在這場全球性的新冠疫苗和藥物研發競速賽中，研發速度成為焦點。但應該放在首位的始終應該是安全性。
麻省理工學院牽頭的一項新研究於近日發表了一項研究論文，他們分析了過去病毒汙染生物製品的十八起事故的汙染源，並提出了建議。這是該行業的第一個哺乳動物細胞培養過程中的偶發性病毒汙染研究。雖然這項研究的重點是生物藥，但對基因療法或者細胞療法都有借鑑意義。這項研究對於當下參與新冠藥物和疫苗研究的企業同樣值得參考。
（來源：MIT Center for Biomedical Innovation）
由麻省理工牽頭完成研究的是 CAACB（生物製造中的外源汙染物研究聯盟），主要由麻省理工學院生物醫學創新中心 (CBI) 和生物製藥企業組成，會員包括安進、阿斯利康、輝瑞、禮來、默克、葛蘭素史克、賽諾菲等 24 家國際藥企。該聯合會的任務是彙集生物製造在外源汙染領域的專業知識。
檢測難
儘管被汙染的藥物都在到達患者手中之前被發現了，但是隻要被汙染，就需要昂貴的清理工作甚至停產，損失可達數千萬甚至上億美元。同時還會影響大眾對於新療法的信任度。
CBI 高級項目主管 Stacy Springs 說: “這些生物藥非常有效，在某些情況下甚至能治癒疾病，生物技術行業也開始考慮製造這些令人興奮的新產品。我們希望這些產品在生產時考慮到病毒。”
在二十世紀，有幾款疫苗在生產過程中受到汙染，比如骨髓灰質炎病毒疫苗受到猴病毒 40（SV40）的汙染，儘管已經過去了很長時間，它對健康的影響仍然不清楚。二十世紀八十年代早期，人類在生產小兒麻痺症疫苗時使用了被汙染的黑猩猩器官組織，在疫苗接種時被感染。為了降低此類風險，生產治療性蛋白質逐漸變成了重組蛋白療法。但是培養細胞過程中仍會受到汙染，尤其是病毒汙染。
圖 | 哺乳動物細胞培養過程中的病毒汙染（來源：上述論文）
目前使用的防止病毒汙染的方法通常情況下是有效的，但一旦病毒感染了培養的哺乳動物細胞，就會造成非常嚴重的後果。此前對於病毒感染生物製品的研究幾乎沒有，因為製藥公司一般不會公開這類事件，不過 CBI 還是找到了 20 家願意分享相關數據的公司，以匿名的方式公佈了 18 起病毒汙染事件。
在 18 起事件中，有一半多的製造平臺是中國倉鼠卵巢細胞（CHO），其次是人類或靈長類動物細胞系。但這並不能表明 CHO 的汙染風險更高。CHO 是一種實驗室常見的貼壁細胞系，廣泛用於生物製品的表達，大約有 70% 的核準生物製品是使用 CHO 生產的。
經過分析，感染人類的病毒，比如皰疹病毒、人腺病毒 1 型、副流感病毒 3 型、呼腸孤病毒 3 型，在人類細胞中比在非人類的哺乳動物細胞中更容易複製。他們的數據還證實了，動物源性原料（ADRMs），尤其是血清，更容易被病毒汙染。
關鍵在於，檢查產品是否被病毒汙染很不容易，尤其是像新冠這樣的病毒。除非細胞死亡或者看起來明顯不健康，或者做一些必要的測試。
一般常用的檢測方法包括觀察培養性能參數、體外病毒檢測（IVV assay）、基於核酸的檢測等，但結果並不準確且有明顯的侷限性。培養性能參數的變化並不能作為病毒汙染的主要指標，其他因素也會造成指標變化；體外病毒檢測也會出現假陰性。這些假陰性要麼是由於病毒沒有在選擇的指標細胞系中複製，要麼是由於病毒複製沒有在選擇的指標細胞中引起可測量的細胞病變作用，要麼是由於病毒複製過於緩慢而在測試結束時無法檢測到。體外病毒檢測需要 14-28 天。
不管是從準確性還是從時效性來講，這都意味著生物製品的安全性不應該僅僅依賴於檢測 ，而應該在整個過程中通過多重控制 (包括預防、檢測和病毒清除) 來保證。
一些公司使用基於聚合酶鏈式反應的快速檢測技術，但這種檢測必須根據特定的 DNA 序列進行定製，所以當製造商知道在他們的生產過程中最有可能發現的特定病毒時，這種方法效果最好。
如何降低風險？
用於治療生產的細胞培養中的病毒汙染風險主要來自三個方面：細胞來源、細胞培養中使用的材料、以及細胞培養過程流暴露於操作者或環境中。
因此，降低風險也主要是三個方面：使用低風險的原始材料；確保加工中使用的材料沒有病毒並能產生批量排斥；清除產品中的病毒。其中，最後一個環節尤為重要。
圖 | 常見的病毒清除方法（來源：上述論文）
CAACB 的許多成員公司正在探索新技術，在使用前滅活或者去除細胞培養基中的病毒，以及在淨化過程中從產品中去除病毒。此外，它們正在開發快速病毒檢測系統。
CBI 的研究人員還在研究幾種技術，以便能夠對病毒汙染進行更快速的檢測。
另外，該報告也建議製藥企業減少或不用來自動物產品的細胞生長培養基成分，比如牛血清。如果不可以的話，那麼可以在使用前在介質上執行病毒清除或滅活，一些公司使用類似巴氏殺菌的高溫短時間處理（HTST），還有一些公司使用紫外線或者納濾。
研究人員強調，集體努力和信息共享可以發揮重要的作用。先進的治療型醫藥產品（advanced therapy medicinal products,ATMPs）的製造已經很多年了，但是產品的使用時間還不長，這對當前的病毒檢測範式是一個挑戰，也為技術進步提供了一個明確的方向和機會。
CBI 生物製造項目聯合主任 Barone 說：“我認為技術發展有很大的潛力來改善我們所面臨的一些挑戰。”
