【从基因到治疗】基础研究成果临床转化解决方案

在基因大发展时代，临床级病毒载体的制备是基因治疗临床应用的关键。在基因治疗几十年漫长曲折的发展过程中，人们对其的研究从狂热到理智，从盲目到规范，也逐渐开始尝试从实验室走向临床。

目前，随着几款基因治疗药物的上市，全球基因治疗不断取得突破，新的研发成果层出不穷，然而从疾病的基因治疗靶点研究到临床实践之间仍有巨大的鸿沟。如何实现这种转化，架起从实验室通往临床应用的桥梁？规范的药物开发流程和生产流程是关键！

通常，一款药物从研发到上市需要经历临床前实验及「药物临床试验批件」申请、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 期临床试验及商业化生产的过程，对于基因治疗领域常用的病毒载体亦是如此。

一、研究开发

新药的发现一般要经历药物靶点的发现及确认、先导化合物的筛选与合成、活性化合物的验证与优化三个阶段。

以溶瘤病毒制品为例，在确定肿瘤特征分子后，便可以设计、优化治疗基因的表达强度、分泌、稳定性等，或对病毒表面壳蛋白进行优化，以调整病毒对不同细胞、组织、器官的噬性，达到疾病靶向的效果。经过细胞水平或动物水平的初步药效评价，一些有确定疗效的化合物便具备了进一步开发的价值，可进入临床前实验阶段，为申报新药临床实验进行准备。

二、临床前实验及「药物临床试验批件」申请

新的病毒药物在进入人体开展临床试验之前往往需要向药品监督管理部门提出申请并获得批准。在美国称为「Investigational New Drug (IND) Application」，在我国称为「药物临床试验批件」申请。目的在于观测人体对新药的耐受程度和药代动力学，为制定给药方案提供依据。

科学、系统的临床前研究包括制备工艺、制剂处方、检验方法、质量标准、稳定性、药理、毒理、动物药物代谢动力学研究，实现这些要素一般需要如下阶段：

1. 小试工艺开发

基于质量源于设计的理念，使用科学的实验设计（DOE）方法，对上游细胞培养工艺中的关键工艺参数进行摸索（如溶氧水平、pH 范围等），同时筛选培养基、摸索补料工艺，摸索产量与培养时间的关系等；对于下游蛋白、质粒、病毒纯化，需要摸索裂解及澄清工艺，筛选合适的膜材用于过滤，摸索层析及超滤工艺中的 pH、电导、载量等。这一阶段需要反复实验与优化，以获得可行、稳定、收率高、成本合理并适合工业化生产的工艺。

2. 制剂处方研究

根据产品的特性、剂型特点、临床用药需求、给药途径等，筛选适宜的辅料，确定制剂处方。实验设计应在科学性、合理性、必要性的基础上，达到疗效高、剂量小、毒副作用小、储运方便、使用方便的目的。

3. 细胞库建立

在此阶段，需要为生产进行准备，按三级库管理细胞，建立原始细胞库、主细胞库、工作细胞库。细胞库的检定需满足相关的法规的要求，对传代稳定性、外源因子等进行检测。

4. 分析方法开发、验证及质量研究

对药品进行质量控制是保证药品安全有效的基础和前提。为达到控制质量的目的，需要多角度、多层面来控制药品质量，即要对药物的多个项目测试，来全面考察质量。常规的检测项目和方法，可参照《中华人民共和国药典》进行，通常不需要验证。针对药品特性的质量分析项目，如鉴别、检查、含量测定及生物活性测定等需要详细验证。具体内容包括专属性、线性、范围、准确度、精密度、检测限、定量限、耐用性等。方法验证内容之间相互关联，要注重整体性和系统性，要进行综合的分析评价。使用已验证的方法开展质量研究，包括药品的理化特性分析、结构确证、鉴别试验、纯度、有效成份及含量、生物学活性、杂质分析等。应根据测定方法验证结果及对多批次试制产品的检定数据，用统计学方法分析确定质量标准。

5. 中试批次生产

质量研究、稳定性考察、药理毒理实验应当使用确定的工艺，在中试规模制备的样品。中试研究一般需经过至少 3 批次试验，以达到工艺稳定的目的。

6. 稳定性研究

稳定性研究的目的是考察药品的性质在温度、湿度、光线等条件的影响下随时间变化的规律，为药品的生产、包装、贮存、运输条件和有效期的确定提供科学依据，以保障临床用药的安全有效。一般需要开展影响因素实验、加速实验、长期实验，考察的重点项目可分为物理、化学、生物学几个方面。

7. 药效学研究 

该部分研究是在动物或其器官、组织、细胞、亚细胞、分子、基因水平等模型上，进行综合分析的实验研究，以阐明药物治疗疾病的作用及机制，从而为药物有效性提供科学依据，确定有无实用价值及开发前景，可否开展人体临床试验。

8. 毒理学研究

研究内容包括急性毒性试验、长期毒性试验、刺激性、过敏性、溶血性、遗传毒性、生殖毒性、致癌试验、依赖性实验等，最终为药物的安全性评价提供依据。

9. 非临床药物代谢动力学研究

通过动物体内体外的研究，揭示药物在动物体内的动态变化规律，阐明药物的吸收、分布、代谢、排泄的过程和特点。

整理集齐以上全部数据，便可以提交「药物临床试验批件」申请，准备开展临床试验。

三、临床试验

通过临床试验审批之后，可以开始临床试验，所有试验样品必须在 cGMP 的条件下生产制备。

人体试验共分三期：

Ⅰ 期临床通常需要 20～100 例正常健康人，大概需要 1 年时间完成。主要进行安全性评价及确定药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄等研究。

Ⅱ 期临床通常需要 100～300 例患者，此阶段大约需要 2 年时间，主要评价药物的疗效。

Ⅲ 期临床需要 300～5000 例患者，此阶段大约需要 3 年时间，目的是扩大样本量，进一步评价监测以确定药物的疗效和不良反应。

四、商业化生产

完成所有三个阶段的临床试验并分析所有资料及数据，药物的安全性和有效性得到了证明，新药持有人则可以向药监部门提交新药申请。新药申请一旦获得药监部门批准，便可以在符合 cGMP 标准的车间内进行商业化的药品生产，该药物即可正式上市销售，供医生和病人选择。

总结 

新药研发是一个长周期、高风险、高投入，同时伴随高回报的过程。临床级病毒载体的制备更是基因治疗临床应用的关键。为此，和元上海斥资数亿，与 GE 医疗联手打造近 5000 m² 基于一次性技术的 GMP 病毒生产平台，可以为重组病毒领域客户提供上述从小试研发、临床申报中试生产到 GMP 产业化生产的一条龙服务，全方位加速基因治疗或细胞治疗药物上市。目前，平台已与多家基因治疗或细胞治疗药物企业开展合作，目前开展申报 CDMO 项目包括腺相关病毒、慢病毒、腺病毒、痘病毒和裸质粒等相关产品。

图片来源：GE 医疗生命科学事业部

和元上海作为中国基因治疗的开拓者，此次与 GE 「强强联手」，双方充分把握基因技术快速发展的契机，在基因治疗领域，开展免疫治疗用病毒项目的技术转移及全球 CMO 项目合作。秉承「打造一个平台，推动一个行业」的发展战略，和元上海以基因治疗重组病毒研发及生产为核心，悉心打造基因治疗重组病毒生产基地。2019 年 3 月 5 日，和元上海将在上海国际医学园区半夏路 100 弄 9 号楼举办 「和元上海病毒载体 CDMO 平台开业庆典」剪彩仪式，并于当日下午在万豪酒店举办「首届基于一次性技术的基因治疗创新论坛」。力图全力促进基因治疗产业的发展，真正实现让基因治疗造福人类！ 

2019 年 3 月 5 日，期待与您共聚和元，一起见证基因治疗新时代的到来！

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编辑： z翟某某    来源：丁香园