, что повреждает биомембраны. Кроме того, высокая концентрация детергента является чрезвычайно вредной при внутривенной инъекции и, следовательно, такая обработанная детергентом плазма не будет пригодна для инъекций. Для исключения повреждения живых клеток и белков может быть использована более низкая концентрация детергента, но с риском оказаться неэффективной для вирусной инактивации. Таким образом, для обеспечения того, чтобы живые клетки и белки не повреждались, и в то же самое время, вирусная инактивация являлась эффективной, удаление детергентов является критичным.
Обычно используемые способы удаления детергента включают в себя афинную или ионообменную хроматографию. Эти способы являются продолжительными, требуют временных затрат и предусматривают многочисленные этапы. Как будет понятно специалисту в данной области, каждая стадия извлечения часто сопровождается потерей белков, представляющих интерес и, следовательно, приводит к снижению производительности. Кроме того, эти способы пригодны только для конкретного белкового фактора, как конечного продукта, и будут неприменимыми для цельной плазмы. Чтобы сделать их применимым к цельной плазме, цельная плазма должна проходить восстановление после того, как каждый из перечисленных факторов будет успешно отделен и очищен. После каждого этапа, через некоторое время часть продукта будет потеряна, что может, в конечном счете, привести к значительной общей потере.
После обработки растворителем-детергентом детергент может быть удален посредством использования несколько этапов, выбранных из диафильтрации, адсорбции на хроматографической или аффинной хроматографической подложке, осаждения и лиофилизации, и т.д. Диалкил- или триалкилфосфат часто удаляется посредством осаждения белка с глицином и хлористым натрием (см. патент США № 4540573). Способ патента '573 является особенно требующим больших временных затрат, поскольку неионогенные детергенты, используемые с триалкилфосфатом, удаляют путем диафильтрации с использованием либо инсолюбилизации, или лиофилизации. Специалист в данной области техники поймет, что указанные способы являются громоздкими, дорогими, требующими временных затрат, и/или могут приводить к потере жизненно важных компонентов плазмы.
Удаление детергента и растворителя может дополнительно выполняться посредством распределения раствора белка против органической жидкости, такой как касторовое или соевое масло. Детергент и растворитель отделяются в органическую жидкость и, таким образом, устраняются. Органическая жидкость, которая является маслом, затем удаляется посредством хроматографии. Эта процедура предусматривает разделение плазмы и регенерацию или замещение хроматографических компонентов, что имеет тенденцию являться очень трудоемким, требующим временных затрат и дорогостоящим.
Другой способ уменьшения вирус-инактивирующих химических реагентов и/или детергента осуществляется посредством высокого эффекта высаливания (см. патент США № 5817765). При этой процедуре соль в концентрации выше 0,5 М с высоким эффектом высаливания, в соответствии с рядом Гофмейстера, добавляют к водному раствору белков плазмы для формирования пузырьков, содержащих вирус-инактивирующие химических реагенты и/или детергенты. Пузырьки удаляют из водной фазы, например, посредством фазового разделения или фильтрации. Однако метод фазового разделения, конкретно, пузырьков является трудоемким, неточным и сложным способом, который будет очень громоздким при широкомасштабных операциях вследствие проблем с манипуляциями, такими как очищение, дезинфекция, оценка качества процесса и т.д. Кроме того, дополнительный этап извлечения белка из водного раствора может привести к потере конечного выхода белка. Любой след соли, остающейся в плазменном продукте, также будет нежелательным, поскольку это сделает ее непригодной для большинства терапевтических применений.
Удаление растворителя/детергента может альтернативно быть выполнено посредством использования углерода, либо в форме активированного угля, или древесного угля. Например, в патенте Китая № CN1371992 используется материал твердой фазы, содержащий активированный уголь как адсорбент для удаления органического растворителя, использованного в качестве инактиватора вирусов и/или детергента из водного раствора. В патенте США № 5834420 используется осаждение вирус-инактивированной фракции в растворе, содержащем аминокислоту в кислой pH и фильтрация. Предпочтительно, чтобы этап фильтрации выполнялся посредством фильтра из активированного угля, из которых AKS-4 и AKS-7 являются особенно подходящими. Уголь, однако, является неспецифическим адсорбентом, и при использовании для адсорбирования вирус-инактиватора и/или детергента, может также адсорбировать некоторые из важных представляющих интерес пептидных компонентов плазмы. Использование угля может привести к лишению конечного продукта этих полезных компонентов.
В патенте США № 6610316 раскрыт "сахарный детергент", делаемый нерастворимым посредством связывания с инертным субстратом. Способ, описанный в патенте '316, требует дополнительного этапа связывания детергента со смолой. Кроме того, может понадобиться дополнительный протокол тестирования для отслеживания или обеспечения полноты связывания детергента, чтобы исключить попадание детергента в раствор крови. Детергент, который связывается достаточно со смолой, может загрязнить продукт крови и сделать ее опасной для желаемого использования. Дополнительно способ, раскрытый в патентах '316, предназначен для крови или водного раствора, содержащего в своем составе клетки крови, и не продемонстрировал пригодность этого способа для плазмы или выделенных из плазмы белков.
По вышеперечисленным причинам очевидно, что является критичным осуществление обработки плазмы или производных плазмы вирус-инактивирующими средствами, чтобы сделать ее безопасной для терапевтических применений. Также является важным улучшение такой безопасной в вирусном отношении плазмы или производных плазмы посредством удаления вирулицидных средств, используемых для инактиврования вирусов до желательного приемлемого уровня для клинического использования. Однако, ввиду недостатков, связанных со способами, рассмотренными выше, сохраняется потребность в обеспечении простого, воспроизводимого способа, проверенного временем и с подтвержденной результативностью, и, кроме того, легко оцениваемого для улучшения безопасных в вирусном отношении биологических текучих сред, включающих в себя плазму или производные плазмы, посредством удаления вирулицидных средств, таких как детергент и растворитель до приемлемого уровня, посредством эффективных и простых способов, не влияя существенно на состав плазмы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение представляет способ улучшения безопасных в вирусном отношении биологических материалов, включающих в себя, но не ограничивающихся плазмой, выделенными из плазмы белками, плазменными криопреципитатами, плазменным криосупернатантами, продуктами крови и любыми другими биологическими текучими средами, посредством удаления вирулицидных средств до желаемого уровня и/или фармацевтически приемлемого уровня.
Аспектом настоящего изобретения также является обеспечение простого, в то же время эффективного способа улучшения безопасных в вирусном отношении биологических материалов посредством удаления вирулицидных средств до желаемого уровня и/или фармацевтически приемлемого уровня в единственную стадию. Настоящее изобретение также относится к способу улучшения безопасных в вирусном отношении биологических материалов посредством удаления вирулицидных средств до желаемого уровня, в котором способ не повреждает значительно лабильные компоненты плазмы или биологические текучие среды.
Настоящее изобретение также относится к обеспечению способа улучшения безопасных в вирусном отношении биологических материалов посредством удаления вирулицидных средств до желаемого уровня и/или фармацевтически приемлемого уровня, применимого к лабораторному масштабу.
Настоящее изобретение также относится к способу улучшения безопасных в вирусном отношении биологических материалов посредством удаления вирулицидных средств до желаемого уровня и/или фармацевтически приемлемого уровня, применимому для коммерческого широкомасштабного производства.
Настоящее изобретение также относится к способу улучшения безопасных в вирусном отношении биологических материалов посредством удаления вирулицидных средств до желаемого уровня и/или фармацевтически приемлемого уровня, где способ является легко оцениваемым и воспроизводимым.
Настоящее изобретение также относится к способу улучшения безопасных в вирусном отношении биологических материалов посредством удаления вирулицидных средств до желаемого уровня и/или фармацевтически приемлемого уровня, согласно рекомендациям в официальных изданиях по фармакопее, чтобы сделать биологическую текучую среду приемлемой для введения в терапевтических целях в клинике.
Настоящее изобретение также относится к способу улучшения безопасных в вирусном отношении биологических материалов посредством удаления вирулицидных средств до желаемого уровня и/или фармацевтически приемлемого уровня посредством способов, приемлемых для указанной цели.
Настоящее изобретение также относится к способу улучшения безопасных в вирусном отношении биологических материалов посредством удаления вирулицидных средств до желаемого уровня и/или фармацевтически приемлемого уровня, которые не будут попадать в раствор продукта, посредством способов, таким образом, снижая риск контаминации посредством такого средства.
Настоящее изобретение также относится к способу улучшения безопасных в вирусном отношении биологических материалов посредством удаления вирулицидных средств до желаемого уровня и/или фармацевтически приемлемого уровня посредством способов, повторно используемых для различных загрузок биологического материала для указанной цели.
Настоящее изобретение также относится к способу улучшения безопасных в вирусном отношении биологических материалов посредством удаления вирулицидных средств до желаемого уровня и/или фармацевтически приемлемого уровня посредством способов, которые не будут изменять состав плазмы или биологических материалов значительно и тем самым сохранят по существу исходный состав.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 показана блок-схема типовой обработки 5-литровой партии плазмы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ИСПОЛНЕНИЯ
Настоящее изобретение представляет новые способы удаления и/или инактивации вирусных контаминантов из биологических материалов.
Определения
4
6
Употребляемое в настоящем описании выражение "безопасный в вирусном отношении" применительно к настоящему изобретению относится к любому биологическому материалу, который подвергался вирус-инактивирующей обработке, такому как биологическая текучая среда, растворителем и/или детергентом, чтобы значительно инактивировать вирусы. Значительная инактивация выполняется до уровня, по меньшей мере, "4 лог," то есть вирус инактивируется до уровня, определенного путем исследования инфективности, где вирус присутствует в необработанной сыворотке в такой концентрации, что даже при разбавлении до 10 вирусная нагрузка может измеряться. Альтернативно, значительная инактивация достигается посредством способа, в котором, при приложении к 6 лог вируса (10 инфицирующих единиц), менее чем два лог вируса извлекается с последующим завершением способа.
Употребляемое в настоящем описании выражение "вирулицидное средство (средства)" применительно к настоящему изобретению, относится к любому средству, такому как растворитель, детергент и/или их комбинации, которое имеет способность значительно инактивировать вирусы, в частности, покрытые липидами или оболочечные вирусы, из биологического материала.
Употребляемое в настоящем описании понятие "удаление" применительно к настоящему изобретению относится к удалению или уменьшению содержания вирулицидных средств.
Настоящее изобретение относится к новому способу удаления вирусных контаминантов из биологических материалов для создания безопасных в вирусном отношении биологических материалов посредством удаления вирулицидных средств до желаемого уровня и/или фармацевтически приемлемого уровня.
Настоящее изобретение относится к способу удаления вирус-инактивирующих средств, используемых в отношении покрытых липидами вирусов, включающих в себя, но не ограничивающихся ВИЧ, вирусами гепатита B и гепатита C, а также других вирусов, включающих в себя, но не ограничивающиеся цитомегаловирусом, вирусом Эпштейна-Барр, вирусами, повышающими лактатдегидрогеназу (например, артеривирусом), вирусами группы герпеса, рабдовирусами, лейковирусами, миксовирусами, альфавирусами, арбовирусами (группа В), парамиксовирусами, аренавирусами и коронавирусами.
В одном из вариантов исполнения биологические материалы, которые могут быть обработаны, в соответствии с настоящим изобретением, включают в себя, но не ограничиваются плазмой, концентратом плазмы, выделенными из плазмы белками, плазменным криопреципитатом, плазменным супернатантом, вакциной, продуктом крови или любой подобной биологической текучей средой.
В еще одном варианте исполнения способ используется при обработке твердых компонентов крови, лизатов или белков, секретируемых клетками. Таким образом, также предусмотрена обработка тромбоцитарных масс, концентратов белых клеток крови (лейкоцитов) и обедненной лейкоцитами массы прессованных эритроцитов, а также богатой тромбоцитами плазмы, тромбоцитарных масс и обедненной тромбоцитами плазмы, содержащей концентрированные клеточные массы, содержащие белую лейкоцитную пленку, состоящую из лейкоцитов поверх сконцентрированных эритроцитов. Также предусмотрена обработка масс содержащих концентраты гранулоцитов, моноцитов, интерферона и фактора переноса.
В еще одном варианте исполнения способ используется для инактивирования вирусов, присутствующих в продуктах нормальных или раковых клеток. Например, посредством одной и той же обработки можно инактивировать вирус, присутствующий в продуктах, вырабатываемых с использованием нормальных или раковых клеток, экссудатах из нормальных или раковых клеток, гибридомах и продуктах, полученных посредством сплайсинга генов. Клетки, используемые для выработки желаемого продукта могут принадлежать млекопитающим, а также не млекопитающим.
Вариант осуществления настоящего изобретения состоит в представлении такого способа, чтобы сделать плазму, по существу, свободной от растворителя-детергента и не изменить значительно жизненно важные компоненты плазмы. Жизненно важные компоненты включают в себя, но не ограничиваются фибриногеном, фактором VIII, пропердином, IgG, IgM, IgA, бета-липопротеином, протромбином, плазминогеном, ингибитором плазмина, тромбином, изоагглютининами, фактором V, фактором VII, фактором IX, фактором X, церутоплазмином, альфа- и бета-глобулинами, альбумином, ингибитором альфа-1-протеиназы, vWF, альфа-1-липопротеином, переносящим и тироксинсвязывающим глобулином.
Объединенная в пул плазма, которая либо будет использоваться у пациентов, нуждающихся в терапии фактором свертывания, или служить в качестве источника терапевтических белковых факторов, выделенных из нее, обычно подвергается обработке вирулицидными средствами, такими как растворитель-детергент, чтобы инактивировать вирусы и сделать плазму безопасной в вирусном отношении для клинического применения или улучшить профиль безопасности факторов свертывания, выделенных из нее. Однако ввиду неблагоприятного эффекта растворитель-детергента они должны быть устранены из безопасных в вирусном отношении биологических текучих сред до приемлемого уровня. Фармацевтически приемлемая величина в конечном продукте составляет менее чем 2 мкг/мл для три-н-бутилфосфата и менее чем 5 мкг/мл для Triton-X 100.
Один из вариантов исполнения изобретения представляет способ удаления вирулицидных средств до желаемого уровня и/или фармацевтически приемлемого уровня, как установлено в официальной фармакопее, и, тем самым, улучшающий ее клинический профиль. Инструкция предоставленная US Food and Drug Administration может быть доступной через Интернет по адресу www.fda.gov/cber/guidelines.htm. Новый способ настоящего изобретения удаления вирулицидных средств в единственную стадию является простым и быстрым способом, в отличие от раскрытых до настоящего времени способов для той же самой цели. Другие преимущественные признаки способа настоящего изобретения состоят в том, что они могут быть удобным образом оценены, и являются воспроизводимыми.
Настоящее изобретение можно использовать для получения безопасной в вирусном отношении плазмы, концентрата плазмы, выделенных из плазмы белков, плазменного криопреципитата, плазменного супернатанта, продукта крови или любой подобной биологической текучей среды, уже обработанной вирулицидными средствами, или оно может быть использовано после подвергания указанной биологической текучей среды вирус-инактивирующей обработке, чтобы сделать ее безопасной в вирусном отношении.
Для инактивации вируса биологическая текучая среда подвергается обработке вирулицидными средствами, такими как растворитель и/или детергент.
Растворители, которые могут быть использованы в качестве вирулицидных средств, могут быть выбраны из диалкил- или триалкилфосфатов, имеющих разветвленные или неразветвленные, замещенные или незамещенные алкильные группы, подходящим образом, с 1-10 углеродными атомами или их комбинации. Смеси разных диалкилфосфатов могут также использоваться, также как и смеси разных триалкилфосфатов. Смеси диалкил- и триалкилфосфатов также являются возможными в рамках объема притязаний настоящего изобретения. Триалкилфосфаты, которые могут быть использованы, могут быть выбраны из тех триалкилфосфатов, в которых, алкильная группа является н-бутилом, трет-бутилом, н-гексилом, 2-этилгексилом и н-децилом или их комбинациями. Предпочтительным вирус-инактивирующим растворителем является три-н-бутилфосфат (TNBP).
Детергенты, которые могут быть использованы в качестве вирулицидных средств, включают в себя неионогенный детергент, такой как простой эфир полиоксиэтилена, например TRITON, или сложный жирнокислотный эфир полиоксиэтиленсорбитана, такой как монолаурат полиоксиэтилен-(20)-сорбитана или моноолеат полиоксиэтилен-(20)-сорбитана, дезоксихолат натрия, синтетический цвиттерионный детергент, известные как и "сульфобетаины", такой как N-додецил-N,N-метил-2-аммоний-1 этан сульфонат и его гомологи, или неионогенный детергент, такой как октил-бета-D-глюкопиранозид. Одним из подходящих детергентов является TRITON X-100.
Вирус-инактивирующая обработка предусматривает добавление вирулицидных средств, которые являются растворителями и детергентами в представляющий интерес водный раствор. Количество растворителя и детергент будет изменяться в зависимости от объема раствора, который будет подвергаться воздействию. Растворитель можно использовать в концентрации до приблизительно 2 процентов по массе. Детергент может быть добавлен в концентрации до приблизительно 2 процентов по массе. Вирус-инактивирующая обработка может осуществляться в течение от приблизительно 1 часа до приблизительно 16 часов при температуре в интервале от приблизительно 4°C до приблизительно 50°C.
В соответствии с настоящим изобретением безопасная в вирусном отношении биологическая текучая среда, которая подвергалась вирус-инактивирующей обработке вирулицидными средствами, подвергается удалению вирулицидных средств в единственную стадию. Неожиданным образом было обнаружено изобретателями, что оказывается возможным удаление как детергента, так же и растворителя посредством использования единственной стадии удаления, как раскрыто в настоящем изобретении.
В варианте исполнения настоящего изобретения, используется такой материал, как органический матрикс, чтобы очистить вирулицидные средства. Биологическая текучая среда контактирует с органическим матриксом с достаточной площадью поверхности в течение ограниченного периода времени. Вирулицидное средство физически адсорбируется на поверхности органического матрикса и отделение супернатанта приводит к получению биологической текучей среды с устраненными вирулицидными средствами до значительного уровня.
Способ удаления вирулицидных средств можно успешно использовать в лабораторных условиях, а также на коммерческом производственном уровне. На чертеже проиллюстрирован один из вариантов исполнения производственного способа удаления вирулицидных средств. Дополнительно способ может осуществляться либо в периодическом режиме, или в режиме колонки.
В одном из вариантов исполнения способ удаления настоящего изобретения вирулицидных средств в периодическом режиме осуществляется в резервуаре, в котором безопасная в вирусном отношении биологическая текучая среда с вирулицидными средствами, остающаяся там после вирус-инактивирующей обработки, контактирует с органическим матриксом в заранее определенном соотношении, при помешивании при температуре приблизительно 10-40°C, предпочтительно 18-30°C, в течение от приблизительно 0,1 часа до 4 часов, предпочтительно в интервале между приблизительно от 0,15 часа до приблизительно 2 часов. Супернатант отделяют от органического матрикса посредством удаления органического матрикса, с использованием любого приемлемого метода, такого как простая фильтрация, фильтрация с использованием вакуума, центрифугирование или любого подобного метода. Вирулицидные средства, которые физически адсорбируются на органическом матриксе, устраняются до значительного уровня из биологической текучей среды.
В еще одном варианте исполнения настоящего изобретения способ удаления вирулицидных средств в режиме колонки осуществляется в колонке, предварительно заполненной органическим матриксом, через который биологическая текучая среда, загрязненная вирулицидными средствами, пропускается. Время контакта между представляющей интерес биологической текучей средой и органической смолой устанавливается таким образом, чтобы находиться в интервале от приблизительно 0,1 часа до 4 часов, предпочтительно от приблизительно 0,15 часов до 2 часов. Колонка, которая может быть использована с этой целью, имеет высоту 1-25 см, предпочтительно 4-16 см, и ее диаметр может быть подобран в соответствии с объемом биологической текучей среды, которая будет подвергаться обработке.
Органический матрикс, который должен использоваться для цели настоящего изобретения для удаления вирулицидных средств, выбирают из синтетических полимеров, которые являются полиароматическими смолами или смолами на основе метакрилата, которые в целом не имеют тенденцию попадать в раствор, подвергаемый обработке. Рассматриваемую полиароматическую смолу для цели настоящего изобретения выбирают из класса дивинилбензольных сополимерных смол на основе полистирола категорий, предпочтительно имеющих более высокую площадь поверхности. Дивинилбензольная сополимерная смола может быть выбрана из HP 20, HP20 SS, SP 285 или т.п. Смолы на основе метакрилата могут быть выбраны из HP-2MG, SP 70, SP 207 или т.п. Альтернативно любой другой адсорбентный матрикс может быть использован для целей настоящего изобретения, способный достаточно адсорбировать вирус-инактивирующие средства.
Органический матрикс может повторно использоваться для различных загрузок, после регенерирования и дезинфицирования.
Отношение смолы к безопасной в вирусном отношении биологической текучей среде, которая будет подвергнута воздействию, может изменяться в интервале между 1:1 и 1:40, предпочтительно 1:2 и 1:25 и более предпочтительно между 1:3 и 1:10.
Способ улучшения безопасных в вирусном отношении биологических текучих сред посредством удаления вирулицидных средств может эффективно использоваться как для однокомпонентного белка, выделяемого из плазы или к цельной плазме самой по себе, либо к отдельной порции свежезамороженной плазмы порции, или объединенной в пул плазме, используемой для пациентов с дефицитом факторов свертывания, приобретенным дефицитом множества факторов свертывания, также у пациентов, нуждающихся в обращении эффекта варфарина, с тромбоцитопенией, удлинением протромбинового времени, черепно-мозговыми травмами, внутрисуставными кровотечениями, кровотечениями в стоматологии, субдуральной гематомой, гематурией, желудочно-кишечными кровотечениями, кровоизлияниями в брюшную полость или любыми подобными патологиями.
Способ, при использовании применительно к безопасной в вирусном отношении плазме, не изменяет жизненно важные компоненты плазмы. Таким образом, состав плазмы, обработанной в соответствии с настоящим изобретением практически сходен с исходной плазмой. Следовательно, улучшенная безопасная в вирусном отношении плазма, полученная в результате способа настоящего изобретения, может иметь более низкий уровень иммуногенности, поскольку высоко консервированные белки отличаются тенденцией иметь достаточно низкую иммуногенность и, следовательно, являются терапевтически более применимыми.
Специалистам в данной области техники следует понимать, что предшествующее описание должно указать сущность изобретения, оно не является ограничивающим, и настоящее изобретение может быть воплощено в конкретных формах, не отступая от его сущности или неотъемлемых признаков, и различные модификации и изменения могут быть осуществлены, не отступая от объема притязаний настоящего изобретения.
Удаление растворителя-детергена из вирус-инактивированной объединенной в пул плазмы проиллюстрировано в изложенных примерах, и сведенные в таблицу данные отражают процедуру выбора наиболее благоприятного и предпочтительного состава.
Следующие детали проведенных исследований иллюстрируют способ изобретения, без ограничения объема его притязаний.
ПРИМЕРЫ
Следующие примеры изложены таким образом, чтобы предоставить специалисту в данной области техники полное описание изобретения, и описание того, каким образом осуществлять и использовать настоящее изобретение, и не предназначены для того, чтобы ограничить объем притязаний на то, что изобретатели считают являющимся их изобретением, и при этом они не предназначены, чтобы свидетельствовать о том, что эксперименты, представленные ниже, являются полными и единственными выполненными экспериментами. Были предприняты усилия, чтобы обеспечить точность в отношении используемых величин (например, количества, температур и т.д.), но некоторые экспериментальные ошибки и отклонения должны быть приняты во внимание. Если не указано иначе, части являются массовыми частями, молекулярная масса является среднемассовой молекулярной массой, температура измеряется в градусах Цельсия, и давление равняется или близко к атмосферному.
Пример 1: Детали эксперимента
Этап 1: ВИРУСНАЯ ИНАКТИВАЦИЯ ПОСРЕДСТВОМ РАСТВОРИТЕЛЯ И ДЕТЕРГЕНТА
Плазму доноров конкретной группы тестируют, извлекают из -20°C морозильника, и размораживают при 30°C в водяной бане. Плазму затем объединяют в пул после размораживания и фильтруют через фильтр AP 25 (Millipore).
Объединенную в пул плазму затем обрабатывают растворителем три(н-бутил)фосфатом (TNBP) и детергентом Triton X-100 в течение 4 часов при 30°C. Этот тип детергента и растворитель известен тем, что инактивирует оболочечный вирус (включая в себя ВИЧ, вирус гепатита В, вирус гепатита С).
Этот тип вирусной инактивации посредством вышеупомянутых растворителя и детергента является хорошо известным способом (см. патент США № 4540573).
Этап 2: УДАЛЕНИЕ РАСТВОРИТЕЛЯ И ДЕТЕРГЕНТА
В отличие от существующих ранее технологий, в которых используются дорогие, требующие временных затрат способы удаления растворителя и детергента из вирус-инактивированной плазмы этапа 1, способ этого изобретения осуществляется посредством хроматографии гидрофобного взаимодействия с использованием синтетического полимера.
Синтетические полимеры выбирают из класса полистирола дивинильных сополимеров на основе полистирола. Эти полимеры, которые являются высоко пористыми и гидрофобными по природе, в частности, доступны от Mitsubishi Chemical Corporation (Япония) под названием SEPABEADS различных доступных типов, таких как SP70, HS20 SS, SP 825, SP850, SP207 и т.п. (Itochu Chemicals America, Inc., White Plains, New York).
Удаление растворителя-детергента посредством синтетических полимерных смол
Смолу, например SP 825, активируют и уравновешивают посредством стандартной процедуры.
1 г смолы добавлен на 4 мл обработанной растворителем-детергентом плазмы, то есть 1:4 (мас./об.), и размешан мягко в течение 30 минут при 30°C. Смолу отделяют, используя муслиновую ткань, и плазму собирают отдельно.
Плазму, которая является теперь, по существу, свободной от растворителя и детергента, затем пропускают через фильтр типа Depth (Microfilt, Индия) и затем через 0,22-мкм фильтр.
-1
-1
Полученный таким образом конечный продукт соответствует спецификациям, изложенным в официальной Фармакопее Британии для выделенного из плазмы продукта с инактивированным вирусом, в котором максимально допустимым пределом Triton X-100 является 5 частей на миллион (млн), и три(н-бутил)фосфат - 2 млн (см. British Pharmacopeia, H.M. Printing Office, London).
Пример 2: Анализ влияния смолы на уровень детергента и Фактора VIII
-1
Исследование различных пропорций смол и получаемого в результате содержания Фактора VIII и остаточного детергента в частях на миллион (млн) сведено в таблицу ниже:
<b>Таблица 1</b>
<b>Смола</b>
<b>Отношение</b>
<b>Время</b>
<b>Температура </b>
<b>Triton (млн</b><sup>-1</sup><b>)</b>
<b>Фактор VIII (МЕ/мл)</b>
Плазма
0,9
HP20
1:4
30 минут
4°C
44
0,82
SP207
1:6
30 минут
4°C
25
0,65
HP2MG
1:8
30 минут
4°C
15
0,51
SP 70
1:4
30 минут
4°C
5
0,72
SP825
1:4
30 минут
4°C
6,16
0,82
-1
Оказалось, что Triton содержится в более чем допустимых пределах в случае HP 20, SP 207 и HP2 MG. SP 70 и SP 825 удаляет Triton более эффективно до нижнего допустимого предела 5 млн. Кроме того, SP 825 смола является эффективной в удалении детергента с хорошим извлечением Фактора VIII и без каких-либо потерь/инактивации факторов свертывания.
Пример 3: Оптимизация температуры для удаления растворителя-детергента и уровень Фактора VIII при использовании смолы SP 825
Многочисленные исследования были проведены, касающиеся SP 825 для оптимизации параметров способа, таких как температура и пропорция смолы по отношению к плазме.
<b>Таблица 2</b>
<b>Смола:плазма (г:мл)</b>
<b>Время (мин)</b>
<b>Температура (°C)</b>
<b>Фактор VIII (МЕ/мл)</b>
<b>Triton (млн</b><sup>-1</sup><b>)</b>
Плазма
0,83
0
1:4
30
30
0,83
3,7
1:4
30
4
0,74
6,1
1:6
60
30
0,83
4,2
1:6
60
4
0,73
13,7
-1
Отношение смолы к плазме в пропорции 1:4 при 30°C дает приемлемый результат для Фактора VIII и Triton. Однако при 4°C было получено, что остаточный детергент составляет более чем 5 млн, и извлечение Фактора VIII имеет меньшую величину.
Следовательно, сделан вывод, что наиболее предпочтительная температура является комнатной температурой в диапазоне 20-30°C для эффективного удаления растворителя и детергента.
Пример 4: Оптимизация времени контактирования пробы со смолой для эффективного удаления растворителя и детергента
Различный интервал времени контакта плазмы со смолой SP 825 был изучен для эффективного удаления детергента.
<b>Таблица 3</b>
<b>Смола:плазма (г:мл)</b>
<b>Температура (°C)</b>
<b>Время контакта со смолой (мин)</b>
<b>Остаточный Triton (млн</b><sup>-1</sup><b>)</b>
1:4
30
10
8
1:4
30
20
6
1:4
30
30
0,45
1:4
30
40
0,38
Пропорция 1:4 смолы к плазме при 30°C в течение 30-40 минут является оптимальной для удаления смеси растворитель-детергент.
Пример 5: Анализ влияния смолы на pH
Не наблюдается никакого существенного изменения pH после обработки смолой, согласно представленным ниже экспериментальным данным.
<b>Таблица 4</b>
<b>Образец</b>
<b>pH до обработки смолой</b>
<b>pH после обработки смолой</b>
S-D Плазма
6,7
6,8
S-D Плазма
7,0
7,05
S-D Плазма
7,2
7,15
Пример 6: Удаление растворителя-детергента (S-D) посредством режима колонки
Рабочие характеристики смолы в колонке и в периодическом режиме изучают посредством следующей процедуры:
1) 10 г смолы взвешивают и упаковывают в XK 16 (Amersham Biosciences, GE Healthcare, UK) колонку;
2) 10 г смолы взвешивают и помещают в стеклянный лабораторный стакан;
3) 40 мл обработанной растворителем-детергентом (S-D) плазмы добавляют к смоле в лабораторном стакане для периодического режима;
4) 40 мл обработанной S-D плазмы пропускают через колонку при комнатной температуре;
5) скорость потока отслеживают при помощи измерительного цилиндра. Как правило, 2,5 мл/мин;
6) линейная скорость потока 75 см/ч;
7) обработанную S-D плазму пропускают пять раз через колонку и пробу собирают при каждом проходе для анализа.
<b>Таблица 5</b>
<b>Образец</b>
<b>Режим</b>
<b>Triton, млн</b><sup>-1</sup>
1 стандартный проход
Колонка
3,89
Растворитель и детергент могут быть удалены посредством режима колонки при скорости потока 45-75 см/ч, предпочтительно линейной скорости потока 60 см/ч и температуре в интервале 20-30°C.
Пример 7: Регенерирование смолы
Смола может быть регенерирована после каждого прохода следующим способом, как предписано изготовителем Mitsubishi в его списке технических характеристик для ТМ Labion.
Смолу промывают дважды водой для инъекций для удаления любой остаточной плазмы.
Затем смолу обрабатывают тремя объемами 3%-ного раствора гидроксида натрия в течение 15 минут с медленным помешиванием при 25-30°C, затем декантируют и промывают в трех объемах воды.
После полного удаления воды смолу обрабатывают тремя объемами 80%-ного изопропанола, и затем, в завершение, хранят при комнатной температуре.
Пробы смолы затем анализируют на предмет изопропанола и белка посредством оптической плотности при 280 нм.
Указанная регенерированная смола может повторно использоваться только после хорошей очистки, оценки качества и разрешения контролирующего органа.
Пример 8: Способ промышленного производства на пилотном уровне 5 литров
Способ промышленного производства предусматривает следующие этапы, представленные на блок-схеме, показанной на чертеже.
Плазму, замораживаемую в течение 15 часов после сбора от доноров, выгружают из пакетов, объединяют в пул и размораживают при температуре, которая не должна превышать 35°C. Продукт подвергают 1,0 мкм фильтрации и передают на резервуар для осуществления технологического процесса. Подготовленная объединенная в пул плазма является вирус-инактивированной путем добавления 0,3% TNBP и 1% Triton X-100. Смесь инкубируют при 30±2°C в течение четырех часов. TNBP и Triton X-100 удаляют посредством хроматографии гидрофобного взаимодействия при 20-30°C в течение 30 минут, за которой следует объемная фильтрация и 0,22 мкм фильтрация. Продукт затем закладывают в предназначенный пакет, маркируют и хранят при -20°C.
Результаты масштабирования от лабораторного уровня до пилотного уровня посредством использования вышеуказанных смол для удаления растворителя-детергента приведены ниже, что указывает на промышленную применимость этого способа.
<b>Таблица 6</b>
<b>Загрузка</b>
<b>Группа крови</b>
<b>Объем (мл)</b>
<b>Triton (млн</b><sup>-1</sup><b>)</b>
<b>Пул</b>
<b>B+ve</b>
100
1
<b>B+ve</b>
100
0,48
2
<b>B+ve</b>
100
0,55
3
<b>B+ve</b>
100
0,53
<b>Загрузка</b>
<b>Группа крови</b>
<b>Объем (мл)</b>
<b>Triton (млн</b><sup>-1</sup><b>)</b>
<b>TnBP (млн</b><sup>-1</sup><b>)</b>
Пул 1
<b>B+ve</b>
1000
1
<b>B+ve</b>
1000
1,24
Ниже определяемых границ
Пул 2
<b>O+ve</b>
1000
2
<b>O+ve</b>
1000
0,59
0,44
Пул 3
<b>A+ve</b>
1000
3
<b>A+ve</b>
1000
0,81
Ниже определяемых границ
Пример 9: Аналитические способы для Triton и три(н-бутил)фосфата
(a) Подготовка образцов для анализа остаточного Triton:
Обработанную S-D плазму после обработки смолой HIC (хроматография гидрофобного взаимодействии) экстрагируют на С-18 картридже с 75% (по объему) изопропанолом. Процедуру извлечения проверяют посредством впрыскивания известного количества Triton в пробу. Практически извлекается 99% Triton.
(b) Способ анализа ВЭЖХ:
Экстрагированную пробу загружают на C-8 колонку, и используется 280 нм УФ-детектор для обнаружения остаточного Triton.
(c) Подготовка образцов для три(н-бутил)фосфата:
Заключительную пробу затем экстрагируют гексаном. Добавляют этанол для получения чистого супернатанта. 1 мкл пробы супернатанта используется для газохроматографического анализа. Процедуру экстрагирования мониторируют посредством впрыскивания известного количества TNBP и извлечения практически 99% количества.
Колонку HP-5 с FID датчиком используют для анализа. Температура датчика составляет 250°C.
Получаемый в результате продукт характеризуется и оказывается биохимически сходным с исходным материалом, человеческой замороженной плазме.
Этот способ анализа описан Kaliappanadar и другими в "Validation of simple and sensitive gas chromatographic method of analysis of Tri-n-butyl phosphate from virally inactivated human Immunoglobulin” J. Chromotography B, 757:181-189 (1993).
СПЕЦИФИКАЦИЯ ПРОДУКТА
Продукт, предоставленный для обработанной растворителем-детергентом объединенной в пул плазмы, для которого используется способ настоящего изобретения, соответствует нормативам и спецификациям, изложенным в Фармакопее Британии.
<b>Таблица 7</b>
<b>Тесты</b>
<b>Пределы</b>
<b>Партия 1</b>
<b>Партия 2</b>
Антитела к ВИЧ 1 и 2
Отсутствует
Отсутствует
Отсутствует
HCV
Отсутствует
Отсутствует
Отсутствует
HbsAg
Отсутствует
Отсутствует
Отсутствует
Тест Ухтерлони
От человека
Соответствует
Соответствует
Осмоляльность
240 мОсм/кг
Соответствует
Соответствует
Цитрат
25 ммоль/л
13,075
11,10
Кальций
5 ммоль/л
1,35
1,27
Калий
5 ммоль/л
0,09
0,115
Натрий
200 ммоль/л
163
123,9
Пироген
Тест на кроликах
Соответствует
Соответствует
Стерильность
Должен проходить
Проходит
Проходит
TNBP
2 млн<sup>-1</sup>
0
0,44
Triton
5 млн<sup>-1</sup>
1,2
0,59
SDS-Page
Некоторые диапазоны
Соответствует
Соответствует
Гемаглютинин А и B
Группоспецифичный
B
O
PH
6,5-7,6
6,9
7,3
Общее содержание белка по Кьельдалю
Минимум 45 г/л
56
57,75
Активированный Фактор Свертывания
≥150 с
153 с
155 с
Антитела к вирусу гепатита А
Минимум 2МЕ/мл
Соответствует
Соответствует
Измененные эритроциты
Отсутствует
Соответствует
Соответствует
Фактор VIII
≥0,5 МЕ/мл
0,623
0,712
Фактор V
≥0,5 МЕ/мл
0,98
1,02
Все публикации и патентные заявки, процитированные в этом описании, включены в настоящую заявку посредством ссылки, как если бы каждая отдельная публикация или патентная заявка были конкретно индивидуально указаны, чтобы быть включенными посредством ссылки.
Хотя представленное выше изобретение описано в некоторых деталях в качестве иллюстрации и с примерами для ясности понимания, рядовому специалисту данной области техники не составит труда понять, в свете принципов настоящего изобретения, что могут быть осуществлены определенные его изменения и модификации, не отступая от сущности и объема притязаний приложенной формулы изобретения.