TW201919747A - 於抗體藥物複合體耦合後移除未結合藥物 - Google Patents
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Abstract
在此中所揭示者係用於一產物流(3)之超濾及純化單元(1)，該產物流含有生物大分子產物以及待由該產物流分離的物質，該單元包含至少一毛細管超濾模組(2)，其特徵為至少一泵(4)，將該產物流運送進入該至少一毛細管超濾模組之毛細管；至少一正位移泵(5)，由該等毛細管運送該產物流；及至少一個另外的泵(6)，使洗滌流體(9)由該等毛細管外面通過；該單元不包括將該產物流及該洗滌流體循環進入該超濾模組之措施，以及至少一保護過濾器(8)，於該產物流的方向中離開該至少一毛細管超濾模組之所有流體係通過該保護過濾器。
Description
本發明係關於一種於抗體藥物複合體耦合後移除未結合藥物。更具體而言，係用於一產物流之超濾及純化單元，該產物流含有生物大分子產物以及待由該產物流分離的物質。
由於抗體可選擇性地識別身體中之非常特定的結構之事實，抗體與身體相互作用並結合，這使得該等抗體在將活性物質直接輸送到疾病的精確焦點時具有吸引力。
抗體藥物複合體(ADCs)包含共價附接至高效藥物之抗體。對於附接，可使用各種複合技術。作為治療劑，ADCs結合抗體的精細特異性，能夠區別健康組織和患病組織，並具有藥物之細胞殺傷能力，例如細胞毒性藥物。換句話說，該抗體例如被使用於將細胞毒性物質直接輸送至癌細胞，並將其釋放到細胞內側。通過這種方式，健康的細胞在很大程度上避免傳統化療引起之毒副作用。
詳細地說，ADCs由三種不同的組分所組成：抗體、例如細胞毒活性成分(毒簇)之藥物、和連接該抗體與該毒簇的所謂“鏈結基”。該抗體識別並結合至腫瘤細胞表面上之某些蛋白質分子(“腫瘤標記”)。該鍵聯過程觸發了在細胞內側輸送該ADC的機制，在此該藥物(例如毒簇)係與該抗體分離並且可作用於該癌細胞、例如經由阻斷重要的細胞功能從而導致程序性細胞死亡(細胞凋亡)。如此，對於使用ADCs成功治療的關鍵是，當複合物通過體內時，複合物不會失去其所複合之藥物，且直到它是在癌細胞內才釋放它。因此，該“鏈結基”的設計使其只能在癌細胞內側***。
然而，於該等抗體之耦合至該等藥物的過程期間，總是 產生正確複合之抗體藥物複合體以及未結合藥物的混合物。因此，在使用該ADCs之前，需要在嚴格條件下純化含有抗體-藥物-複合物以及未結合藥物的溶液，以使未結合藥物之含量最小化。
使用高滲濾因子經由含有抗體-藥物-複合物以及未結合之藥物的溶液之分批滲濾來實現此嚴格的純化。
ADC化合物大致上需要小心處理，以防止該化合物之損壞、諸如碎裂及/或聚集體形成、例如在儲存時形成微可見顆粒。因此，較短的處理時間可有利於ADC化合物之穩定性。這些可經由較大的隔膜面積來達成。然而，此種措施將導致更高之泵速並可能降低產量。另外，放大可一方面帶來由於混合不充分的風險，發生該產物與未結合藥物之不適當分離，且在另一方面，避免該先前論及的缺點之較高混合比率導致該ADC化合體的損壞。
為了實現更靈活的生產製程，未結合藥物與該ADCs之此分離步驟理想地在各種製程條件下應為可靠且穩健的，並且易於按比例放大。
因此，本發明之一目的係提供更靈活的生產製程，其中未結合藥物與該ADCs之此分離步驟理想地在各種製程條件下應為可靠且穩健的，並且易於按比例放大。
此目的係經由提供用於超濾和純化(1)產物流(3)之單元來實現，所述產物流(3)含有生物大分子產物以及待由該產物流中分離的物質，該單元包含至少一個毛細管超濾模組(2)，其特徵為：-至少一泵(4)，將該產物流運送進入至少一毛細管超濾模組之毛細管；-至少一正位移泵(5)，由該毛細管運送該產物流；及-至少一個另外的泵(6)，使洗滌流體(9)由該毛細管外面通過；-該單元不包括將該產物流及該洗滌流體循環進入該超濾模組之措施，以及-至少一保護過濾器(8)，於該產物流(=超濾滲餘物)的方向中離開該至少一毛細管超濾模組之所有流體係通過該保護過濾器。
該單元具有該效果，即其可靠地確保在低剪切力之下將待分離物質與該產物流分離，從而避免在長時間儲存時形成微可見顆粒和聚集體形成的風險。情況是這樣的，因為通常業已具有如上述特色之至少一個毛細管超濾模組將從該產物流可靠地移除所有待分離的物質。此外，該保護過濾器用作保護措施，以確保一旦該滲餘物離開該至少一個保護過濾器，待從該產物流分離之物質的濃度係低於給定閾值。
換句話說，在包含作為生物大分子產物之抗體藥物複合物、以及作為待從產物流分離的物質之毒簇的產物流之情況下，如在此中所敘述的超濾和純化之單元可靠地確保由該產物流中的抗體藥物複合體分離該未結合之毒性物質，同時避免長時間儲存時形成微可見顆粒和聚集體形成的風險。
此效果係藉由如上所述配備之一個或多個超濾模組和至少一個保護過濾器的組合所造成，該保護過濾器用作任何剩餘之未結合藥物顆粒的保護措施。
如在此中所使用，該“保護純化器”一詞同時被使用於該“保護過濾器”一詞，並參考適合於由該產物流移除待分離物質之過濾器、例如經由鏈結待分離物質。該保護過濾器不是層析基質。
如在此中所使用，該“抗體-藥物-複合體(ADC)”一詞意指包含至少一抗體、至少一藥物、及至少一“鏈結基”的化合物，該鏈結基連接該抗體與該藥物。
如在此中所使用，該“藥物”、“治療”或“活性劑”等詞意指為了診斷或治療目的而施用於有機體之任何分子、分子化合物、或物質，包括疾病或感染的治療、醫療成像、監視、避孕、化妝品、營養品、藥物和預防用途。該“藥物”一詞包括任何此類分子、分子化合物、或化學改性及/或可操作地附接至生物或生物相容結構之物質。該“前驅藥”一詞意指藥物、藥物前體或經改性的藥物，其在體內轉化為其治療活性或可用形式之前非完全活性或可獲得的。
如在此中所使用，該“待與該產物流分離之物質”一詞意指從中純化最終產物的物質，例如，因為該物質對有機體或環境有 不利影響。然而，可有其他原因使該最終產物從“待與該產物流分離之物質”中純化出來。
如在此中所使用，該“產物流”一詞意指包含通過在此中所敘述的超濾和純化單元之生物製藥生物大分子產物的流體。換句話說，在進入用於超濾和純化單元之前，該產物流也可被稱為進料，且在離開該超濾和純化單元時，該產物流也可以稱為滲餘物。
“待與該產物流分離之物質”的一範例係毒簇。
如在此中所使用，該“毒簇”一詞意指當施用於細胞時產生毒性效果之化學基。
換句話說，該活性物質譬如可為原子、諸如放射性藥劑-例如釷同位素-或抗有絲***劑。
如此，熟諳此技藝者立即識別在此中所敘述的抗體-藥物-複合物之方法及裝置亦適用於標靶釷複合體(TTC)。
在一些實施例中，與該產物流分離的物質係毒簇以及其他物質、例如鏈結基及/或螯合劑。
如在此中所使用，該“單元”或“單元操作”一詞意指施行生物大分子產物的生產製程中之一製程步驟的裝置或裝置之組合。換句話說，為了提供該最後的生物大分子產物，該產物流將必需通過數個單元。
如在此中所使用，該“微可見顆粒”一詞意指具有於0,1微米-100微米間之大小的蛋白質及非蛋白質顆粒。
如在此中所使用，該“超濾”一詞意指涉及基於其分子大小來去除或分離溶液之組分(像鹽、小蛋白質、溶劑等可滲透分子)的過程，而不管各個組分-例如產物-之濃度是否被改變。對於此過程，使用可滲透1至100000Da間之分子的過濾器。施加力量、例如壓力以驅動該超濾過程。
較佳地係，對於可滲透1至1000Da間之分子、更佳地係對於可滲透1至10.000Da間之分子、最佳地係對於可滲透1至30.000Da間之分子的過濾器被使用。
如在此中所使用，該“滲濾”一詞意指特定型式之超 濾，其中交換懸浮物的緩衝液或改變該鹽濃度，但或多或少地保持該懸浮液中所含有之產物的濃度。如果分批處理被使用於滲濾，則溶劑不斷地被添加到該滲餘物，直到經由該過濾隔膜替換該先前之溶劑。此溶劑替換、亦即該整體質量傳送係藉由擴散和單獨力量或單獨力量、例如壓力的組合所驅動。
如在此中所使用，該“透析”一詞意指僅專門藉由其擴散速率中之差異來分離溶液中的分子、而未施加諸如壓力之任何其他力量的過程。然而，如果在該過濾隔膜兩側上分離之分子的濃度中之差異變得太大，則可從該過濾隔膜的一側到另一側發生淨流量。藉由該淨流量所產生之力量可造成分子通過該過濾隔膜，該過濾隔膜應由於它們的分子量而保留。因此，如果產物被傳送至該滲透物，此淨流量可造成不想要之分子存在於該滲餘物中或能造成產物的損失。再者，該淨流量負面地影響分子交換之速率，該分子必須在該淨流量的相反方向中移動。如此，分批生產過程中之典型透析受到尚未造成淨流量的最大濃度差異所限制。
因此，如果想要達成該等隔膜側間之小分子的有效交換，則橫越在此中所敘述之用於超濾和純化的單元中之隔膜的淨體積流量係盡可能地最小化，使得如在透析方法中那樣，盡可能藉由擴散進行輸送。當該非滲透物質之稀釋或濃度以至多1至5倍、較佳地係以1至2倍、尤其較佳地係以1倍進行時，尤其是達成擴散傳輸。
如在此中所使用，該“毛細管超濾模組”一詞意指超濾模組，包含當作隔膜過濾器的毛細管及/或當作隔膜過濾器之平板隔膜。
如此，毛細管超濾模組亦可包含僅只當作隔膜過濾器的毛細管、或僅只當作隔膜過濾器之平板隔膜、或當作隔膜過濾器的毛細管隔膜過濾器及平板隔膜兩者。
用於改變該毛細管超濾模組，該產物流通常被中斷，且用於該變化之期間充滿臨時囊袋。
通過用於無菌過濾的單元之使用以進一步減少該生物負荷，可改善該特定模組的壽命，使得在該變化之持續期間，臨時囊 袋中的產物流之中斷和捕獲(=儲存)是合理的。
如在此中所使用，該“生物大分子產物”一詞意指通常藉由較小之亞基(單體)、諸如生物聚合物的聚合反應所建立之大生物分子。範例包括核酸、肽蛋白、碳水化合物、多酚類化合物，例如通常藉由較小亞基(單體)的聚合反應所建立之蛋白質。
如在此中所使用，該“肽”一詞意指長度相對較短(例如小於50個胺基酸)的胺基酸聚合物。該聚合物可為直鏈或支鏈式，它可包含經改性之胺基酸，且其可被非胺基酸所中斷。該名詞還涵括已被改性的胺基酸聚合物；例如，藉由二硫鍵形成、糖基化、脂化、乙醯化、磷酸化或任何另一操作、諸如與標籤組分複合，諸如但不限於熒光標記、顆粒、生物素、珠粒、蛋白質、放射性標籤、化學發光附箋、生物發光標籤等。
如在此中所使用，該“蛋白質”一詞意指胺基酸之多肽。該名詞涵括可為全長、完全自然型或其片段的蛋白質。該蛋白質可為人、非人、以及相應天然存在之氨基酸的人工或化學模擬物、以及天然存在之氨基酸聚合物和非天然存在的氨基酸聚合物。
該蛋白質較佳地係治療性蛋白質。
如在此中所使用，該“治療性蛋白質”一詞意指可施用於有機體以引發該有機體之組織、器官或系統的生物學或醫療反應之蛋白質。
在較佳實施例中，該生物大分子產物係生物學的、亦即在生物學來源中製成、或從生物學來源提取、或由生物學來源半合成之藥物產物。
甚至更佳地係該蛋白質為抗體。
如在此中所使用，該“抗體”一詞意指鍵結分子、諸如免疫球蛋白或免疫球蛋白的免疫活性部分、亦即含有抗原鍵結位點之分子。
如在此中所使用，該“小分子藥物”一詞意指可幫助調節生物製程的低分子量(<900道爾頓)化合物。
如在此中所使用，該“核酸”一詞意指呈單鏈或雙鏈形 式之脫氧核糖核苷酸或核糖核苷酸及其聚合物。除非特別限定，否則該名詞涵括含有天然核苷酸類似物的核酸，其具有與該參考核酸相似之鍵結特性且以與天然存在的核苷酸類似之方式代謝。除非另有說明，否則特別的核酸序列也隱含地涵括其保守改性之變體(例如簡併密碼子取代)和互補序列以及該明確指出的序列。
在此中所敘述之超濾和純化單元用的較佳實施例，該保護過濾器係可鍵結待由該產物流分離之物質的深度過濾器及/或可鍵結待與該產物流分離之物質的濾水柱。
於較佳實施例中，該保護過濾器係活性碳深度過濾。
活性碳深度過濾器之範例係來自麥克米利孔(Merck Millipore)的MCR4023CL3 Millistak+®深度過濾器。
本發明之發明人已首次考慮了在單元中使用活性碳深度過濾器進行超濾(和純化)的可能性，而不是經由隔膜吸收劑代替層析純化或純化或除此之外。
換句話說，用於生產諸如抗體的蛋白質之典型下游製程包含以下步驟：
1.捕獲層析
2.病毒滅活
3.層析中間體和精細純化
4.超濾(尺寸排除步驟)
5.經由滲濾進行緩衝液交換
6.病毒過濾
其如此不包含在超濾過程中使用活性碳深度過濾器。
因此，在滲濾的非層析生產步驟中使用活性碳深度過濾器能夠產生高質量的標準產物，同時具有進一步之利益。如在此中所敘述，包含活性碳深度過濾器的超濾和純化單元之其中一者係比用於超濾和純化的單元更易於消毒，包含例如層析基質之其他純化手段，亦即與由該層析基質所保留的蛋白質相互作用之固體支持材料。再者，組裝包含活性碳深度過濾器的在此中所敘述之超濾和純化單元比組裝包含例如層析基質的其他純化手段之超濾和純化單元更加繁瑣和 耗時。在此中所敘述的超濾和純化單元之較佳實施例中，該單元係用於連續超濾和連續純化的單元。
如在此中所使用，該“連續”一詞意指將該產物流輸入到超濾和純化單元及從該超濾和純化單元移除該產物流而不中斷之事實。換句話說，後續單元操作可在第一單元操作已完成處理該產物流之前開始處理該產物流。
如在此中所使用，該“分批”一詞意指通常個別的生產循環以分批方式不連續地處理之事實，而在完成生產循環後移除該整個產物。為了再次生產，則需要開始單獨的新產物循環/批次。
該高度調節之藥品生產需要在時間、技術和人員方面付出巨大努力，以提供清潔和消毒的設施，以確保無菌之產物。再者，為了在多用途系統或兩個產品批次之間的產品轉換情況下可靠地避免交叉污染，必須進行非常複雜之清潔驗證，這在時間和人員方面也需要很大的努力。如此，用於生產ADCs之連續製程係有利的。
原則上，目前採用之分批滲濾含有抗體藥物複合體的溶液以及使用高滲濾因子之未結合藥物的方法能以交替模式進行，以便用分批處理步驟模擬連續製程。換句話說，為了獲得連續之產物流，能以交替的方式採用兩次分批滲濾，亦即當在第一滲濾單元中進行滲濾時，經由調整諸如緩衝液濃度、ADC濃度和流速等參數，製備用於滲濾之第二單元。在特定的預定時間之後，將該處理從該第一滲濾單元切換到該第二單元，且經由調整該必要的參數再次再生並製備該第一滲濾單元供滲濾。如此，可實現恆定之產物流。
然而，使用此方法會對該產物質量產生負面影響，因為高洗滌速率會造成更長的加工時間、更高之輸入攪拌能量和更高的泵送速率，從而最終造成更高程度之剪切力。因此，所有這些因素都可潛在地破壞該脆弱的ADC複合物，導致在長時間儲存時形成微可見顆粒和聚集體形成之風險。相比之下，所敘述的超濾和淨化單元允許該超濾模組之操作模式與典型的超濾模組不同，其中a)沒有產物溶液，它被放在一個界定之容器中；b)該產物流不經由該超濾隔膜泵入迴路中。
相比之下，所敘述的單元允許真正連續之操作模式，因為該產物流連續地進入該單元，該洗滌流體被連續地移除，且該產物流和該洗滌流體的每個部分僅分別通過該毛細管超濾模組一次。
再者，所敘述之超濾和純化單元允許該超濾模組的操作模式不同於典型之透析，其中至少一個正排量泵運送來自該毛細管的產物流。此至少一個正排量泵產生正壓或負壓，這不存在於典型之透析中，因為典型的透析完全依賴於擴散。因此，該正排量泵確保該產物流進入該超濾和淨化單元之速率係在±20%的範圍內-亦即類似於-或等於該滲餘物離開該超濾和淨化單元之速率。因此，此設置使來自毛細管內部、亦即來自該過濾隔膜的一側面到該毛細管外部、亦即到該過濾隔膜之一側面的不想要之淨流量減至最小、或反之亦然。由於此調節，經由該過濾隔膜交換的分子濃度可在很大程度上不同，而不會發生不想要之淨流量，既然由該毛細管內部到該毛細管外部的流動不僅僅是由於擴散，因在透析中也是如此。
如在此中所使用，該“淨流量”一詞意指由毛細管內部、亦即由該過濾隔膜之一側面、至該毛細管外部、亦即至該過濾隔膜的一側面之對流、或反之亦然。因此，淨流量不是基於擴散。
於較佳實施例中，該產物流進入超濾和純化單元的速率係在該滲餘物離開該超濾和純化單元之速率的±20%的範圍內、更佳地係於±10%之範圍內、最佳地係在±5%的範圍內，或者等於該滲餘物離開該超濾和純化單元之速率。
在該超濾及純化單元的另一較佳實施例中，該生物大分子產物係ADC。
於該超濾及純化單元之另一較佳實施例中，待由該產物流分離的物質係毒簇。
在該超濾及純化單元之另一較佳實施例中，在此中所敘述的超濾及純化單元係一次性的及/或單次使用的。
無菌之維持對於(半)連續生產生物製藥和生物大分子產物係一項挑戰。如此，較佳地係在所述的超濾和純化單元中，所有零組件係藉由管子、特別是一次性管子連接在一起。例如，使用生物 相容性管子Pharmed BPT®(耐熱矽膠管)。該設備之其他零組件較佳地係也是一次性零組件；特別地是，使用選自一次性過濾元件、一次性閥、一次性感測器(流量、pH、電導率、UV、壓力)、一次性管子、一次性隔膜、一次性連接器、一次性容器和一次性取樣系統的群組之零組件。用於運送液體的機構、特別是泵較佳地係也為一次性泵。
諸如配方緩衝液之較佳洗滌液、例如包含pH約為6.8-7.5的氯化鈉、Tris等之水溶液在本技術領域中是已知的。
在超濾和純化單元之另一較佳實施例中，待從該產物流分離的物質係毒簇，且該毒簇係以根據國際人用藥品技術要求協調委員會(ICH)之指導方針確定的比例清除，該指導方針為給定之毒簇提供推薦的每日劑量。
於另一態樣中，本發明有關一種連續超濾和連續純化含有生物大分子產物之產物流以及從該產物流分離的物質之方法，其特徵在於：-該產物流係經由毛細管超濾模組的至少一毛細管超濾隔膜以洗滌流體洗滌；-該產物流被運送進入該毛細管，且該洗滌流體被運送通過該毛細管外面；-該產物流及該洗滌流體被連續地餵入該毛細管超濾模組，且由該毛細管超濾模組被連續地移除；-該產物流及該洗滌流體不被循環進入該毛細管超濾模組；-調節該產物流之移除，使得該產物流進入該超濾和純化單元的速率係在該滲餘物離開該超濾和純化單元之速率的±20%之範圍內或等於該滲餘物離開該超濾和純化單元的速率，以確保沒有不想要之淨流量可從該毛細管內部通過至該毛細管外部、或反之亦然；-沿該產物流方向離開該至少一個毛細管超濾模組的所有流體通過至少一個保護過濾器。
“該產物流和該洗滌液不會循環進入該毛細管超濾模組”之特色是由於連續超濾和連續純化方法的設計和設置而產生之內在特色，因為該產物流的每個部分僅通過毛細管超濾模組的毛細管超 濾隔膜一次。
“調節該產物流之移除使得沒有不想要的淨流量可從該毛細管內部通過至該毛細管外部或反之亦然(亦即從該毛細管過濾隔膜的一側到該毛細管過濾隔膜之另一側)”的特色係經由提供至少一個正排量泵、諸如蠕動泵來實現，該正排量泵運送來自該毛細管之產物流。或者，可使用控制閥及/或流量控制器來確保調節該產物流的移除，使得不想要之淨流量可從該毛細管內部通過至該毛細管外部、或反之亦然。
於另一態樣中，本發明有關一種生產設備，其包含至少一個如在此中所敘述的連續超濾和純化之單元。
較佳地係，該生產設備係用於連續或半連續實施生物大分子產物的生產中之一或多個生產步驟的生產設備。
由於在此中所敘述之超濾和純化單元允許真正連續的超濾和純化之事實，該單元還能夠在生產過程中連續生產抗體藥物複合體，在此該產物流的一部分連續地進入，且該產物流之另一部分連續地離開特定的單元操作、諸如在此中所敘述之超濾和純化單元。換句話說，在該第一單元操作已完成處理該產物流之前，後續單元操作開始處理該產物流。
然而，如上所述，其還可能於半連續或分批過程中使用超濾和純化單元。如果在此一設定中，該產物譬如係抗體-藥物複合體，且毒簇將由該產物流被移除，則保存槽可處在此中所敘述的超濾和純化的單元之前，且該滲餘物可被收集在另一個保存槽中。
該生產步驟可例如被選自以下群組：細胞培養、細胞保留、層析、病毒滅活。
較佳地係，於該生產設備中，所有零組件係藉由管子、特別是一次性管子連接在一起。例如，使用生物相容性管子Pharmed BPT®(耐熱矽膠管)。該設備的其他零組件亦較佳地係一次性零組件；特別地是，使用選自一次性反應器、一次性過濾元件、一次性閥、一次性感測器(流量、pH、電導率、UV、壓力)、一次性細胞截留系統、一次性管子、一次性隔膜、一次性連接器、一次性容器和一次性層析 柱、一次性容器和一次性取樣系統之群組的零組件。用於運送液體之機構、特別是泵較佳地係也為一次性泵。
在另一態樣中，本發明有關使用如在此中所敘述的產物流之至少一個連續超濾和連續純化(滲濾)，用於連續、減少細菌的生產及/或加工抗體-藥物-複合體之方法，其中該製程以封閉和模組化的方式進行。
如在此中所使用，該“封閉”一詞意指所述方法在以使得該流體液流不暴露至該室內環境之方式來操作。材料、物體、緩沖劑等可從外部添加，然而，其中這種添加以避免該流體液流暴露至室內環境的方式進行。如此，無菌過濾器可被使用於為環境中之污染物提供有效的屏障。封閉系統之範例包括提供有集成無菌的連接裝置之消毒的一次性囊袋。再者，可打開處理系統，但藉由適當或與該製程要求一致之清潔、衛生及/或滅菌過程被“實施封閉”，無論是消毒的、無菌的還是低生物負載的。範例包括可於使用之間進行CIP'd及SIP'd的製程容器。如果在該特定系統設置期間採取適當措施，則在低生物負載操作中也可以使非無菌系統、諸如層析法或一些過濾系統封閉。如在此中所使用，該“封閉”一詞意指“功能上封閉”以及“封閉”系統，且如上所述，通常意指所述方法以使得該流體液流不暴露至該室內環境之方式操作的事實。
如在此中所使用，該“病原體減少”一詞係可與“微生物減少”及“細菌減少”互換使用，且意指致病菌數減少、例如減少病毒數之狀態，亦即藉著適當的細菌減少方法可實現每單位面積或體積單位之致病數接近於零，其中此細菌減少方法可選自γ輻射、β輻射、高壓滅菌、環氧乙烷(ETO)治療、臭氧治療、“原位蒸氣”(SIP)及/或現場加熱治療或用像1M NaOH的消毒劑治療。
為了提供生物大分子產物-於此範例中，產物流係遭受如在此中所敘述之超濾和純化，亦即經由毛細管超濾模組的至少一個毛細管超濾隔膜用洗滌液洗滌該產物流，其中該產物流被運送進入該毛細管，且該洗滌液在該毛細管外部運送，而該產物流和該洗滌液被連續地餵入該毛細管超濾模組，並從該毛細管超濾模組連續地移除， 且該產物流和該洗滌液未循環進入該毛細管超濾模組及調節該產物流之移除，使得沒有不想要的淨流量可從該毛細管內部通過至該毛細管外部，反之亦然，且在該產物流的方向中離開該至少一個毛細管超濾模組之所有流體通過至少一個保護過濾器。
於每一案例中，為了在該超濾模組的毛細管外側上將該產物流(=進料流)運送進入該毛細管及該洗滌液(=滲透物)，分別使用一個泵。為了從該毛細管(=滲餘物)受控地除去該產物流，使用另一個泵。通過使用此泵(=滲餘物泵)，簡化了對該滲餘物之去除的控制。這是有利的，因為沒有足夠之流量感測器可靠地測量通常在此連續過程中採用的低流速(100ml/min)。尤其較佳地係，蠕動泵可在這裡被使用，其優點是蠕動式一次性泵係可商購的，以致可獲得無菌性和一次性技術。再者，泵被使用於受控地去除該洗滌液(滲透物)。
1‧‧‧超濾及純化單元
2‧‧‧毛細管超濾模組
3‧‧‧產物流
4‧‧‧泵
5‧‧‧正排量泵
6‧‧‧泵
7‧‧‧泵
8‧‧‧活性碳深度過濾器
9‧‧‧滲濾緩衝液
10‧‧‧滲透物
11‧‧‧樣本
12‧‧‧樣本
13‧‧‧滲餘物
14‧‧‧樣本
15‧‧‧毒簇
圖1顯示如在此中所敘述之超濾及純化單元(1)的概要圖示。詳細地說，該超濾及純化單元(1)包含一毛細管超濾模組(2)-在此為具有毛細管之Gambro Polyflux® 2H，其允許由1-10.0000Da的分子通過一泵(4)，該泵運送該產物流(3)進入該毛細管-於此範例中，該產物流包含抗體藥物複合體以及未結合之毒簇-，一個正排量泵(5)，其輸送來自該超濾模組(2)的毛細管之產物流，兩個泵(6、7)通過洗滌液-在這種情況下是滲濾緩衝液(9)-在該等毛細管外側和一個活性碳深度過濾器(8)，離開該至少一個毛細管超濾模組的所有流體在該產物流-亦即滲餘物(13)-的方向中通過該過濾器。滲餘物一詞意指離開該超濾和純化單元之產物流和離開該活性碳深度過濾器的產物流兩者。於此範例中，離開該毛細管超濾模組(2)之滲濾緩衝液含有該未結合的毒簇、亦即構成滲透物(10)。在此特定設置中，該產物流以10ml/min之速率進入該超濾和純化單元(1)。這也是該產物流通過該活性碳深度過濾器(8)的速率。該滲濾緩衝液(9)以30ml/min之速度進入和離開該毛細管超濾模組(2)。如此，在這種情況下引起該產物流和該毒簇分離的驅動力是允許通過該毛細管超濾模組之毛細管中的過濾隔膜之粒度，該產物流和該滲濾緩衝液之間的流速差異導致壓力、以及例如該產物流和該滲濾緩 衝液之間的梯度中之差異。
圖2對應於圖1，但是除了圖1的細節之外，還描述了在該產物流進入該超濾和純化單元之前取樣(11)的地點。於滲餘物(13)進入該活性碳深度過濾器(8)之前取得第二個樣本(12)，且在該滲餘物(13)已通過該活性碳深度過濾器(8)之後取得最終樣本(14)。
圖3顯示於該產物流(進料)(3)進入該超濾和純化單元之前、在該產物流(滲餘物)(13)進入該活性碳深度過濾器(8)之前、及於該產物流(13)離開該活性碳深度過濾器之後，以十億分之一(ppb)為單位的毒簇濃度之示意圖。其描述在該產物流進入該活性碳深度過濾器之前，業已低於該臨界濃度的產物流之毒簇濃度係藉由該活性碳深度過濾器進一步降低。
圖4係如上面針對圖2所敘述的設置，但在進入該活性碳深度過濾器之前，該產物流加入了額外的毒簇載體(15)，以便證明該活性碳深度過濾器可起到保護作用，而一旦該產物流離開該超濾和純化單元，就可以確保該毒簇之濃度低於該臨界閾值。
範例
1)使用包含毒簇的產物流之示範操作模式
為了說明如在此中所敘述的超濾和純化單元可靠且有效地從包含毒簇和抗體-毒簇複合體之產物流分離出毒簇，進行以下的實驗。如參考圖2所描繪和敘述的超濾和純化單元係以5ml/min之產物流的流速和15ml/min之洗滌緩衝液的流速來操作。在該產物流進入該超濾和純化單元之前取得樣本(11)。在該滲餘物進入該活性碳深度過濾器(8)之前取得第二個樣本(12)，並在該滲餘物已通過該活性碳深度過濾器(8)之後取得最終樣本(14)。如圖3所示，該毒簇濃度係高於在該產物流進入該超濾和純化單元之前所取得的樣本(11)中之臨界閾值。如圖3所示，該毒簇濃度係低於在該產物流已通過該活性碳深度過濾器之後所取得的樣本(14)中之臨界閾值。
2.使用標識分子代替毒簇的示範操作模式
游離之毒簇是潛在的有害物質。如此，使用Sunset Yellow染料而不是毒簇來進行以下之模型實驗，藉此避免與使用毒簇有關聯的任何風險。Sunset Yellow染料因此模仿了游離毒簇之存在。
2.1使用標識分子的一般設置
詳細言之，在pH 5.5和8.5mS/cm的電導率之檸檬酸緩衝液/氯化鈉緩衝液中包含單株抗體的產物流摻入標識分子Sunset Yellow(CAS 2783-94-0，Sigma Aldrich 465-223-25)。該單株抗體濃度為12.85g/L，該Sunset Yellow濃度為913mg/L。
該逆流滲濾的實驗性設置係與圖1中所描述者相同，除了不存在保護濾波器(8)之外。將該中空纖維超濾隔膜模組(Revaclear 300，Gambro)連接到四個蠕動泵Masterflex Easy Load II。包含單株抗體的產物流在該隔膜模組之底部進入該內腔側。將產物流(=進料流)和滲餘物流(亦即於離開在此中所敘述的超濾和純化單元之後的產物流)被設定為10mL/min之相同流速。將滲濾緩衝液以60mL/min的流速泵入該隔膜模組之頂殼側，並以大約相同的速率泵出該模組，使得於該殼側入口處之壓力被控制在100毫巴。
Pendotech壓力感測器被使用在該進料入口和該滲濾緩衝液入口。作為滲濾緩衝液，使用20mM L組氨酸、50mM精氨酸*HCl、50mM甘氨酸、pH 4.8和5.5mS/cm。
西門子PCS7中央控制系統被使用於控制該蠕動泵和壓力。
該等結果(未示出)示範在正常情況下的逆流滲濾從滲餘物流中可靠地清除該標識分子。
2.2.使用保護濾波器之操作模式
在第二個實驗中，再次將單株抗體溶液摻入Sunset Yellow，使單株抗體濃度為11.7g/L，且SunSet Yellow濃度為4.5mg/L。
將得到的溶液通過保護過濾器過濾-在此為Millistak木炭深度過濾器、型號為MCR4023CL3(過濾面積23cm2，滯留量22mL)-以便證明在非常不可能之情況下，上述滲濾(2.1)將不清除來自該製程流的所有標識分子(亦即游離的毒簇)，該保護過濾器可靠地鍵結標識分子(亦即游離的毒簇)。使用Masterflex Easy Load II泵作為製程泵。在處 理之前，使用滲濾緩衝液(如上所述)以6mL/min的流速對該保護過濾器進行灌注，直到在排氣口中不再可看見空氣。然後關閉該排氣口，且用650mL滲濾緩衝液以23mL/min沖洗該過濾器。
在該過濾器之出口處取得40mL的樣品。
以此方式處理大約12L之包含該單株抗體和Sunset Yellow的產物流。該單株抗體濃度係在該產物流(=進料流)中當它進入該超濾和純化單元時進行測量，且在該產物流中，當它離開超濾和純化單元時(亦即作為滲餘物流)使用UV 280nm測量(DropSense 16，特里尼安)進行測量。該滲餘物濃度係略微增加，為14.45g/L，這可為藉由略慢之滲餘物泵所造成。
使用UVVIS光譜儀NanoDrop 2000c在481nm下使用10mm比色皿測量Sunset Yellow濃度。測量該滲餘物濃度為0.3mg/L。
換句話說，該木炭深度過濾器可靠地鍵結該標識分子(游離的毒簇)，且因此適合作為保護過濾器，用於連續純化和滲濾包含游離之毒簇的產物流。
總的來說，這能夠具有從產物流去除毒簇之連續且甚至更安全的製程。
Claims (9)
- 一種用於一產物流(3)之超濾及純化單元(1)，該產物流含有生物大分子產物以及待由該產物流分離的物質，該單元包含至少一毛細管超濾模組(2)，其特徵為至少一泵(4)，將該產物流運送進入該至少一毛細管超濾模組之毛細管；至少一正位移泵(5)，由該等毛細管運送該產物流；及至少一個另外的泵(6)，使一洗滌流體(9)由該等毛細管外面通過；該單元不包括將該產物流及該洗滌流體循環進入該超濾模組之措施，以及至少一保護過濾器(8)，於該產物流(=超濾滲餘物)的方向中離開該至少一毛細管超濾模組之所有流體係通過該保護過濾器。
- 如申請專利範圍第1項之超濾及純化單元，其中該保護過濾器係可鍵結待與該產物流分離的物質之一深度過濾器及/或可鍵結待與該產物流分離的物質之一圓柱。
- 如申請專利範圍第1-2項之超濾及純化單元，其中該保護過濾器為一活性碳深度過濾器。
- 如申請專利範圍第1至3項的任一項之超濾及純化單元，其中該單元係用於連續超濾及連續純化的一單元。
- 如申請專利範圍第1至4項的任一項之超濾及純化單元，其中該生物大分子產物係一抗體-藥物-複合體。
- 如申請專利範圍第1至5項的任一項之超濾及純化單元，其中待與該產物流分離的物質係一毒簇。
- 如申請專利範圍第1至6項的任一項之超濾及純化單元，其中該單元為可任意處理的及/或供一次性使用。
- 一種用於連續超濾及連續純化一產物流之方法，該產物流含有生物大分子產物以及待由該產物流分離的物質，該方法之特徵為：該產物流係經由一毛細管超濾模組的至少一毛細管超濾隔膜以一洗滌流體洗滌；該產物流被運送進入該毛細管，且該洗滌液通過該毛細管外部輸送；將該產物流和該洗滌液連續地餵入該毛細管超濾模組，並從該毛細管 超濾模組連續地移除；該產物流和該洗滌液不循環進入該毛細管超濾模組；調節該產物流之移除，使得該產物流進入超濾和純化單元的速率係在該滲餘物離開該超濾和純化單元之速率的±20%之範圍內，或係等於該滲餘物離開該超濾和純化單元的速率，以確保沒有不想要之淨流量可從該毛細管內部通過至該毛細管外部，且反之亦然；在該產物流方向中離開該至少一個毛細管超濾模組的所有流體通過至少一個保護過濾器。
- 一種如申請專利範圍第8項之方法的利用，在一抗體-藥物-複合體之連續、減少細菌產生及/或處理的製程中，其中該製程係以一封閉及模組化之方式進行。
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