Technologie d'inactivation et d'élimination des virus des produits sanguins
Les produits sanguins sont des « composants protéiques plasmatiques ou composants de cellules sanguines, tels que l'albumine sanguine humaine, l'immunoglobuline humaine, le concentré de globules rouges du facteur de coagulation humain (naturel ou recombinant), etc., séparés du plasma humain sain ou du plasma humain spécifiquement immunisé, purifié ou fabriqué par la technologie de l'ADN recombinant, à des fins de diagnostic, de thérapie ou d'immunoprophylaxie passive". Les produits sanguins jouent un rôle important dans les urgences médicales, le sauvetage des blessés de guerre ainsi que la prévention et le traitement de certaines maladies spécifiques.
Contexte réglementaire
Les pratiques d'assurance de la sécurité doivent garantir que le médicament final est sans danger pour les organismes de réglementation et, en fin de compte, pour les patients et le public. Dans les années 1990, la Conférence internationale de coordination (ICH 1998) a publié « Q5A : Viral Safety Assessment of Biotechnological products of Human or animal Origin Celllines » (Q5A : Viral Safety Assessment), établissant une norme mondiale en matière de sécurité virale.
ICH Q5A décrit un système à plusieurs niveaux pour tester et valider la validation afin d'atteindre cet objectif. Le programme de tests se concentre sur la récolte des banques de cellules, des matières premières et des bioréacteurs, complété par une analyse des risques liés aux produits. En plus des tests, l'ICH Q5A exige que la décontamination en aval soit évaluée comme une mesure de sécurité lorsqu'aucun contaminant n'est détecté en amont. La vérification de l'autorisation garantit que si un virus échappe au régime de test, il peut être éliminé et/ou inactivé avant de se retrouver dans le produit médicamenteux final.
Contexte du programme global de sécurité antivirus
Dans la fabrication (ou bioprocédés) biotechnologique moderne, il y a généralement trois ou quatre opérations unitaires dans la séquence purifiée entière, capables d’éliminer ou d’inactiver le virus. Cela comprend certaines étapes chromatographiques (telles que la protéine A ou l'échange d'anions), la culture de pH faible ou de détergents et les filtres de rétention de virus. Toutes ces étapes ne supprimeront ou n’inactiveront pas efficacement tous les virus.
Par exemple, une culture à faible pH est généralement inefficace pour l’inactivation des virus non enveloppés, mais elle fonctionne bien pour l’inactivation des virus enveloppés. Dans certaines conditions de fonctionnement, la colonne échangeuse d'anions peut ne pas être en mesure de lier et d'éliminer les virus isoélectriques neutres du flux de produits, mais elle est efficace contre les virus acides.
Il s’agit d’une combinaison de trois à quatre opérations unitaires indépendantes et orthogonales qui assurent ensemble la sécurité virale des produits biotechnologiques.
Il est généralement supposé qu'une étape de traitement robuste, efficace et fiable sera capable de supprimer ou d'inactiver un grand nombre de virus (généralement défini comme 4 log10 ou plus, où la valeur de réduction log ou LRV est calculée comme le log10 du total nombre de virus en entrée divisé par le nombre total de virus en sortie). Cependant, le LRV ne peut pas être utilisé comme mesure absolue unique de l’efficacité d’une mesure. Les données peuvent être préliminaires. Il est facile à modéliser, relativement insensible aux changements dans les conditions du procédé et efficace contre toute une gamme de virus (OMS 2004).
La filtration virale est largement reconnue comme une étape de processus puissante et efficace et constitue un élément clé de la stratégie globale visant à minimiser le risque de particules virales exogènes et endogènes lors de la fabrication de produits biotechnologiques.
Les filtres viraux fonctionnent souvent grâce à de puissants mécanismes de rétention basés sur la taille. Grâce à ce puissant mécanisme d’action, les filtres viraux sont plus susceptibles que les étapes chromatographiques de fournir une rétention virale prévisible pour une gamme de virus. En effet, le filtre est moins susceptible d'être affecté par les différences dans les propriétés physicochimiques des différents virus et par les interactions virus-résine régulées par les conditions de fonctionnement. Par conséquent, l’étape de filtration virale est couramment utilisée dans les processus bien conçus de purification de protéines thérapeutiques recombinantes (EMEA 1996), qui se sont également révélés performants dans l’industrie de traitement du plasma.
Cependant, les produits sanguins sont comme une arme à double tranchant, qui non seulement sauve des milliers de vies, mais risque également de propager des maladies et de constituer une menace pour la santé humaine. Selon les statistiques, de 1977 à 1984, au moins 30 000 receveurs de sang aux États-Unis ont reçu du sang infecté par le virus du SIDA. En 1985, 1 200 hémophiles sur 3000 en France étaient infectés par le SIDA par transfusion sanguine ou produits sanguins.
Selon l'Organisation mondiale de la santé, 5 à 10 % des infections par le SIDA dans le monde sont causées par des transfusions de sang ou de produits sanguins infectés par le SIDA. Le premier cas de SIDA en Chine a été infecté par l'utilisation de produits sanguins importés infectés par le virus du SIDA. En outre, la transmission des hépatites B et C due à la transfusion de sang et de produits sanguins a également été signalée.
1. Principaux virus transmis par les produits sanguins et leurs caractéristiques
Il existe de nombreux types de virus transmis par le sang et les produits sanguins, comme le montre le tableau 1. Parmi eux, le VIH, le VHB et le VHC ont été préoccupés par les cercles médicaux nationaux et étrangers en raison de leur taux d'infection élevé et de leurs graves dommages.
Le sang et les produits sanguins pouvant propager des virus, cela a sérieusement affecté leur application dans la prévention et le traitement des maladies. Par conséquent, dans la production de produits sanguins, des processus d’inactivation et d’élimination des virus doivent être ajoutés pour garantir la sécurité des produits sanguins.
2. Principales méthodes d'inactivation et d'élimination du virus
Afin de garantir la sécurité des produits sanguins, outre la sélection des donneurs de sang, la vaccination lorsque cela est possible et des tests stricts du sang collecté et d'autres mesures, l'inactivation et l'élimination du traitement viral des produits sanguins constituent un maillon important pour garantir la sécurité des produits sanguins. sécurité de la transfusion sanguine. Plusieurs méthodes couramment utilisées et efficaces pour inactiver et supprimer les virus sont décrites en détail ci-dessous.
I. Méthodes d'inactivation des virus
1. Méthode Pasteur
La base théorique de cette méthode est que le taux de destruction de la structure du virus est bien supérieur à celui de la structure des protéines grâce au choix de la température et du temps d'action. Près de 50 ans de résultats d'utilisation clinique et d'expérimentations récentes sur les animaux ont confirmé que l'albumine en solution après un traitement thermique de 10 heures à 60 degrés, c'est-à-dire une désinfection Pasteur, peut non seulement inactiver le VHB, mais également inactiver le VHC et le VIH, faisant de l'albumine la solution la plus fiable. produit sanguin en matière de sécurité virale.
Récemment, le procédé Pasteur a été étendu à la production d'IVIG, FVI, FIX, fibrinogène et d'autres produits. Bridonnccu et al. a ajouté ce processus d'inactivation du virus au processus de production d'éthanol à basse température IVIG, c'est-à-dire que la méthode Pasteur a été mise en œuvre dans des conditions d'absence de stabilisant, de faible teneur en sel et en acidité, et le titre du virus a diminué de 5 Log. Simmonds et coll. testé le virus transmis par transfusion (TTV) des préparations concentrées FVⅢ et FIX utilisées cliniquement au Royaume-Uni, et a constaté que le taux de détection du TTV des produits sans inactivation du virus Pasteur était de 50 % à 75 %, et le taux de détection positif de produits après inactivation Pasteur était de 0.
Le taux de positivité du TTV était de 27 % chez 84 patients hémophiles au Royaume-Uni qui utilisaient des produits à base de facteurs de coagulation non inactivés, tandis que seulement 1 patient sur 19 utilisant des produits à base de facteurs de coagulation inactivés par le virus était positif, avec un taux de détection positif de 5 %. Par conséquent, le processus d’inactivation du virus est très efficace pour améliorer la sécurité des produits sanguins.
2. Solvant organique combiné à un tensioactif (méthode S/D)
This method was first established by Horowitz et al., a blood center in New York, the principle is that organic solvents can make lipids fall off the surface of the virus, so that the structure of the virus is destroyed and the infection activity is lost. The common S/D method uses n-butyl triphosphate (TNBP) in combination with different surfactants such as Tine80, Triton X100, and sodium cholate. The effect of S/D method on the inactivation of lipid-coated viruses in blood products has been confirmed. For example, when FI concentrated preparations were treated with 0.3%TNBP and 0.2% sodium cholate at 24℃ for 6 h, the inactivation of HBV and HCV was >4 Log,HIV >4.5 Log, and the inactivation of VSV and Sindbis viruses was >4.5 Log, and the recovery rate of FVIII was >90 %. Un grand nombre de produits sanguins inactivés par la méthode S/D se sont révélés sûrs et fiables grâce à des applications cliniques à long terme, ils sont donc largement utilisés. Cependant, cette méthode n’a aucune capacité d’inactivation contre le parvovirus B19, le HEV et d’autres virus non lipo-enrobés.
3. Méthode d'inactivation par chaleur sèche
L'inactivation par chaleur sèche signifie que la préparation lyophilisée est traitée par chauffage et que le virus est tué par chaleur sèche. Les méthodes de chaleur sèche couramment utilisées sont la méthode de chauffage à 60 degrés ~ 80 degrés, 10 ~ 72 h et la méthode de traitement à 80 degrés, 72 h. Dès le début des années 1980, il était utile de chauffer la préparation concentrée lyophilisée de FVIII et le complexe prothrombique à une température de 60 à 80 degrés pendant 10 à 72 heures. Cependant, il a été prouvé que cette méthode ne peut pas inactiver complètement le VHB, le VHC et le VIH. Le traitement par chaleur sèche à 80 degrés et 72 heures s'est avéré efficace pour inactiver le VHB, le VHC et le VIH. Des rapports récents ont également fait état de préparations lyophilisées de facteurs de coagulation traitées à 100 degrés. Xu Jinbo et al ont traité les IgG à 100 degrés pendant 30 minutes et ont inactivé le virus de la stomatite vésiculaire 8,2 Log. Certaines personnes lyophiliseront le FVIII à 68 degrés pendant 72 heures, à l'état sec, puis chauffés à 100 degrés pendant 0,5 à 1 heure. Cette méthode est relativement économique.
4. Méthode photochimique
This method was first proposed by Matthews et al. The principle is that some photosensitizers have a strong affinity for the surface of the virus and the structure of the viral nucleic acid, and are easily activated under appropriate wavelength of light, thus destroying the structure of the virus in contact with them through photochemical action. The photosensitizers that have been used include: hemacoline derivatives, psoralide derivatives, phenothiazines, phthalocyanines, and cyanine 540, etc. The main feature of this method is that it can be used to inactivate the virus of whole plasma, and the inactivation of the virus of platelet products is the current research focus. Scientists from the Department of Experimental Medicine at the University of California in the United States have screened out a new psoralen derivative S-59 among more than 100 chemical modifications of psoralen. The platelets were irradiated with 150 um S-59 combined with 3 J/cm2 UVA, which could inactivate >6.7 Log of free HIV and >6,6 Log de cellules liées au VIH et les plaquettes sont restées bonnes après 7 jours de conservation fonctionnelle in vitro, qui a été approuvée par la FDA pour les essais cliniques.
Parmi ces méthodes, la méthode de désinfection Pasteur et la méthode S/D sont approuvées par la FDA des États-Unis et sont largement utilisées dans le monde. La méthode d’inactivation par chaleur sèche convient principalement à l’inactivation virale des préparations lyophilisées. La méthode photochimique a un fort effet d'inactivation sur les virus à revêtement lipidique et a été utilisée pour l'inactivation des virus du plasma entier en Europe et offre de larges perspectives pour l'inactivation des virus dans les composants des cellules sanguines. Cependant, toutes ces méthodes ont leurs propres inconvénients, par exemple la stérilisation Pasteur n'est pas idéale pour l'inactivation de certains virus résistants à la chaleur ; La méthode S/D n’a pas pu inactiver efficacement le virus non lipo-enduit. La méthode photochimique a considérablement endommagé l’activité de certaines protéines plasmatiques. L'utilisation clinique actuelle des investigations de suivi montre qu'aucune méthode d'inactivation virale ne peut garantir que les produits sanguins sont absolument exempts de risque de transmission de virus.
I. Processus de suppression des virus
Dans la production de produits sanguins, un seul processus d’inactivation ne peut pas inactiver tous les virus ; De plus, le virus lui-même est une protéine hétérologue, par exemple son apport avec le produit produira des effets indésirables ; Dans le même temps, en raison des limites du niveau technique, il existe encore des virus dont les caractéristiques ne sont pas trouvées ou comprises, de sorte que les méthodes d'inactivation virales existantes ne peuvent pas garantir l'effet d'inactivation de ces virus. Par conséquent, l'inactivation à elle seule ne peut garantir la sécurité du produit et doit être retirée du produit. La technologie de suppression des virus suscite donc de plus en plus d’attention. Deux processus de suppression de virus couramment utilisés et efficaces sont brièvement décrits ci-dessous.
1. Technologie chromatographique
La technologie chromatographique fait référence à l'utilisation de divers composants et de différences d'affinité ou d'interaction de phase stationnaire, pour réaliser la séparation de divers composants. En tant que technologie avancée pour la production de produits sanguins, la chromatographie elle-même a pour effet d'éliminer les virus, en particulier la chromatographie d'affinité et la chromatographie d'échange d'ions. Pour la chromatographie par échange d'ions, l'élution présente des avantages par rapport à la pénétration pour l'élimination des virus. Le tableau 2 présente les données statistiques sur le taux d'élimination du VHA par technologie chromatographique dans le processus de production d'albumine par la société CSL en Australie. Comme le montre le tableau 2, la chromatographie par échange d'ions et la filtration sur gel sont plus efficaces pour éliminer le VHA, avec un taux d'élimination total de 10,9 Log.
Dans la production de FVIII, Baxter Healtheare effectue une chromatographie d'immunoaffinité à l'aide de gels traités par des anticorps anti-FVIII, qui peuvent éliminer (4,2±0.1)Log et (5,3±0.9)Log des non -les virus à revêtement lipidique tels que PPV et HAV, respectivement.
2. Filtration des nanofilms
Pour certains virus de petit diamètre de surface, tels que le VHA et le parvovirus B19, la filtration sur nanomembrane est la méthode d'élimination la plus efficace. Il profite de la différence de taille entre les protéines et les virus et de l’adsorption des virus par la membrane filtrante pour isoler les virus. Une étude en laboratoire a été menée sur le site d'approvisionnement en sang de Sanquin aux Pays-Bas sur l'élimination des virus en ajoutant une filtration par nanomembrane Planova 15N en une et deux étapes au processus de production du complexe prothrombique. Il a été constaté que les taux d'élimination du VIH, du VHA et d'autres virus augmentaient à des degrés divers après la filtration sur nanomembrane (voir tableau 3).
Cependant, les problèmes suivants peuvent survenir lorsque cette méthode est appliquée à une production industrielle : Premièrement, en raison de la viscosité élevée du produit et de la présence de protéines de grand diamètre, la taille des pores de la membrane sélectionnée par le filtre ne doit pas être trop petite, limitant ainsi l'élimination des virus de petit diamètre tels que le VHC ; Deuxièmement, la stabilité du contrôle de la taille des pores de la membrane lors du processus de production du filtre affectera l’élimination des virus. Troisièmement, lorsque l’ouverture de la membrane inférieure au diamètre de la particule virale est bloquée, le débit du produit sera réduit, affectant le rendement. Par conséquent, la sélection de membranes dont les propriétés et la taille des pores sont adaptées aux besoins des produits traités est un facteur important pour déterminer si la filtration par nanomembrane peut éliminer les virus.
3. Discussion
Dans le but d'assurer la qualité de la source de sang, le processus d'inactivation et d'élimination du virus est un moyen important et nécessaire pour garantir la sécurité des produits sanguins. L’utilisation d’un seul procédé viral inactivé ne peut garantir de manière absolue la sécurité des produits sanguins. Sur la base de la technologie d'inactivation des virus, la technologie d'élimination des virus telle que la chromatographie et la filtration des nanofilms a été ajoutée, le taux d'élimination des virus a été considérablement augmenté et l'effet d'inactivation et d'élimination des virus a été considérablement amélioré. À l'heure actuelle, l'Europe a clairement proposé que dans le processus de production de produits sanguins, au moins une inactivation et une élimination des virus soient utilisées pour garantir la sécurité des produits sanguins.
En Chine, la plupart des fabricants de produits sanguins n'utilisent qu'un seul processus de virus inactivé dans le processus de production, tel que la méthode de désinfection Pasteur, la méthode S/D, etc., mais n'utilisent pas le processus d'élimination des virus, ce qui affecte sérieusement la qualité des produits sanguins. Avec l'adhésion de la Chine à l'OMC, le processus de production et les normes de qualité des produits sanguins nationaux seront conformes à ceux du monde, sinon elle ne pourra pas garantir la part de marché intérieure existante, mais ne pourra pas non plus rivaliser avec des produits similaires dans d'autres pays du monde. marché international.
Par conséquent, les fabricants chinois de produits sanguins doivent améliorer le processus de production, renforcer l'inactivation et l'élimination du virus, afin de garantir pleinement la qualité et la sécurité du produit. Par conséquent, les fabricants chinois de produits sanguins auront tendance à utiliser la chromatographie pour purifier les produits sanguins et éliminer les virus afin de garantir la sécurité des produits sanguins.
À propos du guidisme
Guidling Technology est une entreprise nationale de haute technologie axée sur les produits biopharmaceutiques, la culture cellulaire, la purification et la concentration de fluides biomédicaux, de diagnostic et industriels. Nous avons développé avec succès des dispositifs de filtration centrifuge, des cassettes d'ultrafiltration et de microfiltration, un filtre anti-virus, un système TFF, un filtre en profondeur, des fibres creuses, etc. qui répondent pleinement aux scénarios d'application des produits biopharmaceutiques, de la culture cellulaire, etc. Nos membranes et filtres membranaires sont largement utilisés en concentration, extraction et séparation de préfiltration, microfiltration, ultrafiltration et nanofiltration. Nos nombreuses gammes de produits, depuis les petites filtrations de laboratoire à usage unique jusqu'aux systèmes de filtration de production, en passant par les tests de stérilité, la fermentation, la culture cellulaire et bien plus encore, répondent aux besoins des tests et de la production. Guidling Technology est impatient de coopérer avec vous !
