在这场全球性的新冠疫苗和药物研发竞速赛中，研发速度成为焦点。但应该放在首位的始终应该是安全性。
麻省理工学院牵头的一项新研究于近日发表了一项研究论文，他们分析了过去病毒污染生物制品的十八起事故的污染源，并提出了建议。这是该行业的第一个哺乳动物细胞培养过程中的偶发性病毒污染研究。虽然这项研究的重点是生物药，但对基因疗法或者细胞疗法都有借鉴意义。这项研究对于当下参与新冠药物和疫苗研究的企业同样值得参考。
（来源：MIT Center for Biomedical Innovation）
由麻省理工牵头完成研究的是 CAACB（生物制造中的外源污染物研究联盟），主要由麻省理工学院生物医学创新中心 (CBI) 和生物制药企业组成，会员包括安进、阿斯利康、辉瑞、礼来、默克、葛兰素史克、赛诺菲等 24 家国际药企。该联合会的任务是汇集生物制造在外源污染领域的专业知识。
检测难
尽管被污染的药物都在到达患者手中之前被发现了，但是只要被污染，就需要昂贵的清理工作甚至停产，损失可达数千万甚至上亿美元。同时还会影响大众对于新疗法的信任度。
CBI 高级项目主管 Stacy Springs 说: “这些生物药非常有效，在某些情况下甚至能治愈疾病，生物技术行业也开始考虑制造这些令人兴奋的新产品。我们希望这些产品在生产时考虑到病毒。”
在二十世纪，有几款疫苗在生产过程中受到污染，比如骨髓灰质炎病毒疫苗受到猴病毒 40（SV40）的污染，尽管已经过去了很长时间，它对健康的影响仍然不清楚。二十世纪八十年代早期，人类在生产小儿麻痹症疫苗时使用了被污染的黑猩猩器官组织，在疫苗接种时被感染。为了降低此类风险，生产治疗性蛋白质逐渐变成了重组蛋白疗法。但是培养细胞过程中仍会受到污染，尤其是病毒污染。
图 | 哺乳动物细胞培养过程中的病毒污染（来源：上述论文）
目前使用的防止病毒污染的方法通常情况下是有效的，但一旦病毒感染了培养的哺乳动物细胞，就会造成非常严重的后果。此前对于病毒感染生物制品的研究几乎没有，因为制药公司一般不会公开这类事件，不过 CBI 还是找到了 20 家愿意分享相关数据的公司，以匿名的方式公布了 18 起病毒污染事件。
在 18 起事件中，有一半多的制造平台是中国仓鼠卵巢细胞（CHO），其次是人类或灵长类动物细胞系。但这并不能表明 CHO 的污染风险更高。CHO 是一种实验室常见的贴壁细胞系，广泛用于生物制品的表达，大约有 70% 的核准生物制品是使用 CHO 生产的。
经过分析，感染人类的病毒，比如疱疹病毒、人腺病毒 1 型、副流感病毒 3 型、呼肠孤病毒 3 型，在人类细胞中比在非人类的哺乳动物细胞中更容易复制。他们的数据还证实了，动物源性原料（ADRMs），尤其是血清，更容易被病毒污染。
关键在于，检查产品是否被病毒污染很不容易，尤其是像新冠这样的病毒。除非细胞死亡或者看起来明显不健康，或者做一些必要的测试。
一般常用的检测方法包括观察培养性能参数、体外病毒检测（IVV assay）、基于核酸的检测等，但结果并不准确且有明显的局限性。培养性能参数的变化并不能作为病毒污染的主要指标，其他因素也会造成指标变化；体外病毒检测也会出现假阴性。这些假阴性要么是由于病毒没有在选择的指标细胞系中复制，要么是由于病毒复制没有在选择的指标细胞中引起可测量的细胞病变作用，要么是由于病毒复制过于缓慢而在测试结束时无法检测到。体外病毒检测需要 14-28 天。
不管是从准确性还是从时效性来讲，这都意味着生物制品的安全性不应该仅仅依赖于检测 ，而应该在整个过程中通过多重控制 (包括预防、检测和病毒清除) 来保证。
一些公司使用基于聚合酶链式反应的快速检测技术，但这种检测必须根据特定的 DNA 序列进行定制，所以当制造商知道在他们的生产过程中最有可能发现的特定病毒时，这种方法效果最好。
如何降低风险？
用于治疗生产的细胞培养中的病毒污染风险主要来自三个方面：细胞来源、细胞培养中使用的材料、以及细胞培养过程流暴露于操作者或环境中。
因此，降低风险也主要是三个方面：使用低风险的原始材料；确保加工中使用的材料没有病毒并能产生批量排斥；清除产品中的病毒。其中，最后一个环节尤为重要。
图 | 常见的病毒清除方法（来源：上述论文）
CAACB 的许多成员公司正在探索新技术，在使用前灭活或者去除细胞培养基中的病毒，以及在净化过程中从产品中去除病毒。此外，它们正在开发快速病毒检测系统。
CBI 的研究人员还在研究几种技术，以便能够对病毒污染进行更快速的检测。
另外，该报告也建议制药企业减少或不用来自动物产品的细胞生长培养基成分，比如牛血清。如果不可以的话，那么可以在使用前在介质上执行病毒清除或灭活，一些公司使用类似巴氏杀菌的高温短时间处理（HTST），还有一些公司使用紫外线或者纳滤。
研究人员强调，集体努力和信息共享可以发挥重要的作用。先进的治疗型医药产品（advanced therapy medicinal products,ATMPs）的制造已经很多年了，但是产品的使用时间还不长，这对当前的病毒检测范式是一个挑战，也为技术进步提供了一个明确的方向和机会。
CBI 生物制造项目联合主任 Barone 说：“我认为技术发展有很大的潜力来改善我们所面临的一些挑战。”
