开发生物仿制药的总体规划

学术   2024-10-18 16:51   安徽  

1.产品选择

大多数提议开发生物仿制药的开发者在选择产品时面临困境,因为需要通过监管批准的产品成本和时间限制。传统的商业开发团队遵循市场的硬性规则;包括审批前和审批后阶段的竞争对手;以及商品成本,以决定生产哪种产品。虽然这些考虑经受了时间的考验,但有许多原因使得这些规则并不总是适用于选择提议的生物仿制药产品进行开发。

1.1.竞争

首先,与化学仿制药不同,竞争对手的领域总是要小得多,这不仅仅是因为财务原因,而是因为需要的深厚科学知识并非许多人都能获得。因此,不管产品的性质如何,竞争总是有限。鉴于几乎每个提议的生物仿制药都有可能成为重磅生物制剂,需要一种不同类型的预测来确定一个产品,而不管竞争对手如何。

1.2.商品成本

商品成本是可以控制的:如果遵循开发周期以降低未来的商品成本,大多数产品的成本将在一个小范围内相同。商品成本通常被视为选择标准,但这是一个糟糕的指标,因为生物药物的生产成本相对统一,例如,从单克隆抗体(mAbs)开发的提议生物仿制药每克成本为150-300美元;细胞因子在其类别中没有显示出太大的变化。大部分生产成本归因于细胞培养基的成本,因为生产涉及产生碳基实体,由于碳进出交换发生在碳循环中。关于商品成本的更多细节在制造过程部分提供。

1.3.制造计划和设施

重要的是要制定一个制造计划,涉及使用与参考产品相同的细胞系,尽管这个要求是不必要的。开发者应该明白,使用新的细胞系将不可避免地增加证明提议的生物仿制药产品的安全性和有效性的负担。开发者还应该意识到,参考产品使用的细胞系通常已经有几十年的历史,当时生产力并不高;然而,制造商不会更换细胞系以避免安全性和有效性问题。尽管有更高生产力的细胞系可用,使用类似的细胞系可能是具有挑战性的。在选择细胞系时应该考虑两个关键因素:首先,生产力较低的细胞系通常因为压力减少而产生更一致的产品;其次,使用高生产力细胞系实现的实际成本节省可能不会显著降低总体成本。大部分生产成本归因于与蛋白质产量成比例使用的细胞培养基的成本;高生产力细胞系减少了生物反应器的容量。建议开发者在使用产量非常高的新细胞系之前进行详细分析。

开发者必须向监管机构保证,用于细菌处理和哺乳动物细胞处理的设施之间没有交叉污染的可能性,以避免病毒污染的风险。上游和下游制造区域应该是10万级(8级)和1万级(7级)设施。建议保持单向人员和物料系统。此外,基于单向系统创新洁净区域工程设计,只替换最少的空气以满足OSHA要求,可以帮助将供暖、通风和空调系统的资本支出减少50%-70%,运营支出减少类似的幅度。

大多数大型制药公司将有固定的不锈钢管道系统,并不太可能采用单向系统;对于新出现的制药公司来说,单向系统应该是唯一的选择,因为它消除了清洁验证的需要,这个过程增加的不仅仅是成本——污染风险导致生物仿制药分子结构变化是一个严重的考虑。

1.4.表达系统

通常,一些质量属性与蛋白质表达和细胞系的选择密切相关。当开发新的生物产品时,所选细胞系的产品通过产品开发的三个阶段进行表征和评估。对于生物仿制药,细胞系必须生产与参考产品类似的产品,如果产品有许多翻译后修饰、更高的分子量和高度复杂的结构,这个过程可能是具有挑战性的。在设计mAbs时,使用单个细胞(单克隆)创建统一的细胞系,这可能不一定是最佳选择。开发者应该首先对参考产品进行分析测试,以确定选择细胞系之前所需的质量属性,以避免在后期阶段进行广泛的测试以证明所选细胞系蛋白质表达的任何分析差异。同样重要的是要理解,高滴度细胞系只减少了生物反应器的容量;对于如细胞因子这样的低产量产品,滴度差异并不像新细胞系供应商所宣称的那样影响大小或成本。

1.5.批量大小

由于提议的生物仿制药产品可能在没有广泛的比较临床安全性和有效性研究的情况下获得批准,第一次临床研究,即药代动力学(PK)/药效学(PD)研究,必须使用商业规模批次。如果选择了一次性上游处理,那么可用的生物反应器的大小就有限制。开发者可以选择较小尺寸的生物反应器来生产临床批次,然后,在产品获得批准后,他们可以使用ICH Q5E来扩大过程。开发者还可以结合几个较小规模的上游批次来消除放大问题,并减少ICH Q5E合规性的负担。通常,下游过程不太可能对产品造成显著变化,而上游过程是蛋白质翻译后修饰常见的地方。在进行分析剖面相似性测试时,建议至少包括一个商业规模批次,即使在这个阶段,批次可能还没有经过PPQ资格认证。

1.6.剩余不确定性

完成所有测试后,开发者应准备一份详细报告,向机构证明提议的生物仿制药产品具有所需的生物相似性,以允许许可(在美国)或授权(在其他国家)。这是开发者可以节省24-36个月和数百万美金的关键阶段,以确保获得批准。大多数提议的生物仿制药开发者过于渴望进行安全性和有效性研究,以支持他们的市场营销工作,这是基于他们对通过开处方者销售生物制药的陈旧理解。如果开发者能够通过强有力的论据证明没有剩余不确定性,那么很可能不需要任何额外的临床测试,即使需要,也可能仅限于额外的临床药理学研究。

开发者应该提出一个论点,确认提供的总证据足以确定提议的生物仿制药产品与参考产品高度相似。论点应包括对分析评估、非临床评估和临床药理学评估中任何差异的描述,按此特定顺序,意识到必须消除任何剩余不确定性(要么证明其无足轻重,要么证明其不影响生物仿制药的临床安全性和有效性)。对开发者有利的一个论点是,额外的测试可能不一定能消除任何边际剩余不确定性。

1.7.临床安全性和有效性

开发者应该意识到,如果PK/PD研究失败,并且与失败相关的任何剩余不确定性没有解决,那么机构不会批准进行临床安全性和有效性评估,以提供生物相似性的额外证据,不管开发者提出的临床有效性研究的规模如何。

然而,在进行有效性研究的地方,研究设计必须为测试产品选择的指标提供理由,允许通过外推允许多个适应症。研究规模应首先基于公共领域数据进行效应大小分析(M1)。等效区间(M2)是根据临床判断决定的,并且使用合理的论据来证明M2值。也应该解释研究模型的选择,即等效边界与非劣效性。这些研究的一个关键要素是人群统计数据,并且使其成为一个实际的选择通常很困难,特别是对于抗癌药物。虽然总是希望治疗未经验的患者,但往往无法实现这些标准。来自安全性和有效性研究的一些并发症使研究结果不如PK/PD/免疫原性测试的结果可靠。当进行安全性和有效性研究时,鼓励开发者尽可能使用临床标记而不是硬有效性结果,意识到研究的目的不是证明提议的生物仿制药产品是有效的,而是生物仿制药与参考产品同样有效。相对容易评估的临床标记比硬有效性结果为研究提供了更大的稳健性。最后,安全性和有效性研究的目的是消除任何剩余不确定性,而不是仅根据研究结果提供生物相似性的证据。

2.监管合规的历史数据

开发者的常见做法是检查公共领域数据,特别是可用的BLA文件(www.accessdata.fda.gov/scripts/cder/daf/)。然而,对开发者研究的详细分析表明,数据在数量和细节上差异很大。对导致这些产品批准的监管提交的详细分析显示,多样性高,频繁冗余,并且依赖于可能无法保证生物仿制药安全性和有效性的研究。食品和药物管理局(FDA)建议的逐步开发和评估范式效果不佳。我们有足够的数据表明,需要对生物仿制药批准指南进行重大改变,以消除冗余测试并降低批准不安全生物仿制药的风险。

截至2020年底,提交了1100多项分析相似性研究,96项动物药理学研究,42项体外/体外药理学研究,52项临床药理学研究和32项临床有效性研究。这些提交的亮点如下(表3.1):

• 27项动物药理学研究未被FDA审查,将其标记为冗余或不必要。

• 没有动物药理学或体外/体外研究显示出失败结果。

• 一些临床药理学研究不得不重复进行,以满足接受标准,因为选择了错误的研究人群。然而,没有一项显示出失败结果。

• 没有临床有效性研究失败,即使主要终点没有通过进行事后分析以增加批准的科学理由。在两个案例中,通过对制造过程进行小的更改克服了更高的免疫原性。没有产品因失败的有效性研究而被拒绝。

• 对于相同的分子,提交之间没有相关性;不同开发者进行了48-111项关于曲妥珠单抗的研究。

总之,所有分析相似性测试都满足了接受标准,动物药理学研究对现有证据的贡献很小;所有临床药理学研究都达到了接受标准,尽管临床有效性研究之间存在差异,但通过讨论和共识决策克服了这些差异,允许市场授权。鉴于这些观察,提议的生物仿制药开发者有机会向FDA提交测试协议,这些协议可能不像批准所有当前产品所用的那样广泛。

表3.1列出了开发者为FDA批准的生物仿制药许可所使用的测试方法。首先,开发者应在生物仿制药咨询会议上与FDA会面,这需要在小规模上表达生物实体,并进行初始分析相似性测试。这次会议应随后进行第2类会议,以与FDA就所需的最少测试研究达成一致。

3.制造计划

为生物仿制药建立制造计划对于使生物药物可及至关重要;与化学仿制药不同,没有填充和完成操作的选项,因为药物物质构成了主要产品。在几个发展中国家进行的这种做法应该受到劝阻,以确保产品的安全性。

以下是术语定义:

3.1.合格产品

合格产品是一种参考SRA产品,目前在原产国分发;提议的生物仿制药应具有相同的作用机制、剂量、频率、给药途径和浓度(强度)。

3.2.报告员

使用报告员是欧盟(EU)的标准做法;FDA也接受第三方审计。报告员是人类用药品委员会或兽用药品委员会的成员,被指派评估市场授权申请。他们在评估和监控欧盟药品中发挥关键作用。欧盟成员国的主管国家当局任命报告员。欧洲药品管理局(EMA)通常在其评估报告中确定特定药品的报告员和共同报告员,并在某些情况下保密报告员和共同报告员的身份。例如,EMA有61名生物仿制药报告员的名单可用。

3.3.第三方现行良好生产规范审计:数据和样本完整性

由于生物仿制药的临床药理学测试是在规模现行良好生产规范(cGMP)批次(即最终商业批次)中进行的,因此开发者必须对其cGMP生产进行资格认证。审计是针对产品的,而不是基于以前的审计而放弃的。审计由第三方审计员进行。审计员还确认并确保将为临床药理学测试选择的样本是有效的,并且它们的完整性得到确认。

3.4.验证样本

用于分析评估和临床药理学的样本必须对其来源、历史和合规性进行验证。通常,在审计期间,将收集样本并提供给第三方测试设施。

3.5.第三方分析评估

最终的分析评估必须由新成立的全球药品管理局(GMA)批准的第三方进行,并作为合格的测试设施。

3.6.临床研究组织为临床药理学测试保留的认证样本

如果存在有关异常值或后续查询的问题,临床研究组织应保留样本;时间限制是通过产品的货架寿命。

3.7.参考产品

为了使产品符合参考产品资格,必须使用全面的数据文件来批准生物制品,该产品仍在原产国市场销售。只能使用一个参考产品。当参考产品有不同的强度或表现形式时,应使用最低强度的产品。应使用几个批次的参考产品,因为它将在不同的时间点进入市场,并且可以直接从市场获得。参考产品批次应进行所需属性的测试,以确定货架寿命,并应按推荐存储。偶尔,如果可靠的数据证明储存条件不影响关键质量属性(CQAs),则可以测试已储存很长时间(例如,产品样品在-80°C下冷冻)或超出其预期货架寿命的参考产品批次。

3.8.表征

如ICH Q6B中定义的,应使用适当的方法对参考产品进行表征。一些表征研究确定了物理化学质量、生物活性、免疫化学属性(如果有)、纯度、杂质、污染物和数量。鼓励开发者采用可用的新技术。由于参考产品的质量属性值可能因批次而异,因此必须确定这些变化的范围。这些变化要么与过程相关(制造系统),要么与产品相关(表达系统),后者通常无法解决,需要开发者创建不同的表达系统;对于与过程相关的属性也是如此,但这些可以很容易地修复。然而,两组属性中的任何差异都不能基于任何体内或体外研究来证明。

3.9.杂质

在开发生物仿制药时,需要进行杂质分析,并且为产品相关变化建立了指导方针。例如,生物仿制药在类型和数量上可能显示出较少的杂质,但绝不能有不匹配的杂质,因为这无法通过安全性研究来证明。

3.10.基于功能的测试

应使用分析分析和体外功能水平来识别CQAs。功能实验应与所有治疗适应症的潜在作用机制相关,包括检查凋亡、补体依赖性细胞毒性、抗体依赖性细胞吞噬作用和抗体依赖性细胞毒性。功能测试(ADCC、ADCP和CDC)不适用于主要针对可溶性抗原的参考产品。

3.11.测试程序

测试CQAs不需要验证程序,因为一些测试方法不能完全验证。分析方法必须合格、敏感并且足够选择性,以识别潜在差异。在适当的情况下,也可以使用ICH建议(ICH Q2A、Q2B、Q5C和Q6B)中描述的程序来评估批次放行的质量属性。此外,使用适当的正交方法对于获得稳健的数据是必要的。

3.12.批次数量

通常,将测试八个批次,其中一个应该是临床批次。因此,最终的第三方分析评估将包括至少三个PPQ批次。

3.13.数据评估

根据数据输出的类型,视觉比较足以满足作为打印输出发送的测试结果,如光谱。来自多个批次的可量化数据应使用3-Sigma范围,该范围是针对参考样本导出的(ref - 3ref,ref + 3ref),提供最准确的推断。如果测试样本的MinMax范围落在3-Sigma范围内,则接受3-Sigma测试。

3.14.表达系统

表达系统决定了与产品相关的CQAs,包括一级结构、高阶结构、糖基化(仅在真核宿主中)、产品相关变化和过程相关变化。表达系统应与用于表达参考产品的系统相同类别,尽管SRA机构允许使用不同的表达系统;这一建议来自于意识到切换表达不可避免地导致难以在安全性和有效性研究中评估的可变翻译后修饰。还建议开发者选择更稳定的表达系统;通常,高产细胞系产生更多变体。应根据ICH Q5D对细胞系进行资格认证。

3.15.分析剖面

蛋白质在翻译后(翻译后修饰[PTMs])添加功能基团,这些应该是可比的,不一定是相同的。除了PTMs,这些剖面还包括聚集体、片段、可见或亚可见颗粒、酸性和碱性变体,以及其他产品修饰,如还原、氧化、糖基化和错误折叠的蛋白质形式。这些属性可以在产品的货架寿命期间发生变化,需要在货架寿命期间进行测试。当生产过程的不同阶段环境发生变化时,蛋白质的疏水区域可能会展开,导致积累或破碎,增加免疫原性反应。聚集体大小范围从可溶性聚集体到可见残留物,取决于暴露于剪切、热、化学和冻融等各种压力的持续时间。无基质尺寸排除色谱替代分析有助于定义尺寸分布,沉降速度-分析超速离心。

电荷变化是在生产过程的不同阶段在各种胶体基质(如培养基、中间过程缓冲液或配方)中发生的蛋白质形式,具有不同的电荷。因此,最好使用几种类型的阳离子交换色谱法。

氧化、磷酸化、硫酸化、乙酰化、甲基化和羟基化是在各个生产阶段发生的非酶促PTMs的例子。液相色谱是定义PTMs和测量相关分子变化和污染物的首选。

细胞基质是与过程相关的变异或残留物,包括宿主细胞蛋白(HCPs)、宿主细胞DNA(HCDs)、细胞培养和下游加工残留物。酶联免疫吸附测定和实时或定量聚合酶链反应测定分别是主要的HCP和HCD检测和定量技术。这些变体在药物物质合格阶段不进行测试,因为它们是放行规格的一部分。

3.16.放行规格

放行规格基于参考产品的表征,除了传统的药典属性,如无菌性、填充体积和交付体积;其他特性是独立建立的,如无菌性、不可见颗粒、蛋白质含量、效力和独特的物理特性,这些标准可用于指定生物仿制药的放行规格。

3.17.配方

生物仿制药可以采用与参考产品不同的配方。建议使用相同数量或更少的非活性物质的配方,除非受到专利保护的限制。应该证明配方的稳定性和兼容性(即,它与辅料、稀释剂和包装材料的相互作用),以及活性成分的完整性、活性和效力。如果与产品接触的主要包装不同,则需要进一步的安全性测试,以验证包装组件是否意外渗入产品。鼓励开发者选择尽可能相似的主要包装材料,因为这通常很难证明。配方可能不包含以前未在类似产品中使用的独特辅料,并且所有辅料必须不含动物产品。

3.18.参考标准

内部一级参考材料是由制造商从代表性批次中准备的充分记录的样本,并对其进行校准,内部工作参考材料用于生物测定和以下批次的理化测试。这是作为工作参考使用的唯一可接受来源。公开可访问的参考标准(如欧洲药典)不能用作比较测试的参考产品。

3.19.稳定性

必须根据ICH Q5C评估生物仿制药候选物的稳定性,包括加速和压力稳定性测试,以进一步直接评估结构相似性并产生降解剖面。

3.20.过程确认

在进行任何相似性分析评估之前,必须评估上游和下游过程。然而,在完成临床药理学研究后,不允许进行批量大小调整;开发者只能在ICHQ5E下进行此操作,它仅适用于批准后。需要进行桥接研究以验证生产规模变化。

3.21.动物毒理学

对于生物仿制药,不需要进行动物毒理学测试。这一结论基于BPCIA的最新修正案,其中“动物毒理学”被删除并替换为“非临床测试”。由于动物没有生物药物的结合受体,这种结合导致药理学和毒理学反应。目前也建议对新的生物药物进行这种测试。

3.22.临床药理学

分析评估、药代动力学(PK)和药效学(PD)研究的扩展反映了身体如何感知药物分子以及反之亦然。对于像aflibercept或ranibizumab这样局部注射到眼睛中的药物,也进行这种研究;这些药物不进入全身循环,因此出于同样的原因,通过肠外给药进行测试。对于大多数通过静脉注射、肌肉注射或皮下注射给药的化学仿制药,不需要PK剖面,然而,通过肠外途径给药的生物仿制药需要PK剖面,因为PK参数如半衰期和分布体积也可以与受体结合的动力学相关,这是必要的评估,因为所有生物药物都通过受体结合起作用。

PK/PD设计中存在一个误解,即传统目标是在广泛的受试者资格范围内描述剖面,如年龄、性别、体重指数、体重和种族。所有这些变量增加了受试者间和个体内变异性,需要更大的人群。对于比较PK/PD剖面,这些都不是必要的,因为这些研究的目的不是描述而是比较剖面属性。稳健的设计应适应交叉或平行设计。交叉方法更有助于识别差异,但对于具有强大免疫反应或长半衰期的参考产品可能不合适。必须预先指定等效边界,适当的范围通常是80.00%–125.00%。关键PK参数,通常是AUC0–Cmax,在PK实验中应该是等效的。

3.23.免疫原性

免疫原性是蛋白质的固有属性,在临床药理学剖面期间最好在健康受试者中进行测试。然而,特定蛋白质的免疫原性可以通过药物开发过程中的临床前和临床研究进行评估。这些研究评估了蛋白质引起免疫反应的潜力,包括产生针对蛋白质的抗体。

3.24.临床有效性

对于具有PD反应的分子不需要进行临床有效性和安全性测试;这将排除mAbs,直到类似的豁免允许它们。比较临床有效性测试需要数十万患者以获得统计上有意义的结果;因此,这样的研究从未失败。这一要求在世界不同地区会有所不同,但随着时间的推移,将达成共识,认为这种测试是不必要的。

3.25.命名

生物仿制药应具有品牌名称,并与参考产品以及当地司法管辖区要求的任何其他指定名称共享相同的国际非专利名称。生物仿制药还应具有不同的品牌名称。

3.26.标签

标签必须毫无例外地包括与参考产品相关的所有风险,并具有相同的适应症。开发者不得要求更少或更多的指标。

3.27.替代

欧洲药品管理局(EMA)最近批准,参考产品和其他使用相同参考产品授权的生物仿制药可以被生物仿制药替代或互换。

3.28.儿科

对于生物仿制药,不需要进行儿科合规性研究。

3.29.人体因素研究

这些研究是必要的,以确保在患者接受产品时给予适当的剂量。然而,如果使用的设备与参考产品非常相似,则不需要这些研究。此外,当医疗专家使用产品时,不需要这些研究。

3.30.风险管理

生物仿制药使用与参考产品相同的风险管理计划。预计开发者计划在全球范围内分销产品;虽然大多数开发者避免获得报告员的协助,但强烈建议使用报告员以节省时间和成本。在可获得报告员报告的监管机构会议上,将始终有所帮助并赢得监管机构的更大信任。

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