突破病原体关卡,血液制品的病原体安全风险控制

文摘   2024-11-15 19:31   湖南  

*仅供医学专业人士阅读参考



血液制品导致的血源性感染会造成严重的后果,为杜绝这类事件的发生,严格控制血液制品的病原体安全风险已成为制备血液制品的重要准则之一。



血液制品是指由人血浆分离制成的生物活性制剂,常被用于治疗多种危及生命的慢性和急性疾病[1],据2002年的数据统计,美国每年约有100万名患者使用血液制品进行治疗,包括凝血因子浓缩物、静脉注射免疫球蛋白和白蛋白等[2]。并且,随着医疗水平的提高及医疗保障体系的完善,血液制品的临床使用量不断增加,其中白蛋白类的消费量占全球血液制品的23.6%,位居第二大品类[3]

然而,由于血液制品的原料是人血浆,而血浆容易受到各种血源性病原体,主要为各种病毒的污染[4],因此未经过良好处理措施的血液制品具有传播传染性血源性病原体的潜在风险[5]。过去60年人血白蛋白产品病毒安全性记录极好,欧洲权威机构表⽰,按照欧洲药典标准生产的白蛋白还没有传播病毒的报道,并主要依赖以下主要策略保证病毒安全性[6](图1)。

图1 保证病毒安全性策略

慎重选择献血员,严格进行病原学检测



Toby在2023年发表的人血白蛋白综述中[7],对此流程进行了阐述。文中提到的进口人血白蛋白品牌规定,献血员必须拥有良好的健康状况,且在成为合格的供体之前,需要至少两次检测结果合格的捐献记录。同时,为了最大限度地降低采集感染血浆的风险,采集中心通常设于输血传播感染(TTIs)(包括人类免疫缺陷病毒HIV、丙型肝炎病毒HCV和乙型肝炎病毒HBV)患病率较低的地区,并获得相关卫生当局的许可[7]


当供体捐献完血浆后,制造商通过血清学(如酶联免疫吸附试验ELISA)和核酸扩增技术如聚合酶链反应(如PCR)来检测某些通过血液传播的病毒[6]。血清学检测允许检测病毒抗原和抗体,而核酸检测直接检测病毒的遗传物质。相较于血清学,核酸检测检测下限值更低,且诊断窗口(定义为从首次感染到测试能够可靠检测到该感染的时间)更短。因此,通过实现对传染性病原体的早期检测,核酸检测进一步降低了风险[7]


确保感染性病毒检测为阴性,才能分馏血浆池



在证实对病毒血清标志物如HBsAg和抗HIV-1/2均无反应时,血浆池才能进行下⼀步处理[6]值得注意的是,除常见血源性病毒的检测,如HIV、甲型肝炎病毒HAV、HBV及HCV等,细小病毒B19(B19V)的检测也至关重要。相关研究表明,B19V感染对孕妇(胎儿感染)和免疫缺陷或红细胞增多(如溶血性贫血)的个体可能会产生严重的后果[8],而当B19V的滴度≤104 IU/mL时,则安全性不受影响[7]。上述人血白蛋白品牌根据监管指南,使用核酸扩增技术对HAV、HBV、HCV和HIV进行了检测,并确保B19V的滴度不得超过104IU/mL[6]


在生产过程中进行病毒的灭活/去除



人血浆蛋白分离的第一步是血浆分离[9]。部分使用Cohn-Oncley法(乙醇冷分馏)进行分馏的人血白蛋白,通过精确调节pH值、乙醇浓度、离子强度、温度和蛋白质浓度这五个关键参数,将分馏得到的产物细分为F1至F5五个不同的组分(见图2)[9]乙醇冷分馏可去除包膜和非包膜病[10],为了验证乙醇冷分馏对病毒的去除效果,血浆蛋白治疗协会(PPTA)成员公司收集并评估了615项相关研究[11]。评估结果显示,此方法中的IV-1/IV-4分馏步骤使得其平均病毒减少因子达到了4个对数(即至少10,000倍)[11]


图2 人体血浆从I到V组分的处理


然而,仅凭血浆分离中的生产工艺并不能将病原体完全灭活,因此,在血浆分离后会进行最终的病毒灭活[12]。常用的病原体灭活方法为巴氏灭菌法(60℃热处理10小时)及溶剂/洗涤剂(S/D)处理等,其中S/D主要局限于对脂质包膜病毒的灭活。而通过细胞培养测定系统进行的病毒验证研究表明,脂质包膜病毒(如HIV、HCV型病毒和西尼罗病毒)和非包膜病毒(如HAV和B19V)均可被巴氏灭菌法有效灭活[13]。同时,一些新兴病毒如冠状病毒SARS-CoV-2对巴氏灭菌法、溶剂/洗涤剂(S/D)处理等病毒去除机制也十分敏感[14]


上文中提及的人血白蛋白品牌,在乙醇冷分馏过程结束时,对分馏出的白蛋白进行了巴氏杀菌处理[7, 10],并在使用巴氏灭菌法时添加了稳定剂以保持蛋白质完整性[6]

病毒验证研究



通过乙醇冷分馏和巴氏灭菌法的结合,白蛋白中的病毒得到了有效地去除/灭活(如表1)[6, 10]。最终,包膜病毒的折减系数在≥8.6~≥19.4之间,非包膜病毒的折减系数≥4.0~≥11.6之间[7]


表1 使用Cohn-Oncley方法制造的人血白蛋白病毒安全性数据示例



小结
多项研究数据表明,Toby在2023年文章[7]中提及的人血白蛋白品牌在生产过程中采取了多项病原体安全措施,使其成为患者使用风险最低的生物制剂之一。然而,新兴病原体不断出现,为防止血源性感染等不良事件的发生,血液制品制造商和研究人员仍需不懈研究,以维持对血液制品病原体安全风险的有效控制。

参考文献

[1] WHO. 血液制品的可得性、安全性和质量 [R]: 第六十三届世界卫生大会, 2010--03-05.

[2] CHAMBERLAND M E. Emerging Infectious Agents: Do They Pose a Risk to the Safety of Transfused Blood and Blood Products? [J]. Clinical Infectious Diseases, 2002, 34(6): 797-805.

[3] 智研咨询. 行业全景分析 [R], 2023-12-13.

[4] MILLER J L, PETTEWAY SR JR FAU - LEE D C, LEE D C. Ensuring the pathogen safety of intravenous immunoglobulin and other human plasma-derived therapeutic proteins [J]. (0091-6749 (Print)).

[5] VELTHOVE K J, OVER J, ABBINK K, et al. Viral Safety of Human Plasma–Derived Medicinal Products: Impact of Regulation Requirements [J]. Transfusion Medicine Reviews, 2013, 27(3): 179-83.

[6] CONNIE BROUMIS E A. 人血白蛋白:生产流程与安全性. 欧洲医院药学国际版专刊 [J]. 2021.

[7] SIMON T, SCHUMANN P, BIERI M, et al. Hyperoncotic human albumin solutions for intravenous fluid therapy: Effectiveness of pathogen safety and purification methods, and clinical safety [J]. Biosafety and Health, 2023, 5(1): 21-9.

[8] (CHMP) C F M P F H U. Guideline on the warning on transmissible agents in summary of product characteristics (SmPCs) and package leaflets for plasma-derived medicinal products [J].

[9] MOUSAVI HOSSEINI K, GHASEMZADEH M. Implementation of Plasma Fractionation in Biological Medicines Production [J]. (1728-3043 (Print)).

[10] 安博美® 人血白蛋白说明书.修订日期:2024年05月17日 [Z].

[11] DICHTELMüLLER H O, BIESERT L FAU - FABBRIZZI F, FABBRIZZI F FAU - FALBO A, et al. Contribution to safety of immunoglobulin and albumin from virus partitioning and inactivation by cold ethanol fractionation: a data collection from Plasma Protein Therapeutics Association member companies [J]. (1537-2995 (Electronic)).

[12] 汪伟军. 影响血液制品质量安全因素与应对策略研究 [J]. 当代化工研究, 2018, (04): 170-1.

[13] GRöNER A, BROUMIS C, FANG R, et al. Effective inactivation of a wide range of viruses by pasteurization [J]. (1537-2995 (Electronic)).

[14] KLAMROTH R, GRöNER A FAU - SIMON T L, SIMON T L. Pathogen inactivation and removal methods for plasma-derived clotting factor concentrates [J]. (1537-2995 (Electronic)).


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