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行业洞察丨支持生物制品工艺变更可比性研究的方案探讨

   日期:2026-07-21 16:48:21     来源:网络整理    作者:本站编辑    评论:0    
行业洞察丨支持生物制品工艺变更可比性研究的方案探讨

2026年7月13日,CDE 发布《生物制品批准后药学变更管理方案技术指导原则》,正式引入批准后变更管理方案(PACMP)这一前瞻性监管路径。根据该指导原则,PACMP 仅适用于“仅通过药学研究即可充分评估其影响的变更”,而对于风险较高或不确定、依据 ICH Q5E 原则需开展非临床或临床可比性桥接研究方可全面判断对安全性、有效性影响的变更情形,不在此路径的适用范围之内。

在药品研发生命周期中,工艺变更的情形多样且复杂,如何针对具体产品和具体变更,制定分层递进、证据充分的可比性研究策略,为变更的科学性与合规性提供扎实的综合证据,已成为贯穿生物制品从研发到上市后全生命周期的核心议题。

本文将结合 2021 年颁布的《已上市生物制品药学变更研究技术指导原则(试行)》等现行技术要求和文献,系统梳理生物制品生命周期中常见的工艺变更类型,结合具体实践案例,深入探讨各类变更下可比性研究的设计原则、关键内容与执行路径,旨在构建一套兼具理论支撑与操作指导的参考框架。

全文共:12879 字 13 图

预计阅读时长:30 分钟

生物制品(如单抗和融合蛋白等)已成为现代医学治疗癌症、自身免疫性疾病和代谢类疾病等重大疾病的核心手段。与小分子化药不同,生物制品具有复杂的结构特征—— 不仅需关注一级结构(氨基酸序列及其翻译后修饰),还需充分考虑高级结构对产品质量属性的影响。

其生产过程尤为复杂,通常利用细菌、酵母或哺乳动物细胞等表达系统,通过多环节、多步骤的生物技术工艺制备而成。整个流程涵盖原料药(DS)生产(如细胞接种、扩增培养)、纯化工艺(如细胞收获、纯化、病毒去除)及制剂(DP)配制和灌装等多个步骤[1]

图 1. 生物制品生产工艺流程及其与小分子化药的区别[2]

在药物研发和商业化生产过程中,为提高质量标准、增加产量、更换原材料或生产设备、降低杂质水平、优化生产效率或扩大生产规模等,可能会对生产工艺或生产场地进行变更[3]。然而,任何工艺变更均可能导致关键质量属性(CQA)的变化,进而潜在影响产品的药代动力学(PK)行为、药效学(PD)反应、免疫原性以及临床安全性和有效性。

因此,在生物制品从临床前开发到上市后商业化生产的整个生命周期中,对生产工艺变更,有必要进行审慎的管理和科学的评估。为了确保变更前后产品的可比性,即证明变更并未对产品的质量、安全性及有效性产生不良影响,监管机构通常要求申请人开展一系列分层递进的可比性研究。这些研究通常始于全面的理化及生物学表征,必要时需延伸至非临床和临床研究,以桥接变更前后产品的性能表现,为变更的合理性提供坚实的科学依据。

鼎泰集团TriApex 团队多年深度服务于行业领先企业,在抗体、融合蛋白等多种生物制品的工艺变更可比性研究中积累了丰富经验。近年来,随着行业工艺演进和技术迭代,我们也越来越多地面对涉及多重变更交织的复杂情景。这类情形往往没有现成的单一案例可直接参照,更需要基于对产品特性与工艺逻辑的深度理解,与客户一道,定制科学、合理且高效的可比性研究方案。

基于上述实践与思考,本文将根据近年来 CDE 发布的相关指导原则、文章和国内外已上市产品工艺变更的经典案例系统梳理生物制品从研发到上市全生命周期内常见的变更类型;并结合具体案例,深入剖析支持不同类型变更所需的可比性研究内容、层级考量与策略选择,以期为我们今后的工作提供具有实操参考价值的思路与方法。

声明

本文仅为行业科普及学术研究用途,不构成对任何药品、医疗器械或相关产品的推广、推荐或商业宣传。文中提及内容均基于公开资料,不涉及具体产品功效暗示或商业利益关联;若与特定品牌或产品名称有所提及,均为事实描述,不代表任何商业导向。请读者勿将相关信息作为医疗建议或购买依据,任何诊疗或用药请遵从专业医师意见。本文内所引用的第三方图表、数据及产品信息,其知识产权归属于相关权利人,本文引用仅为学术研究及说明之目的,特此说明并致谢。

★ 文章导览 ★

01

生物制品药学变更类型

1.根据发生时间划分

2.依据变更事项划分

02

支持生物制品药学变更的可比性内容

1.关于生物制品可比性评估的监管要求

2.支持工艺变更可比性研究实施思路

3.支持工艺变更的可比性评估决策树

4.支持生物类似药工艺变更的可比性研究

03

生物制品药学变更案例剖析

1.细胞株相关变更

2.生产工艺及场地变更

3.药物浓度与处方变更

4.制剂形式变更

04

总结

01

生物制品药学变更类型

  1. 根据发生时间划分

生物制品的变更可能发生在产品生产过程的任何环节,变更后产品需要的可比性数据取决于其产生的时机 —— 研发早期变更要求宽松,关键临床后及上市后变更需更全面的论证。依据变更发生的时间可将其划分为:临床试验前药学变更、临床试验期间药学变更、上市后药学变更。

图 2. 药品开发阶段变更 vs. 审评人员“舒适度指数”[4]

临床试验前药学变更

当变更发生在临床研究之前时,变更后产品的安全性和有效性将在后续的临床研究中得到评估以支持其批准[5]。因此,对于此类变更,可通过临床研究评估变更影响。需关注的是,药理毒理批样品和临床批次样品的可比性,确保基于早期批次样品的安全性数据可适用于新的批次[3]

临床试验期间药学变更

临床试验期间也会逐步完善生物制品药学研究。

NMPA 在 2024 年 6 月发布了《临床试验期间生物制品药学研究和变更技术指导原则》(试行),提及在早期临床试验阶段,生物制品药学研究和变更应着重关注安全性风险,如原材料变化可能引入的外源因子,工艺变更可能对病毒/细菌的清除产生的影响等,并保持生物活性(效价)和纯度等质量属性可比[6]

关键性临床研究期间发生的变更较为罕见,且其对产品临床表现的影响难以解读,因此一般不建议在该阶段实施。对临床试验期间发生的药学变更,应结合变更发生的阶段、变更影响程度等,参考 ICH Q5E 《生物技术产品/生物制品在生产工艺变更前后的可比性》开展相适应的变更可比性研究。《临床期间生物制品药学变更的非临床评价策略和案例分析》一文结合了已发布的技术文件和具体案例,阐述了临床试验期间生物制品药学变更时的非临床评价的基本思路和关注点,也为该类变更的顺利开展提供了参考[7]

上市后药学变更

NMPA 在 2021 年 6 月发布了《已上市生物制品药学变更研究技术指导原则》(试行),表明生物制品上市后药学变更因生物制品自身特点、变更事项和程度不同,带来的潜在风险也会有所差别。

应根据变更事项和类别,变更预期对产品造成的影响,以及变更对产品安全性和有效性潜在影响的评估,确定可比性研究的策略和范围[8]变更可比性研究的开展也可参考 ICH Q5E。若变更前后产品的生产工艺、质量和稳定性研究足以证明可比,则无需对变更后产品实施非临床和/或临床研究。但当特定质量属性与安全性和有效性之间的关系尚未确定,且观察到变更前后产品的质量属性存在差异的情况下,应实施非临床和/或临床桥接性或确证性研究。需注意的是,某些对生物制品可能产生重大影响的变更,如新主种子批重大变更、特殊制剂的关键辅料变更等,应考虑开展非临床和/或临床桥接研究。

按照对安全、有效和质量可控的风险和产生影响的程度,我国将已上市生物制品药学变更依次分为重大变更、中等变更和微小变更其他监管机构或组织对生物制品上市后变更的分类略有不同,分类如图 3 所示。

图 3. 我国与部分国外监管机构或组织对生物制品上市后药学变更的分类[9]

2. 依据变更事项划分

可比性评估的范围不仅取决于变更发生的开发阶段,更取决于变更的性质和产品特性[3]。生物制品生产中的重要变更,通常涉及用于生产产品的细胞系或培养基、为提高产能等而进行的生产工艺(放大)生产场地或产品的制剂和呈现形式等。

图 4. 生物制品的生产变更分类 [10]

细胞株相关变更

选择合适的宿主细胞是生物制品开发的重要考量。 这类变更主要包括[1]

① 宿主细胞类型的改变,如 SP2/0、NS0、杂交瘤或 CHO 等;

② 建立全新的主细胞库,该细胞库来源于原始细胞系或同一宿主细胞类型内的不同细胞系(例如从 CHO DG44 变更为 CHO K1SV 细胞系),其可表达相同或不同的载体;

③ 转换至新的工作细胞库,该细胞库源自同一合格的主细胞库。

生产场地与工艺变更

原液(活性物质)生产场地的变更较为常见,根据 EMA 指南《Requirements for quality documentation concerning biological investigational medicinal products in clinical trials》[11],此类变更被视为实质性变更。

生产工艺中可能影响 CQA 并被视为实质性的变更主要包括:生物来源原材料变更、生产规模调整、细胞培养条件优化、纯化工艺变更、病毒安全性检测方法变更、病毒清除/灭活步骤变更,以及可能引入新杂质的变更等[1]

药物浓度及处方变更

处方优化是产品开发中的常见环节,常用的缓冲液包括磷酸钠、组氨酸、柠檬酸、柠檬酸钠、醋酸钠、琥珀酸盐、L-精氨酸等。药物活性成分的浓度与处方的调整同样认为可能影响治疗性蛋白 CQA,且二者常同时发生。

  • 部分缓冲液(如柠檬酸盐)可能引发皮下注射疼痛,可通过优化处方浓度或更换辅料缓解。

  • 表面活性剂(如聚山梨酯 20、聚山梨酯 80、泊洛沙姆 188 等)通过结合蛋白疏水区域、减少蛋白间相互作用以稳定制剂,更换表面活性剂可能影响蛋白-蛋白相互作用。

  • 冻干粉需添加冻干保护剂(如甘露醇、蔗糖、海藻糖)维持物理特性,因此剂型变更(如冻干粉→液体制剂)也常伴随处方调整。

给药装置的变更

常见的装置有:西林瓶(液体或冻干粉,需手动使用注射器给药)、预充式注射器(PFS)、自动注射器(AI)及其他装置。给药装置的变更可能影响产品的 PK、安全性及疗效。

02

支持生物制品药学变更的可比性内容

1.  关于生物制品可比性评估的监管要求

当前监管视角-ICH Q5E

鉴于生物制品的分子和功能多样性以及生产工艺的复杂性,可比性评估方法通常需根据具体情况进行个案分析。目前,全球关于生物制品可比性评估的监管建议主要遵循国际人用药品注册技术协调会(ICH)Q5E 指南[5]

根据该指南:证明可比并不一定意味着变更前后的产品在质量属性上是等同的,但它们应高度相似并且现有知识应能足以预测,以确保质量属性上的任何差异不会对产品的安全性或有效性产生不良影响。

确定可比性结论需综合考量详细工艺表征研究、全面的正交及强化表征分析测试,并结合相应原料药和/或制剂的稳定性评估结果。在某些情况下(例如实施重大生产变更后出现无法通过体外检测解决的产品质量差异时),根据风险评估需要,可能还需开展非临床和/或临床支持性研究。

图 5. 生产工艺变更产品的可比性评估[12]

其他指南

除 ICH Q5E 外,不同地区和国家对于生物制品生产工艺变更也有相关指南,描述了不同的变更对产品的质量、安全性和有效性可能产生不同的相关风险,以及在评估生产变更时采用基于风险的方法。

表 1. 全球生物制品生产工艺变更可比性评估指南对比分析

Regulatory guidance pertaining to the comparability of biological products during manufacturing change

  1. 支持工艺变更可比性研究实施思路

证明可比性即评估特定变更对工艺性能和产品质量的潜在影响,然后基于风险对变更前后的产品质量进行比较。该过程包括明确需评估的关键参数,并理解这些参数的改变对产品安全性和有效性带来的可能影响。

为证明工艺变更的可比性并降低潜在的临床风险,常用方法包括 CMC 分析检测、非临床研究(PK/PD/毒理学)、临床 PK/PD 研究以及临床疗效/安全性/免疫原性研究。这些方法的适用性可按风险等级进行排序,如图 6 所示。

首先,通过 CMC 分析检测产品结构与功能,为可比性评估奠定基础。在大多数情况下,尤其是早期开发阶段,基于对原料药和产品的了解,仅凭分析数据即可得出可比性结论。若分析数据不足以排除工艺变更对产品疗效和安全性的影响,则可能需要进一步开展包含 PK、PD 和毒理学数据的非临床研究。在开发后期,若缺乏相关动物模型或面临重大工艺变更,临床 PK/PD 研究可能成为关键环节,用于确认工艺变更前后药物产品的一致性。在某些情况下,还需进行临床疗效、安全性和免疫原性研究,以全面评估变更带来的影响[22]

图 6. 基于风险等级的可比性评估 [22]

CMC 分析可比性

当生产工艺发生变更时,首先需要确认变更前后产品的质量属性是否具有可比性。需结合工艺变更的性质及对产品特性的认知基础,采用多种分析检测方法进行综合验证。

常规质量控制放行检测分析了产品的通用特性,包括规格、效价、电荷、纯度、颜色和pH 等。此外,可能还需对生物负载和内毒素等关键安全性参数进行严格监控。

扩展的分析表征包括采用先进的分析技术对蛋白质的一级和高级结构进行全面评估。由于单抗等具有复杂的结构,确认其一级序列以及二级和三级结构可为可比性提供进一步的证据。除结构表征外,证明变更前后与效价和作用机制相关的生物学功能等效也很重要,功能表征包括抗原结合测定和 Fc 效应功能测定。

PK/PD 可比性研究

若分析可比性不足以排除对疗效和安全性的潜在影响,则需考虑开展非临床和/或临床PK/PD 研究[14]特别是当分析可比性研究发现变更前后产品在 CQA 上存在差异时,需进一步开展体内研究进行验证。可能影响 PK/PD 特征的 CQA 包括蛋白质结构、翻译后修饰以及分子稳定性等。

  • 影响 FcRn 结合亲和力的属性可能导致单抗清除率发生显著变化:FcRn 在 IgG 的循环再利用和保护 IgG 免受分解代谢降解中起着关键作用,其结合亲和力的变化可改变单抗的清除率[23,24]

  • 蛋白质脱酰胺、糖基化和 C 端赖氨酸裂解可能导致电荷变体[25,26],电荷分布的变化(可通过等电点(pI)测量)会降低单抗的效力,或影响其清除率和生物利用度[27]

  • 由于单抗的消除主要通过非特异性液相内吞或受体介导的内吞后的细胞内分解代谢实现,电荷差异可能特别影响液相胞饮作用速率,进而影响单抗的清除率。若发生 pI 变化超过 1 个单位,可考虑进行 PK 研究[22]

  • 糖基化是单抗最常见的翻译后修饰之一,对抗体生产过程中的多种工艺变化敏感,其变化可能会改变单抗的 PK 特征、生物活性或稳定性[28,29]

许多质量属性都可能影响抗体的 PK/PD 特征。因此,非临床或临床 PK/PD 可作为评估 CQA 变更前后药品可比性的有效工具。近年来,PK 可比性研究也被越来越多地用于证明新型给药装置的可比性[22]。当同时发生多项工艺变更和/或发现 CQA 存在显著变化时,体内 PK/PD 研究能为这些变更的综合影响提供重要参考依据。若 CMC 分析研究显示结构修饰可能影响分子的结合亲和力/特异性及生物功能,则最相关的是开展药效学评估。药效学可比性研究应采用剂量反应曲线最陡升段的剂量,以确保此类试验能灵敏地区分不同药效学活性。若变更前后的制剂 PK/PD 特征相似,则可预期疗效和安全性具有可比性[22]

非临床 PK/PD 可比性研究

在药物研发早期阶段(即从临床前到 Ⅱa 期),非临床 PK/PD 研究通常需要结合 CMC 分析数据来支持可比性评估。通常认为非人灵长类动物(如食蟹猴)、小型猪和啮齿类动物(如大鼠)是合适的动物模型。对于以靶点介导的药物处置为主要消除途径的单抗,需选择具有交叉反应的动物种属(如食蟹猴)进行 PK/PD 可比性研究。如果非特异性途径是主要的消除机制,则可考虑使用小型猪或啮齿类动物(如大鼠)。小型猪的皮肤结构与人类相似,是评估皮下吸收的理想模型。

但需注意的是,人源化或人源单抗在大鼠和小型猪中可能具有较高的免疫原性,可能会对可比性评估产生影响[22]。在非临床 PK 可比性研究中,通常可采用每组 6 只猴、小型猪或大鼠,小鼠数量需适当增加以保证每个时间点有约至少 6 个样品供分析。但需要注意的是,上述动物数的设置并没有考虑变更前后样品 PK 参数本身的变异范围,以及可比性证据成立对于样本量的要求,有一定的局限性。

可能需要开展非临床 PK/PD 研究的具体变更类型包括:细胞系变更、发酵条件变更、电荷变体变化、制剂变更以及生产地点变更[22],具体还要看工艺变更对于与 PK 特征相关的 CQA 的实际影响来决策。

但临床前 PK/PD 可比性研究也面临一些挑战:

  • 临床相关性:动物模型与人体的差异限制了研究结果的临床预测价值;

  • 统计效能低:动物样本量通常较小,可能影响统计效能和变异评估,且用于临床等效的接受标准可能并不适用;

  • 免疫原性干扰:部分治疗蛋白在动物中具有免疫原性,可能干扰 PK/PD 数据的真实解读;

  • 种属特异性:需谨慎选择药理学相关的动物种属,否则可能得到误导性结论;

  • 临床模拟不足:临床前研究难以完全模拟临床给药方案及患者的病理生理状态,可能导致变更对产品体内实际行为的影响被低估。

临床 PK/PD 可比性研究

在药物研发的后期阶段(即 Ⅱb 期及后续阶段),临床 PK/PD 研究是排除生产变更对临床疗效和安全性影响的更稳妥选择。由于健康受试者个体间差异较小,通常采用 I 期 PK/PD 研究进行可比性评估。若某些药物(如抗肿瘤产品)不适合在健康受试者中进行研究,则需考虑使用患者群体。若无法建立可比性 PK 数据,则可利用 Ⅲ 期临床试验的疗效与安全性数据来证明 PK 差异是否会对药物安全性和有效性产生具有临床意义的影响。可能涉及临床 PK/PD 研究的特定生产变更包括细胞系、制剂、药物递送形式以及在 Ⅱ 期临床试验期间或之后发生的生产地点变更[22]

Cmax、AUC0-∞ 或 AUClast 是评估可比性的主要 PK 参数。PK 可比性研究的接受标准需个案确定;后期阶段一般通常依据生物等效性标准:

若各 PK 终点几何均值比(Geometric Mean Ratio,GMR)的 90% 置信区间(confidence interval,CI)在 0.8 至 1.25 之间,认为具有可比性。

I 期或 II 期研究可能允许更宽的 PK 接受标准,也需个案论证。例如,一项支持 II期前细胞系变更的非临床研究使用了更宽的接受标准,允许 GMR 90% CI 在 0.7-1.43 范围内[30]。此外,若存在免疫原性问题,采用截断(truncated)AUC 数据以排除免疫原性对药物暴露评估的干扰可能是可行的[31]

免疫原性可比性评估

目前尚无可靠的计算机模拟(in silico)和体外模型能够预测对人体免疫系统的影响。

由于人源蛋白在动物体内往往具有天然免疫原性,也缺乏可靠的动物模型来预测人源蛋白的免疫原性[32],最有效的方法仍是通过临床研究。但如果两种产品具有相同的氨基酸序列、可比的二级和高阶结构以及相似水平的杂质,或许预期临床免疫原性存在差异的可能性较小[22]

免疫原性可比性尚无广泛认可的评估标准,因此通常采用定性法进行判断。当 ADA 发生率较低时,5 倍或更高的差异(如 2 %→10 %)可能构成显著变化。当 ADA 发生率较高时,两倍或更高的差异(如 20 %→40 %)可能具有临床意义[22]判定具有临床意义的免疫原性差异时,不仅要考虑发生率变化,还需综合评估免疫原性对药物 PK、PD、疗效及安全性的影响。

  1. 支持工艺变更的可比性评估决策树

确定可比性所需数据的三个主要因素是:

① 对 CQA 及其与生物学功能关系的既有认知;

② 工艺变更的性质;

③ 变更发生时的产品开发阶段。

基于这些因素,Zhuang 等人[22]总结了可比性计划的决策树。若质量属性仅发生微小变更且预计对临床影响甚微或无影响,可能无需额外研究。若在变更前后产品质量属性出现重大差异,且很可能对临床疗效/安全性产生影响,则需要根据变更发生的时间点采取不同的可比性策略:

① 当重大变更发生在药物早期开发阶段(即从临床前到 Ⅱa 期)时,动物 PK 或毒理学研究可帮助解决潜在问题;也可考虑开展人体单次给药临床 PK 可比性研究;

② 当关键性试验期间或结束后发生重大工艺变更时,通常需要进行全面的可比性评估。

图 7. 药物开发期间可比性评估决策树 [22]

  1. 支持生物类似药工艺变更的可比性研究

生物类似药应在开发早期着手建立产品的知识库,理解不同工艺条件对质量属性的影响。变更应预设可比性研究方案,基于不同的变更事项带来的潜在风险;质量比对时应进行广泛的结构确证和特性研究,包括理化性质、生物活性及功能等。

生物类似药获批后即独立于参照药,拥有独立产品生命周期,开展可比性试验时一般无需再与参照药进行相似性比对。基于个案评估生物类似药重大临床使用变更,该类变更依托其初始获批时已证实的相似性数据,如参照药新增适应症,不会自动顺延至该生物类似药。当参照药更新安全性信息,生物类似药需同步更新,除非能证明该安全信息不适用于生物类似药[21]

03

生物制品药学变更案例剖析

FDA 药品审评中心于 2023 年发表的文章调研了截至 2021 年 12 月 25 日获批的85 个单抗和 10 个 Fc 融合蛋白,共发现 626 项生产工艺变更;并将用于支持变更后产品的可比性方法分为 4 类:

★ 方法 1:仅包含分析可比性数据

★ 方法 2:分析可比性数据+临床 PK 可比性研究

★ 方法 3:分析可比性数据+变更后产品的其他临床数据

★ 方法 4:分析可比性数据+方法 2 与 3 的组合

  1. 细胞株相关变更

在上述 626 项生产工艺变更中,细胞株相关变更有 109 项,包括宿主细胞类型变更、主细胞库(MCB)变更、工作细胞库(WCB)变更;86%(86/101,101为有效样本)发生在关键性临床试验前阶段。宿主细胞类型变更被广泛认为是高风险的,数量最少(8/86),且仅在关键研究前阶段观察到。不同的宿主细胞类型可能表达不同的糖基化酶和转运蛋白组合,最终导致蛋白质上的聚糖模式不同,并可能改变其 PK 特性、疗效和免疫原性。

因此使用变更后产品积累广泛的临床经验来评估宿主细胞类型变更等高风险变更是合适的。其中,有 4 例从鼠源细胞系(如 NS0 或 Sp2/0)转向 CHO 细胞,均通过全面临床试验(方法 3 或 4)。

例如,司妥昔单抗(Siltuximab)是一款靶向 IL-6 的抗体,在其早期临床开发阶段采用鼠源 Sp2/0 骨髓瘤细胞系生产,随后变更为 CHO 细胞系用于后续临床开发。

图 8. 司妥昔单抗结构及功能示意图(来源:药渡)

为了评估生产工艺变更的影响,在食蟹猴和健康志愿者中开展了 PK 可比性试验[33,34]。非临床 PK 比对研究在审评报告中未进行披露。临床PK研究评估了120名健康志愿者单次静脉给予两种细胞生产的 1.4 mg/kg 司妥昔单抗,结果显示:Cmax 与 AUC0-84 day GMR的 90% CI 分别为(99.4%,111.3%)和(98.1%,109.6%),均在预设的 80-125% 可比性范围内,表明 Sp2/0 与 CHO 细胞系生产的司妥昔单抗具有可比性。此外,2 种来源的司妥昔单抗总体耐受性良好,未表现出免疫原性[35]

  1. 生产工艺及场地变更

工艺与生产场地变更常伴随发生。FDA 文章调研结果显示:研究各阶段均有大量工艺与场地变更,关键临床试验前、期间、后分别有 74%、53%、86%。其中关键临床试验后发生的变更约一半仅通过分析可比性数据(方法 1)支持, 31% 采用方法 3, 26% 包含了 PK 可比性数据(方法 2+方法 4)。

阿葡糖苷酶α(Alglucosidase alfa)是一款采用 CHO 生产的重组人类酸性 α-葡萄糖苷酶,在同一生产地进行生产规模扩大(160 L→2000 L),变更前后产品在糖基化和PK特性方面存在显著差异,因此需要额外的临床研究,并为 Lumizyme 提交新的 BLA 申请[36]

图 9. 阿葡糖苷酶 α 结构及功能示意图(来源:药渡)

申请人在最初的 BLA 申请中曾提议同时上市 160 L 和 2000 L 规模产品。但因仅160 L 规模产品被用于关键临床试验,所以在 GAA 敲除小鼠中进行了 PK 可比性研究,但结果未能证明产品具有可比性:2000 L 规模产品的血浆 AUC 低约 30%;在给药后 1~8 h 内,2000 L 升规模产品的肝脏摄取偏高 28%~81%,股四头肌摄取低 20%~65%。基于这些结果,申请人从首次 BLA 申请中撤回了 2000 L 规模产品[37]。后续进行了额外的临床研究以支持阿糖苷酶 α 的可比性[38]

  1. 药物浓度与处方变更

浓度增加常伴随处方优化,如选择更适宜的辅料、稳定剂与渗透压调节剂。

阿达木单抗(Adalimumab)去除柠檬酸钠,改用甘露醇、聚山梨酯 80 与水,通过临床 PK 可比性研究及疗效/安全性数据支持变更[1]。对于皮下注射给药的单抗,减少注射体积需提高制剂浓度;高浓度制剂可能增加蛋白聚集风险。因此,浓度提升常伴随处方优化,如选择更适宜的辅料、稳定剂与渗透压调节剂。在 FDA 调研案例中[1],几乎所有关键性临床试验完成后的皮下制剂浓度与处方关联变更的案例均通过 PK 可比性研究桥接。剂型变更常涉及处方调整,调研中 2 例关键临床研究后剂型变更均通过方法 4 评估。

  1. 制剂形式变更

在 FDA 调研案例中,大约 50% 的制剂形式变更发生在关键临床研究后阶段,其中约75% 从 PFS 变更为 AI。所有阶段的从西林瓶变更为 PFS 的案例中,除一例使用了方法 1,其余变更均得到了临床数据的支持(即方法 2、3 或 4)。关键临床研究后从 PFS 变更为 AI 的案例中,均得到了临床 PK 数据的支持(即方法 2 或 4)。当装置与剂型同时变更(如从瓶装冻干粉变更为 PFS 液体)时,无论变更阶段,均需临床数据支持[1]关键临床研究前或期间发生的变更常通过方法 3 评估,即变更后形式的临床研究直接支持获批。

FDA 指南[39]建议分步评估生物制剂-装置组合产品,除可比性研究外,还需人因验证数据、局部不良事件数据、装置设计验证数据等支持上市。

干扰素β-1a (Interferon beta-1a)在获得上市许可后,进行了一项单臂的开放标签临床研究,以评估新剂型 PFS 的免疫原性和安全性[40]该研究在 153 名多发性硬化症患者中进行,持续长达 24 个月。通过在基线时及此后每 3 个月监测结合抗体与中和抗体来评估免疫原性,并与先前配方的历史数据进行了比较。液体制剂干扰素β-1a在 24 个月内产生持久性中和抗体(滴度≥20)的发生率为 2%,与冻干制剂观察到的发生率相似[40]

此外,该产品可比性研究数据包还包括在恒河猴中进行的 PK、PD 和安全性评估、在家兔中的耐受性研究以及一项采用生物等效性标准的临床 PK-PD 研究[31]

图 10. 干扰素 β-1a 结构及功能示意图(来源:药渡)

曲妥珠单抗(Trastuzumab)为比较一次性皮下注射装置(single-use SC injection)与手持式注射器(handheld syringe)的PK特性,在 119 名健康男性受试者中开展了一项 BE 研究[41]结果显示,Cmax 和 AUC0-21 days GMR 的 90% CI 均落在预设的 BE 范围内,表明两种给药装置的 PK 特征和安全性可比。

图 11. 曲妥珠单抗结构及功能示意图(来源:药渡)

如果存在 PD 生物标志物,将其纳入研究进行 PD 可比性评估是合适的。在一项评估两种配方、两种给药装置(PFS vs. prefilled pen)的依洛尤单抗(Evolocumab)PK 和 PD 特征的临床 BE 研究中,纳入 350 名健康受试者(175 人/组),除了评估 Cmax  和  AUC0-∞ 外,研究还纳入了 PD maker 低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的效应曲线下面积(Area Under the Effect Curve,AUEC);PK 和 PD 参数的 GMR 的 90% CI 均满足 BE 标准[42]

图 12. 依洛尤单抗结构及功能示意图(来源:药渡)

04

总结

生物制品的生命周期管理贯穿了早期研发、临床研究至商业化生产的每一个关键节点,其中,生产工艺变更不仅是技术迭代的必然,更是保障药品安全有效供给的持续性改进。各类变更形式呈现多样性 —— 覆盖上游细胞基质的优化升级、生产场地转移、工艺规模放大、制剂浓度调整、配方组分改良,乃至给药装置的更换升级等。变更可能对产品的 CQA、PK 行为、免疫原性及临床疗效产生潜在影响,最终关系到患者用药的安全性与有效性。因此,科学、全面、分层递进的可比性研究构成了工艺变更管理的核心基石。

通常,理化性质及生物学表征作为第一层级证据,可系统评估变更对产品分子结构、纯度和活性等方面的潜在影响,形成初步的质控认知。当现有分析方法无法完全排除不确定性,或 CQA 发生超出预期的差异时,才有必要开展针对性的非临床或临床可比性研究,包括 PK 可比性试验、免疫原性或安全性监测,为变更提供更为直接的科学支撑。在此过程中,对可比性试验的可行性和灵敏度评估是构建变更管理可比性研究方案的重要内容。

综上所述,成功的变更管理不仅依赖于先进的分析技术、严谨的研究设计和充分的数据整合,更依赖于申请人对产品特性、工艺控制、作用机制和临床需求多维度的深刻理解,并与监管机构保持及时、透明、科学的充分沟通。随着生物制品向着更精准、更个性化的方向发展,对 CQA 的认知也将不断深入。

面对日益复杂的多重变更、组合变更等挑战性场景,每一例变更都需基于产品自身特性、工艺逻辑与监管要求进行定制化设计。未来的可比性研究将趋向更系统性整合多维度证据,如高灵敏度分析方法、更具预测性的体外模型、真实世界证据以及人因工程验证数据。建立一套以风险管理为导向、科学驱动、全程贯穿的可比性研究策略,不仅有助于在严格保障药品质量、安全与有效性的前提下,推动生产工艺持续演进,更将为提升药物的可及性、改善患者依从性与治疗结局提供支持。因此,我们愿与客户携手,坚持“科学为本、一案一策”的理念,共同探索更高效、更稳健的变更管理之路。

【话题讨论】在实际工作中,你遇到过哪些工艺变更的棘手难题?欢迎文末留言一起交流讨论~

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