Разработка оптимальных условий нанофильтрации в технологии производства иммуноглобулина G человека нормального для внутривенного введения

Актуальность. Лекарственные препараты на основе иммуноглобулина G (IgG) из плазмы крови человека широко применяются в терапии бактериальных и вирусных инфекций, первичных и вторичных иммунодефицитов, аутоиммунных заболеваний. Снизить риск производственной контаминации сырья различными патогенами, в том числе вирусами, позволяет процесс нанофильтрации. Для повышения вирусной безопасности необходимы исследования по разработке и внедрению дополнительных этапов инактивации и (или) элиминации вирусов.

Цель. Разработка оптимальных условий процесса нанофильтрации, валидация и масштабирование данной стадии для  производства  лекарственного  препарата  иммуноглобулина G человека для внутривенного введения.

Материалы и методы. Раствор IgG из фракции II+III плазмы крови, нанофильтры Planova — 20N и BioEx (Asahi Kasei, Япония), Viresolve Pro (Merck Millipore, США), Virosart — HC и HF (Sartorius, Германия), Pegasus — SV4 и Prime (Pall, США), предфильтры Sartopore из полиэфирсульфона, Virosart MAX (Sartorius,  Германия)  из  полиамида,  EKX-P  (Pall,  Германия) из регенерированной целлюлозы. Лабораторные исследования по валидации вирусной редукции выполняли с модельными тест-вирусами (ВИЧ-1, трансмиссивного гастроэнтерита (коронавируса) свиней, парвовирус свиней,  вирус  энцефаломиокардита  мышей,  вирус бычьей диареи) на базе ФГБУ «НИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России. Анализ данных по выборке проводили с помощью среднего значения при 95% доверительном интервале.

Результаты. Установлено, что производительность нанофильтрации для всех выбранных комбинаций «предфильтр — нанофильтр» зависит от концентрации IgG в испытуемом растворе. Максимальная пропускная способность и выход продукта составили:  предфильтр (фильтр) ЕКХ-P с нанофильтром Pegasus SV4 —  6300  г/м²  (выход  IgG  более  95%); EKX-P или Sartopore (полиэфирсульфон) с Planova 20N — до 2980 г/м² (выход IgG — практически 100% при условии проведения  процесса  только  при  концентрации  IgG  10  г/л).  Для разных комбинаций фильтров уровень редукции соответствовал критериям приемлемости: ВИЧ-1 —  от  4,00±0,05  до  4,75±0,04  log₁₀;  коронавирус  свиней  —  от  4,30±0,04 до 4,55±0,06 log₁₀; вирус энцефаломиокардита мышей — от 5,38±0,08 до 5,57±0,04 log₁₀; вирус бычьей диареи — более 5,00 log₁₀; парвовирус свиней — от 5,12±0,10 до 5,25±0,08 log₁₀. Статистически достоверного различия в зависимости уровня редукции от марки предфильтров не выявили.

Выводы. Подтверждена эффективность противовирусной нанофильтрации для вирусов  с различными размерами вириона и физико-химическими характеристиками, включая мелкий парвовирус В19: уровень редукции вирусов для всех комбинаций составил более 4 log₁₀, что соответствует критериям приемлемости. Разработанные в лабораторных условиях параметры и соответствующая им длительность нанофильтрации, а также выход целевого продукта для всех комбинаций исследованных фильтров не изменились при масштабировании. Нанофильтрация может служить эффективным и высокопродуктивным инструментом удаления различных типов вирусов, который не влияет на качество продукта и значительно повышает вирусную безопасность биологических препаратов.

1. Киргизов КИ. Терапия внутривенными иммуноглобулинами в детской гематологии-онкологии и при трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Российский журнал детской гематологии и онкологии. 2018;5(2):32–9. https://doi.org/10.17650/2311-1267-2018-5-2-32-39

2. Radomski K, Lattner G, Schmidt T, Römisch J. Pathogen safety of a new intravenous immune globulin 10% liquid. BioDrugs. 2017;31(2):125–34. https://doi.org/10.1007/s40259-017-0212-y

3. Соломай ТВ, Семененко ТА, Каражас НВ, Рыбалкина ТН, Корниенко МН, Бошьян РЕ и др. Оценка риска инфицирования герпесвирусами при переливании донорской крови и ее компонентов. Анализ риска здоровью. 2020;(2):135–42. https://doi.org/10.21668/health.risk/2020.2.15

4. Crabol Y, Terrier B, Rozenberg F, Pestre V, Legendre C, Hermine O, et al. Intravenous immunoglobulin therapy for pure red cell aplasia related to human parvovirus B19 infection: a retrospective study of 10 patients and review of the literature. Clin Infect Dis. 2013;56(7):968–77. https://doi.org/10.1093/cid/cis1046

5. Ma S, Pang G, Shao Y, Hongo-Hirasaki T, Shang M, Inouye M, et al. Validation and implementation of Planova™ BioEX virus filters in the manufacture of a new liquid intravenous immunoglobulin in China. Biologicals. 2018;52:37–43. https://doi.org/10.1016/j.biologicals.2018.01.004

6. Shokri Doodeji M, Zerafat MM. A review on the applications of nanofiltration in virus removal and pharmaceutical industries. Glob J Nanomed. 2018;3(5):555624. https://doi.org/10.19080/GJN.2018.03.555624

7. Caballero S, Diez JM, Belda FJ, Otegui M, Herring S, Roth N, et al. Robustness of nanofiltration for increasing the viral safety margin of biological products. Biologicals. 2014;42(2):79–85. https://doi.org/10.1016/j.biologicals.2013.10.003

8. Inouye M, Burnouf T. The role of nanofiltration in the pathogen safety of biologicals. Curr Nanosci. 2019;16(3):413–24. https://doi.org/10.2174/1573413715666190328223130

9. Филатова ЕВ, Зубкова НВ, Анастасиев ВВ. Выявление генетических и серологических маркеров парвовируса В19 в производственных пулах плазмы для фракционирования. Биопрепараты. 2013; (2):28–31. EDN: RDXVEB