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WO2010001659A1 - ポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法 - Google Patents

ポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法 Download PDF

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WO2010001659A1
WO2010001659A1 PCT/JP2009/058483 JP2009058483W WO2010001659A1 WO 2010001659 A1 WO2010001659 A1 WO 2010001659A1 JP 2009058483 W JP2009058483 W JP 2009058483W WO 2010001659 A1 WO2010001659 A1 WO 2010001659A1
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WO
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virus
monoclonal antibody
virus removal
polypeptide
useful substance
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/058483
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English (en)
French (fr)
Inventor
輝道 殿岡
Original Assignee
旭化成メディカル株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 旭化成メディカル株式会社 filed Critical 旭化成メディカル株式会社
Publication of WO2010001659A1 publication Critical patent/WO2010001659A1/ja

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K16/00Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies
    • C07K16/06Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies from serum
    • C07K16/065Purification, fragmentation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P29/00Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • A61P35/02Antineoplastic agents specific for leukemia

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a single useful substance having a polypeptide, particularly a monoclonal antibody preparation or a recombinant preparation.
  • Monoclonal antibody preparations and recombinant preparations which are a kind of protein preparation, have a single composition produced using genetically modified cells. By using these preparations, it is possible to specifically recognize specific proteins and cancer cells that trigger certain pathological conditions and cause antibody reactions, which can cause intractable diseases such as rheumatism, cancer, and leukemia. Widely used for treatment.
  • the production process of protein preparations such as monoclonal antibody preparations and recombinant preparations varies depending on the type of useful substance to be produced, but at least the above-mentioned useful substance is produced using cells or animals whose genes have been modified.
  • Inhibition of aggregation of useful substances, purification process for purifying the useful substances by culturing process, sterilization membrane, adsorption column, chromatography, etc., virus removal process for removing or inactivating viruses in solutions containing the useful substances Usually, a stabilizer addition step for adding a stabilizing agent and an encapsulation step for encapsulating the useful substance from which viruses have been removed are necessary.
  • Virus inactivation methods include heat treatment and chemical treatment. However, these methods alone are not sufficient to inactivate viruses, and these methods are useful substances in protein preparations. May also be denatured. From such a background, filtration using a virus removal membrane is performed as a means for removing a physical virus without chemical denaturation.
  • the virus removal membrane is a removal method based on the size of the virus, it has the advantage that it is less affected by the characteristics of the virus compared to other methods such as heat treatment and chemical treatment, and removes viruses with a pore size of about 20 nm. If a membrane is used, it is possible to remove all currently known viruses to about 1 / 10,000 before filtration.
  • protein preparations such as monoclonal antibody preparations
  • liquid preparations may be used as they are, or freeze-dried preparations may be used by dissolving them in distilled water. From the viewpoint of reducing the risk of mistakes, it is desired to liquefy the preparation and to increase the concentration in order to reduce the amount of the preparation to be administered and reduce the burden on the patient.
  • protein preparations such as monoclonal antibody preparations naturally exist in the blood in their composition and ratio, and unlike polyclonal antibodies obtained by purification by Cohn fraction, genetically modified cells are cultured. The physical properties of these antibodies are diverse compared to polyclonal antibodies, and some of them are not. There are also stable properties.
  • One factor that is particularly important for the stability of protein preparations such as monoclonal antibody preparations is the concentration of the preparation solution. That is, at a high concentration exceeding 2% by weight, which is the final formulation concentration, it is difficult to ensure the stability of the protein itself in the solution, and multimers and aggregates are often mixed. Therefore, it is necessary to use a stabilizer or the like for stabilizing a protein preparation having unstable properties at the stage after the antibody concentration in the purification process (Patent Document 1). Multimers and aggregates are known to cause serious side effects such as anaphylactic shock, and even if monoclonal antibodies themselves can be produced, protein denaturation cannot be prevented during the purification process. The formulation may be abandoned.
  • Non-Patent Documents 1, 2, 3, 4, 5 Non-Patent Documents 1, 2, 3, 4, 5
  • the integrity of the monoclonal antibody itself as a preparation with respect to virus removal is ensured, but it has been difficult to ensure the above-described completeness of virus removal from the stabilizer. For this reason, it is difficult to use organism-derived or fermentation-derived stabilizers, or when used, the purification process of the stabilizer itself becomes complicated.
  • an object of the present invention is to realize both high permeability and virus removability of a preparation solution containing a single useful substance having a polypeptide at a high concentration, and derived from a living organism or a fermentation product. It is an object of the present invention to provide a method for producing a monoclonal antibody, which can be used for a preparation containing a stabilizer having a risk of virus contamination and can be easily used in various preparation processes. In view of this problem, it is the virus removal process that is most difficult to solve.
  • the permeability of the virus removal membrane is generally low, and it should be adapted to filtration with a high formulation concentration. In general, this is the most difficult problem in the manufacturing process. Furthermore, since the permeability of the virus removal process is proportional to the pore size of the dense layer of the virus removal membrane, and the virus removal property is inversely proportional to the pore size of the dense layer, it is possible to achieve both of these contradictory properties with high performance. This is a technical issue.
  • the present invention includes the following.
  • Stabilizer addition step of adding at least one agent virus removal step of removing virus in a solution containing a single useful substance having a polypeptide with a virus removal membrane, single unit having a polypeptide from which a virus has been removed
  • One useful substance has an average permeability of 0 to 10 minutes after the start of filtration and 2 to 3 hours after passage of 1.0 (kg / m 2 / hour) or more.
  • the manufacturing method of the formulation containing the single useful substance which has a peptide.
  • a method for producing a preparation containing a useful substance is
  • [4] The preparation containing a single useful substance having the polypeptide according to any one of [1] to [3], wherein the virus removal membrane is a hollow fiber membrane made of a synthetic polymer. Manufacturing method.
  • [5] The method for producing a preparation containing a single useful substance having the polypeptide according to any one of [1] to [4], wherein the virus removal membrane is a multilayer microporous membrane.
  • At least a culture step for producing monoclonal antibodies At least a culture step for producing monoclonal antibodies, a purification step for purifying monoclonal antibodies, a stabilizer addition step for adding at least one stabilizer that suppresses aggregation of monoclonal antibodies, and a solution containing the monoclonal antibodies
  • a method for producing a preparation comprising a monoclonal antibody having a virus removal step of removing a virus with a virus removal membrane and an encapsulation step of encapsulating the monoclonal antibody from which the virus has been removed, wherein the virus removal step originates from the time of production of the monoclonal antibody.
  • the virus and the virus derived from the production of the stabilizer are removed, the virus removal ability of the virus removal step is LRV ⁇ 4, and the concentration of the monoclonal antibody at the virus removal step is 3.0 to 10% by weight
  • the virus removal membrane used in the virus removal step To, the monoclonal antibody contained in the solution, min filtration started after 0-10, the average permeability at 2-3 hours has elapsed, that both is 1.0 (kg / m 2 / hour ) or more
  • a method for producing a preparation containing a monoclonal antibody which is characterized. [7] The method for producing a preparation containing the monoclonal antibody according to [6], wherein the stabilizer is derived from a living organism or a fermentation product.
  • Method. [9] The method for producing a preparation containing the monoclonal antibody according to any one of [6] to [8], wherein the virus removal membrane is a hollow fiber membrane made of a synthetic polymer.
  • the amount of each stabilizer added in the stabilizer addition step is in the range of 0.1 to 15% by weight, and the purity of the monoclonal antibody at the end of the stabilizer addition step and at the end of the encapsulation step is The method for producing a preparation containing the monoclonal antibody according to any one of [6] to [10], which is 80% or more.
  • the present invention it is possible to produce an intermediate for producing a high-quality high-concentration monoclonal antibody solution preparation or a recombinant preparation that achieves both high permeability and virus removability.
  • the above-mentioned high-quality preparation or production intermediate can be produced even by using a preparation containing a stabilizer having a risk of virus contamination derived from organisms or fermentation products. Therefore, it is possible to provide a method for producing a preparation containing a single useful substance having a polypeptide including a monoclonal antibody, which can be easily used in various preparation production processes, thereby simplifying the production process, Comprehensive reductions and cost reductions can be achieved.
  • the method for producing a preparation containing a single useful substance having a polypeptide proposed in the present invention includes at least a culturing step for producing a single useful substance having a polypeptide by bacteria, CHO cells, hybridomas, and the like.
  • Purification step for purifying a single useful substance having chromatography by chromatography, ultrafiltration membrane, polishing, etc. Stabilizer addition step for adding a stabilizer that suppresses aggregation of a single useful substance monoclonal antibody having a polypeptide
  • a single useful substance having a polypeptide cultivated in the above culturing step is essentially a recombinant protein or monoclonal antibody produced by applying a gene recombination technique to bacteria or CHO cells and culturing, or a hybridoma, etc.
  • the important evaluation items in the virus removal step are the filtration rate and virus removal ability in the virus removal step of the intermediate product.
  • This step is intended to remove viruses derived from the production of monoclonal antibodies and viruses derived from the production of stabilizers. Therefore, it is essential that the step of adding an additive derived from an organism or fermentation product with a high risk of virus contamination be performed before the virus removal step by the virus removal membrane.
  • additives such as inorganic salts, petroleum products, or additives that are not derived from biological or fermentation products, such as those synthesized therefrom.
  • a stabilizer derived from a biological substance or a fermentation product is filtered together with the preparation in the final step of the preparation containing a single useful substance having a polypeptide.
  • Stabilizers derived from biological or fermented products include fungal / bacterial fermentation products such as “dextran obtained by lactic acid bacteria fermentation” or “neuramic acid obtained from egg yolk derived from an enzyme reaction” It refers to a product that corresponds to a product obtained using a product obtained by direct extraction from a living organism as a raw material (Patent Document 1).
  • Non-Patent Documents 1 to 5 Specific production methods of these stabilizers by fermentation methods are already known from many literatures and the like, and production on an industrial scale is performed (Non-Patent Documents 1 to 5).
  • the risk of virus contamination with these stabilizers means, for example, when fermentation methods are used, when using biological materials such as bovine serum when cultivating biological or fermentation product-derived stabilizers, Viruses that are derived from raw materials and infect humans in the manufacturing process of stabilizers that use biological materials such as by decomposing biological materials such as (by enzymes) to obtain the desired stabilizer Means that there is a risk of contamination by viruses derived from these raw materials if they are not sufficiently removed or inactivated in the production process of the stabilizer.
  • This method is not particularly limited with respect to the type of stabilizer derived from the organism or the fermentation product, but more preferably sugars (typically monosaccharides, disaccharides, trisaccharides, oligosaccharides, sugar alcohols).
  • sugars typically monosaccharides, disaccharides, trisaccharides, oligosaccharides, sugar alcohols.
  • Amino acids, amino sugars, organic acids, or derivatives thereof, and more preferably sugars include glucose, mannose, galactose, fructose, sorbose, sucrose, lactose, trehalose, maltose, raffinose, dextran, Mannitol, sorbitol, erythritol, leucine, isoleucine, alanine, threonine, glutamic acid, aspartic acid, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, proline, hydroxyproline, citrulline as amino
  • Derivatives and the like referred to here are salts of those having an acidic or basic site, such as an ester of a carboxyl group and a hydroxyl group, an alkyl or acyl substituent of an amino group and a hydroxyl group, or a salt thereof, Means a combination of multiple derivatizations.
  • the type of salt is not particularly limited as long as it is legally recognized as an additive for foods and pharmaceuticals.
  • Multimers and aggregates of a single useful substance having a polypeptide are those in which a single useful substance having a polypeptide is chemically bound to form a dimer, or an aggregate of trimers or more. Or a single useful substance having two or more polypeptides aggregates randomly due to intermolecular force or for some reason (such as denaturation).
  • the amount of each stabilizer added in the stabilizer addition step is preferably 0.1 to 15% by weight, more preferably 0.5 to 5%. It is in the range of 10% by weight, more preferably in the range of 0.5-5% by weight. Furthermore, if the purity of a single useful substance having a polypeptide at the end of the encapsulation process is 80% or more, it is considered that a sufficient stabilizing effect has been obtained, more desirably 85% or more, and even more desirably 90%. As described above, it is most desirably 95% or more.
  • the permeability of a single useful substance solution having a polypeptide generally depends on the antibody solution concentration and the inlet pressure. That is, the permeability has a negative correlation with the concentration of a single useful substance having a polypeptide, and the filtration rate tends to decrease as the protein concentration increases. There is a positive correlation with the inlet pressure during filtration regardless of the protein concentration. Therefore, it is desirable that the pressure resistance of the virus removal membrane itself is 600 kPa or higher in order to perform filtration without reducing the filtration rate while the concentration of a single useful substance having a polypeptide remains high.
  • a film made of a synthetic polymer such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethersulfone (PES), or polysulfone (PS) and having a hydrophilic property is desirable.
  • the membrane may have a flat membrane structure or a hollow fiber structure, but preferably has a hollow fiber structure.
  • the structure of the membrane is a microporous membrane containing a thermoplastic resin having a coarse structure layer with a high porosity and a dense structure layer with a low porosity, and the coarse structure layer is formed on at least one membrane surface.
  • a multilayer microporous membrane which is present and has a thickness of 5.0 ⁇ m or more, the thickness of the dense structure layer is 50% or more of the entire film thickness, and the coarse structure layer and the dense structure layer are integrated Is desirable.
  • the coarse structure layer is a layer having an opening ratio of an average opening ratio of the entire film thickness + 2.0% or more, and the dense structure layer has an opening ratio of an average opening ratio of the entire film thickness of +2 A layer that is less than 0.0% and that is within the range of [average average aperture ratio of entire film thickness + partial aperture ratio of layers less than 2.0] ⁇ 2.0% (including both ends). Some are preferred.
  • the coarse structure layer is preferably an inclined structure in which the partial pore ratio continuously decreases from the film surface toward the dense structure layer and exists only on one film surface.
  • the permeability has a negative correlation with the concentration of a single useful substance having a polypeptide, and the permeability (filtration rate) tends to decrease as the protein concentration increases.
  • the concentration of the single useful substance solution having the polypeptide in the virus filtration step is performed in the range of 3.0 to 10% by weight, more preferably in the range of 3.0 to 7.5% by weight, It is desirably in the range of 3.0 to 5.0% by weight, and most desirably in the range of 3.0 to 4.0% by weight.
  • the membrane area and the permeability per hour of the monoclonal antibody are preferably 1.0 (kg / m 2 / hour) or more, more preferably 1.5 (kg / m 2 / hour) or more, more desirably 2.0 (kg / m 2 / hour) or more.
  • the inlet pressure in the virus removal process using the virus removal membrane has the merit that high pressure can be filtered quickly in a short time. However, if the pressure is too high, the risk of damage and leakage due to pressure on the device increases.
  • the pressure is 150 kPa to 600 kPa, preferably 196 kPa to 500 kPa, more preferably 245 kPa to 400 kPa, further preferably 294 kPa to 400 kPa, and most preferably 294 to 300 kPa.
  • the average permeability of a preparation solution containing a single useful substance having a polypeptide after 2 to 3 hours from the start is 1.0 (kg / m 2 / hour) or more. Is 1.25 (kg / m 2 / hour) or more, and more desirably 1.5 (kg / m 2 / hour) or more.
  • the calculation of the average permeability at the time when 10 minutes have elapsed since the start of filtration (or when the passage of 3 hours has elapsed since the start of filtration) can be obtained by calculating back from the amount of permeation from 0 to 10 minutes (or from 2 to 3 hours) . That is, the amount of permeation at 10 minutes (or 2 to 3 hours) is measured as a weight, calculated as the weight per unit area of the membrane, and divided by 10 minutes (or 60 minutes) to obtain the amount of IgG permeation. [kg / m 2 / h] is calculated.
  • a virus removal membrane that has high resistance to protein adhesion due to protein clogging, and use a membrane that does not cause a decrease in permeability due to protein clogging. Suppresses the formation of aggregates of preparations containing a single useful substance with the polypeptide that is the biggest factor of clogging, controls the permeation pressure to maintain membrane permeability, and permeability For example, a film having pressure resistance when the pressure is increased in order to increase the pressure can be used.
  • the virus removal capability of the virus removal membrane should be determined based on known requirements such as ICH (Japan-EU EU Pharmaceutical Regulation Harmonization International Conference) guidelines. That is, for the purpose of analyzing how much the manufacturing process generally has with regard to virus removal and inactivation, that is, for the purpose of analyzing the characteristics (robustness) in terms of ensuring that the process exhibits virus clearance ability, It is stipulated that a filtration test is performed on a pharmaceutical solution to which a virus is artificially added.
  • the virus removal rate LRV is a logarithmic value of the rate of decrease in the amount of virus in the solution after filtration relative to the amount of virus in the solution before filtration through the virus removal membrane, and the actual manufacturing process was accurately reduced. It is common to perform the evaluation in a laboratory-scale small-scale filtration operation.
  • virus quantification methods include the plaque method and the TCID50 method (Non-patent Document 6).
  • the virus removal membrane used in the present method removes the virus by a sieve removal mechanism based on the size difference between the monoclonal antibody and the virus. Therefore, the viruses that are currently known and that are most difficult to remove by the sieve removal mechanism are parvoviridae viruses (18-25 nm in diameter) with the smallest size.
  • the virus removal membranes used in this method include porcine parvovirus (PPV), mouse minimal virus (MVM), canine parvovirus (CPV), etc. as viruses corresponding to the worst case in analyzing the above characteristics (robustness). Can be used.
  • a virus removal test using a virus by porcine parvovirus (PPV) is shown as an example.
  • Porcine parvovirus can be quantified by the TCID50 method. The following is given as an example of the detailed procedure. D-MEM (Gibco, high-glucose) containing 3% by volume of bovine serum (upstate, used for 30 minutes in a 56 ° C water bath and inactivated after inactivation) of any cell infected with porcine parvovirus
  • the suspension and the formulation solution containing a single useful substance having a polypeptide comprising porcine parvovirus are mixed in a 1: 1 ratio.
  • a 10-fold dilution of a preparation solution containing a single useful substance having a polypeptide containing the same porcine parvovirus is mixed with the cell suspension at a ratio of 1: 1.
  • chicken erythrocytes are diluted 5-fold with PBS (-) (manufactured by Nissui Pharmaceutical Co., Ltd., prepared by the method attached to the product), centrifuged at 2500 (rpm) for 5 minutes, and the supernatant is removed.
  • the residue of the obtained preserved blood dilution is again diluted 200-fold with PBS ( ⁇ ), added to each culture medium in which cells are cultured, and added in an amount equal to the above cell suspension, and left for 1 to 2 hours. .
  • the presence or absence of red blood cells adsorbed on the surface of the cultured cell tissue is visually confirmed, and the one confirmed to be adsorbed is counted as a culture solution in which virus infection has occurred.
  • LRV log 10 A-log 10 B
  • A Infectivity titer of the solution before filtering through the virus removal membrane (TCID 50 / mL)
  • B Infectivity titer of solution after filtering through virus removal membrane (TCID50 / mL)
  • TCID50 / mL Infectivity titer of solution after filtering through virus removal membrane
  • the virus removal membrane used in this method has a sufficient amount of virus removal in a test for analyzing the above characteristics (robustness).
  • LRV ⁇ 4 is sufficient in the mixed solution of the total amount of the corresponding solution, and LRV ⁇ 5 is more desirable.
  • This method is easily applicable to any biopharmaceutical manufacturing process having the above manufacturing process, but preferably a monoclonal antibody, humanized antibody, chimeric antibody, genetically modified colony stimulating factor, genetically modified erythropoietin It can be applied to the production process of gene recombinant interferon and gene recombinant fusion protein, more preferably human monoclonal antibody, more preferably human ⁇ globulin G.
  • the adjustment of the membrane area of the virus removal membrane is widely known that there is no large disturbance factor at the time of scale-up / scale-down, so it can be easily scaled up / down, and it is easy to obtain scalability. There is the feature that it is. That is, if the membrane area changes, only the filtration volume per membrane area changes, and if it is constant, it may be considered that the filtration performance is maintained, so any membrane area proportional to the actual production scale can be used. .
  • the time for filtering the monoclonal antibody solution with the virus removal membrane is not particularly limited.
  • the conditions for filtering the monoclonal antibody solution with the virus removal membrane include the temperature of the solution at the time of filtration, room temperature, the presence or absence of additives such as inorganic salts that are not derived from organisms or fermented products, the type of solvent, and a single substance having a polypeptide There are no particular restrictions on the presence or absence of contaminants not derived from the preparation containing the useful substance.
  • a filtration device in which a hollow fiber membrane made of hydrophilic polyvinylidene fluoride is used as a virus removal membrane, and the hollow fiber membrane is partitioned into an inlet side space and an outlet side space in the inner space of the container, and A SUS304 tank and silicon tube (manufactured by Tigers Polymer) sterilized by steam at 121 ° C. for 15 minutes were used for the purpose of sending the monoclonal antibody solution to the filtration device.
  • a monoclonal antibody hereinafter referred to as antibody A
  • antibody A was prepared and used as a model of an intermediate product of a monoclonal antibody formulation according to the method described in WO2004 / 087761.
  • preparation A a recombinant gamma interferon
  • Porcine parvovirus (PPV) solution used in the following examples (obtained from the Association of Animal Biological Products, 90HS strain, Lot No. VS0201, infectivity titer: 8.67 log (TCID50 / mL), hereinafter referred to as PPV ), Or PK-13 cells (obtained from ATCC, Lot No.
  • ATCC CRL-6489 used as cells for preparation of PPV solution and LRV measurement, 75 (cm 2 ) tissue culture flask (manufactured by BD Falcon) ) And bovine serum (Upstate, heated for 30 minutes in a 56 ° C water bath and used after inactivation) 10% by volume, and penicillin / streptomycin (+10000 Units / mL Penicillin, +10000 ⁇ g / mL Streptomycin, manufactured by Invitrogen) ) Repeated culture with 1% by volume D-MEM (Invitrogen, high-glucose) was used.
  • Example 1 Production Method of Virus Removal Membrane
  • Polyvinylidene fluoride resin having a melt flow index (MFI) of 2.5 (g / 10 mL) (manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd., T # 1300), 49 wt%, dicyclohexyl phthalate (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) )
  • a composition consisting of 51 wt% was stirred and mixed at 70 ° C. using a Henschel mixer (Mitsui Mining Co., Ltd., type 20B), and then cooled to a powder form. It was put into a type extruder (Technobel Co., Ltd.
  • dicyclohexyl phthalate and dibutyl phthalate were extracted and removed with 58% isopropyl alcohol aqueous solution (industrial product manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.), and the attached 58% isopropyl alcohol aqueous solution was replaced with water and then immersed in water.
  • heat treatment was performed at 125 ° C. for 4 hours using a high-pressure steam sterilizer (HV-85 manufactured by Hirayama Seisakusho Co., Ltd.).
  • HV-85 high-pressure steam sterilizer
  • the attached water was replaced with isopropyl alcohol (industrial product manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.), and then dried at a temperature of 60 ° C.
  • the microporous film was cooled to ⁇ 60 ° C. with dry ice, and irradiated with 25 kGy of ⁇ rays using Co60 as a radiation source. After irradiation, the microporous membrane was allowed to stand for 15 minutes under a reduced pressure of 13.4 Pa or less, and then the reaction solution and the microporous membrane were brought into contact at 60 ° C. for 1 hour. Thereafter, the microporous membrane was washed with a 58% by volume isopropyl alcohol aqueous solution and vacuum dried at 60 ° C. for 4 hours to obtain a hydrophilic microporous membrane.
  • the human monoclonal antibody was eluted with 5 column volumes of 20 (mmol / L) sodium citrate buffer (pH 3.4) (linear velocity: 500 cm / h).
  • the eluate was neutralized with 10 (mmol / L) sodium phosphate buffer (pH 8.2), adjusted to pH 8.0 with 1.5 (mol / L) Tris-HCl, and then 10 (mmol / L).
  • An anion exchange column equilibrated with Tris-HCl (Q Sepharose XL 10 mm ID ⁇ 15 cm, manufactured by Amercham Biosciences) was added (linear velocity: 300 cm / h).
  • the ratio of antibody A and stabilizer listed in Table 1 below 0.1 (mol / L) sodium chloride aqueous solution was prepared. Then, the antibody A and the stabilizer solution are mixed with a small amount of 1.0 to 0.10 (mol / L) hydrochloric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) or 1.0 to 0.10 (mol / L) sodium hydroxide. The pH was adjusted to 5.5 using an aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
  • the stabilizer solution was allowed to stand for 1 hour, and then the monoclonal antibody purity at this stage was determined by HPLC (Prominence, manufactured by Shimadzu Corporation, column: Tosoh GPC column TSK gel G3000SWXL, mobile phase: phosphate buffer (pH 6). .9) /0.3 (mol / L) sodium chloride aqueous solution), the purity of the monoclonal antibody preparation at the end of the preparation encapsulation step was measured from the peak area ratio, and the following [Table 1] was obtained.
  • HPLC Prominence, manufactured by Shimadzu Corporation, column: Tosoh GPC column TSK gel G3000SWXL, mobile phase: phosphate buffer (pH 6). .9) /0.3 (mol / L) sodium chloride aqueous solution
  • a filtration membrane (0.001 m 2 ) produced by the method of [Example 1] and the filtration device were prepared, respectively, for LRV measurement.
  • Each antibody A and stabilizer solution (hereinafter referred to as the original solution) was collected in 5 (mL), sterilized PP screw vials (BD Falcon) and immediately stored frozen at ⁇ 78 ° C. Dead-end filtration was performed at pressure.
  • the filtration amount of the monoclonal antibody solution at each time and the permeation amount of the monoclonal antibody calculated from the antibody concentration were as shown in [Table 1] below, and the required monoclonal antibody permeability could be satisfied.
  • Each of the above filtrates was dispensed into 50 mL sterilized screw vials to obtain the desired antibody A preparations.
  • Example 3 Virus removal test and monoclonal antibody purity measurement
  • Cultured PK-13 cells were treated with bovine serum (Upstate, heated for 30 minutes in a 56 ° C water bath for 30 minutes and used after inactivation), 3% by volume, and penicillin / streptomycin (+10000 Units / mL Penicillin, +10000 ⁇ g / mL Streptomycin (manufactured by Invitrogen) 1% by volume D-MEM (Invitrogen, high-glucose) (this mixture is hereinafter referred to as 3% FBS / D-MEM) and cell concentration 2.0 ⁇ 10 5 A diluted suspension of (cells / mL) was prepared.
  • Chicken stored blood (manufactured by Nippon Biotest) is diluted 5-fold with PBS (-) (manufactured by Nissui Pharmaceutical Co., Ltd., prepared by the method attached to the product), and then centrifuged at 2500 (rpm) and 4 ° C for 5 minutes. After erythrocytes were precipitated, the supernatant was removed by aspiration, and the resulting precipitate containing erythrocytes was again diluted 200-fold with PBS ( ⁇ ). Next, 100 ( ⁇ L) of the prepared erythrocyte precipitate in PBS ( ⁇ ) was dispensed into all wells of the cell culture plate and allowed to stand for 2 hours.
  • the presence or absence of red blood cells was visually confirmed, and those in which adsorption was confirmed were counted as wells in which virus infection occurred, and those in which adsorption was not confirmed were counted as wells without infection.
  • the ratio was confirmed for each filtrate or its diluted solution or each diluted solution of the original solution, and the log (TCID50 / ML) and the virus removal rate LRV was calculated, and the results were as shown in Table 2 below.
  • the components in the medium are sterilized by heat treatment or filtration before being used for fermentation. Fermentation is carried out at 25-40 ° C. Other operating conditions are as follows; Agitation (rpm) 100-1000 Ventilation (vvm) 0.5-1.5 (Supply oxygen when necessary) pH 6.5-7.5 (adjusted by adding ammonium hydroxide) Salts and pH6 to 9, preferably E in a medium containing about 9 Appropriate buffers. Suspend coli cells. Recombinant gamma interferon is extracted by homogenizing the cell suspension in a high pressure colloid mill such as a Gaulin mill. Sufficient polyethyleneimine is added to the solution to prepare a 0.1-1% (W / V) solution.
  • the supernatant contains gamma interferon.
  • the supernatant is adsorbed onto a silica-based adsorbent which has been washed with a suitable salt solution in the range of pH 6 to 9 to remove impurities.
  • the recombinant gamma interferon is eluted using a solution containing 0.5 to 1.0 M tetramethylammonium chloride. All operations in this step are performed at pH 7-9.
  • the eluate is dialyzed and adsorbed onto an anion exchange chromatography medium and then washed to remove impurities. Elute recombinant gamma interferon with increasing salt gradient.
  • Typical anion exchange resins that can be used in this step include carboxymethylcellulose and sulfoethylcellulose. All operations are performed at pH 7-9. The eluate is adsorbed on a calcium phosphate medium and then washed to remove impurities. Recombinant gamma interferon is eluted with increasing salt concentration in a phosphate gradient. All operations in this step are performed at pH 7-9. The eluate is dialyzed and adsorbed onto an anion exchange chromatography medium and then washed to remove impurities. The recombinant gamma interferon is eluted from the anion exchange medium with a gradient that increases the salt concentration.
  • Typical anion exchange chromatography media are carboxymethyl cellulose and sulfoethyl cellulose. All operations in this step are performed at pH 7-9. The eluate is applied to a gel permeation medium and the column is developed with a salt-containing solvent. Appropriate fractions containing recombinant gamma interferon are pooled, desalted with a molecular sieve column (Pharmacia) and lyophilized to obtain a purified bulk. All operations in this step are performed at pH 7-9.
  • Formulation A and stabilizer obtained by the above method were prepared in the following [Table 3] using the stabilizer (see [Table 3] below), sodium chloride, and water for injection (Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.).
  • each 0.1 (mol / L) sodium chloride aqueous solution containing the stated proportions was prepared. Then, the preparation A and the stabilizer solution were mixed with a small amount of 1.0 to 0.10 (mol / L) hydrochloric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) or 1.0 to 0.10 (mol / L) sodium hydroxide. The pH was adjusted to 5.5 using an aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). For each of the preparation A and the stabilizer solution (including PPV), a filtration membrane (0.001 m 2 ) produced by the method of [Example 1] and the filtration device were prepared, respectively, for LRV measurement.
  • Each formulation A and stabilizer solution (hereinafter referred to as the original solution) was collected in 5 (mL), sterilized PP screw vials (BD Falcon), immediately frozen and stored at ⁇ 78 ° C., and then 294 kPa. Dead-end filtration was performed at pressure.
  • the filtration amount of the monoclonal antibody solution at each time and the permeation amount of the preparation A calculated from the preparation concentration were as shown in [Table 3] below, and the required recombinant gamma interferon permeability could be satisfied.
  • Each of the above filtrates was dispensed into 50 mL sterilized screw vials to obtain the desired preparation A.
  • Example 5 Virus removability test
  • bovine serum Upstate, heated for 30 minutes in a 56 ° C water bath for 30 minutes and used after inactivation
  • 3% by volume and penicillin / streptomycin (+10000 Units / mL Penicillin, +10000 ⁇ g / mL Streptomycin, diluted with Invitrogen Ltd.) 1% by volume containing D-MEM (Invitrogen Ltd., high-glucose) (this mixture is hereafter written as 3% FBS / D-MEM)
  • cell concentration 2.0 ⁇ 10 5 A diluted suspension of (cells / mL) was prepared.
  • Chicken stored blood (manufactured by Nippon Biotest) is diluted 5-fold with PBS (-) (manufactured by Nissui Pharmaceutical Co., Ltd., prepared by the method attached to the product), and then centrifuged at 2500 (rpm) and 4 ° C for 5 minutes. After erythrocytes were precipitated, the supernatant was removed by aspiration, and the resulting precipitate containing erythrocytes was again diluted 200-fold with PBS ( ⁇ ).
  • PBS PBS
  • a high concentration preparation solution can be filtered through a virus removal membrane while maintaining high permeability and high virus removal ability.
  • Stabilizers that can be used and are at risk of contamination with viruses derived from organisms or fermentation products can also be used. This makes it possible to comprehensively achieve simplification, compactness, cost reduction, and the like of the manufacturing process of the preparation.

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Abstract

【課題】ポリペプチドを有する単一の有用物質を含む、高濃度製剤溶液の製造方法の提供。 【解決手段】ポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法であって、ウイルス除去工程は、ポリペプチドを有する単一の有用物質の産生時由来のウイルスと、安定化剤の産生時由来のウイルスを除去し、ウイルス除去工程のウイルス除去能力が、LRV≧4であって、ウイルス除去工程時のポリペプチドを有する単一の有用物質の濃度が3.0~10重量%の範囲であり、前記ウイルス除去工程に用いるウイルス除去膜に対する、溶液中に含まれるポリペプチドを有する単一の有用物質の、濾過開始後0~10分と、2~3時間経過時の平均透過性が、いずれも1.0 ( kg / m2 / hour )以上であることを特徴とする、ポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法を提供する。

Description

ポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法
 本発明はポリペプチドを有する単一の有用物質、特にモノクローナル抗体製剤またはリコンビナント製剤の製造方法に関する発明である。
 蛋白製剤の一種であるモノクローナル抗体製剤やリコンビナント製剤等は、遺伝子組み替え細胞などを用いて生成される単一の組成を持つ。これらの製剤を利用することにより、ある病態を引き起こす引き金となる特定のタンパク質やがん細胞などを特異的に認識し抗体反応を引き起こさせる事が可能で、リウマチ、がん、白血病など、難病の治療に幅広く用いられている。
 モノクローナル抗体製剤やリコンビナント製剤等を始めとする蛋白製剤の製造工程は、産生しようとする有用物質の種類によって様々であるが、少なくとも、遺伝子を組み替えた細胞や動物を用いて上記有用物質を産生する培養工程、除菌膜・吸着カラム・クロマトグラフィーなどで上記有用物質を精製する精製工程、上記有用物質を含む溶液中のウイルスを除去または不活性化するウイルス除去工程、上記有用物質の凝集を抑制する安定化剤を添加する安定化剤添加工程、ウイルスを除去した上記有用物質を封入する封入工程が通常必要となる。
 ウイルスを不活化あるいは除去する工程は、モノクローナル抗体製剤を始めとするポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤全般において、原料由来・工程由来のウイルス混入の事例が多数報告されていることから、非常に重要な工程である。ウイルスの不活化方法としては、加熱処理や化学薬品による処理などが行なわれているが、それら単独の処理だけではウイルスの不活化は充分でなく、またこれらの方法では蛋白製剤中の有用物質そのものも変性するおそれがある。このような背景から、化学的な変性を伴わない物理的なウイルスの除去手段として、ウイルス除去膜による濾過が実施されている。ウイルス除去膜はウイルスのサイズに基づいた除去方法であるため、加熱処理や化学薬品による処理など他の方法と比べ、ウイルスの特性に左右されにくいという利点があり、20nm程度の孔径を持つウイルス除去膜を用いれば、現在知られている全てのウイルスを、濾過前の1万分の1程度に除去することが可能である。
 モノクローナル抗体製剤を始めとする蛋白製剤の使用においては、液体の製剤をそのまま使用する場合と、凍結乾燥させた製剤を蒸留水などに溶かして使用する場合があるが、医療現場での負担および医療ミスのリスク低減の観点から、製剤の液状化と、投与する製剤の液量を減らし、患者の負担を低減する為の高濃度化が望まれている。しかし、モノクローナル抗体製剤を始めとする蛋白製剤は、血液中にその組成・割合において元々自然に存在し、そこからCohn分画により精製して得るポリクローナル抗体とは異なり、遺伝子組み替え細胞を培養するなどの方法で産生すること、キメラ抗体などの天然に存在しないものも含まれること、また単一成分であることなどの理由により、その物性はポリクローナル抗体と比較して多種多様で、中には不安定な性状のものも存在する。
 モノクローナル抗体製剤を始めとする蛋白製剤の安定性に関し特に重要になる要素の一つが、製剤溶液の濃度である。すなわち、最終製剤濃度となる2重量%を超えるような高い濃度においては、蛋白質自体の溶液中での安定性を担保することが難しく、多量体・凝集体などが混入してしまう場合が多い。そのため、不安定な性状を有する蛋白製剤を安定化するための安定化剤等を、精製工程の内、抗体の濃縮を行った後の段階で用いることが必要となる(特許文献1)。多量体・凝集体などはアナフィラキシーショック等重篤な副作用の原因となることが知られており、たとえモノクローナル抗体自体の生産ができた場合でも、精製工程中での蛋白質の変性を防止しきれず最終製剤化を断念することもある。
 従来ウイルス除去膜による濾過は、0.1~1重量%程度の低い濃度で行われていたため、比較的多量体・凝集体などが形成されにくい濃度のまま、精製の濃縮までの工程が行われていた。このため、タンパク質の多量体形成抑制のための安定化剤を系内に添加するニーズが希薄で、ウイルス除去膜による濾過後にUF膜による濃縮を行い、安定化剤を加えて最終製剤化するのが一般的であった。
 しかし、前述のモノクローナル抗体製剤を始めとする蛋白製剤の凝集・多量体の形成を抑制することに効果を発揮する安定化剤は、生物由来、発酵産物由来で製造されるものが多数使用されている(非特許文献1,2,3,4,5)。この場合、製剤としてのモノクローナル抗体自身のウイルス除去に関する完全性は担保されているが、前述の、安定化剤由来のウイルス除去の完全性を担保することは困難であった。そのため、安定化剤に生物由来、発酵由来のものを用いる事が困難であるか、もしくは用いる場合、安定化剤自体の精製工程が複雑化するなどの問題があった。
 また、前記最終製剤に相当する濃度の抗体、及びこれに添加する安定化剤濃度の溶液でウイルス除去工程を行うことは従来の技術においては困難であった。すなわち、そのような組成の溶液を用いると、ウイルス除去の完全性と溶液の透過性を両立した濾過が出来ないためで、特にパルボウイルスのような小型のウイルスが除去可能なウイルス除去膜を用いて濾過を行う場合、最高でも製剤の製造中間体濃度は1重量%以下に希釈して行う必要があった。そして前述の通り、その後UF膜による濃縮および安定化剤添加工程を経て、最終製剤化することを、従来技術においては前提としていた。加えて、これに安定化剤などの成分が混入するとさらに透過性が低下するケースが多かった。
 この制約は上記のウイルス安全性に関する問題に加えて、バルクが下流に至るまでコンパクト化できず、結果製造工程の管理上の複雑化・高コスト化が避けられないことや、不安定な性状を有するタンパク質の場合、その後の濃縮工程における安定性を担保できず、製剤化が困難となることなど、多くの問題点を発生させる原因ともなっていた。
特表2001-503781号公報
「最新微生物ハンドブック」(1986) 「Bio Industry」4, 554(1984) 「発酵ハンドブック」((財)バイオインダストリー協会 発酵と代謝研究会 編)(ISBN 4-320-05575-6) 「14303の化学商品」(化学工業日報社)(ISBN 4-87326-404-9) 独立行政法人 科学技術振興機構(JST)ホームページ   http//ww.go.jp/pr/report/report68/details.html ウイルス実験学 総論(国立予防衛生研究所学友会 編)
 上記問題点に鑑み、本発明の課題は、ポリペプチドを有する単一の有用物質を高濃度で含む製剤溶液の高い透過性およびウイルス除去性の両方を実現させ、かつ生物由来または発酵産物由来でウイルス混入のリスクが存在する安定化剤を含む製剤を利用可能であり、様々な製剤製造プロセスに簡便に用いることが可能となる、モノクローナル抗体の製造方法を提供することである。
 この課題に鑑み、最も解決困難であるのはウイルス除去工程である。サイズ除去の機構(後述[発明を実施するための最良の形態]を参照)によりウイルスを除去するという膜の特性上、一般にウイルス除去膜の透過性は低く、高い製剤濃度の濾過に適応させることが一般に困難であることから、製造工程上の最大の課題となる。さらに、ウイルス除去工程の透過性はウイルス除去膜の緻密層の孔径に比例し、ウイルス除去性は緻密層の孔径に反比例することから、これらの背反的性質の双方を高い性能で両立させることが技術上の課題となる。
発明を解決するための手段
 本発明者らは、上記問題点を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明を得るに至った。すなわち、本発明は以下を含む。
〔1〕少なくとも、ポリペプチドを有する単一の有用物質を産生する培養工程、ポリペプチドを有する単一の有用物質を精製する精製工程、ポリペプチドを有する単一の有用物質の凝集を抑制する安定化剤を少なくとも1種類添加する安定化剤添加工程、ポリペプチドを有する単一の有用物質を含む溶液中のウイルスをウイルス除去膜により除去するウイルス除去工程、ウイルスを除去したポリペプチドを有する単一の有用物質を封入する封入工程を有するポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法であって、前記ウイルス除去工程は、ポリペプチドを有する単一の有用物質の産生時由来のウイルスと、安定化剤の産生時由来のウイルスを除去し、ウイルス除去工程のウイルス除去能力が、LRV≧4であって、ウイルス除去工程時のポリペプチドを有する単一の有用物質の濃度が3.0~10.0重量%の範囲であり、前記ウイルス除去工程に用いるウイルス除去膜に対する、溶液中に含まれるポリペプチドを有する単一の有用物質の、濾過開始後0~10分と、2~3時間経過時の平均透過性が、いずれも1.0( kg / m2/ hour )以上であることを特徴とする、ポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法。
〔2〕前記安定化剤は、生物由来または発酵産物由来であることを特徴とする、〔1〕に記載のポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法。
〔3〕前記安定化剤が、糖類、アミノ酸、アミノ糖、有機酸、又はそれらの誘導体から選択されることを特徴とする、〔1〕又は〔2〕に記載のポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法。
〔4〕前記ウイルス除去膜は、合成高分子からなる中空糸膜であることを特徴とする、〔1〕~〔3〕のいずれかに記載のポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法。
〔5〕前記ウイルス除去膜は、多層微多孔膜であることを特徴とする、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載のポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法。
〔6〕少なくとも、モノクローナル抗体を産生する培養工程、モノクローナル抗体を精製する精製工程、モノクローナル抗体の凝集を抑制する安定化剤を少なくとも1種類添加する安定化剤添加工程、モノクローナル抗体を含む溶液中のウイルスをウイルス除去膜により除去するウイルス除去工程、ウイルスを除去したモノクローナル抗体を封入する封入工程を有するモノクローナル抗体を含む製剤の製造方法であって、前記ウイルス除去工程は、モノクローナル抗体の産生時由来のウイルスと、安定化剤の産生時由来のウイルスを除去し、ウイルス除去工程のウイルス除去能力が、LRV≧4であって、ウイルス除去工程時のモノクローナル抗体の濃度が3.0~10重量%の範囲であり、前記ウイルス除去工程に用いるウイルス除去膜に対する、溶液中に含まれるモノクローナル抗体の、濾過開始後0~10分と、2~3時間経過時の平均透過性が、いずれも1.0 (kg / m2/ hour )以上であることを特徴とする、モノクローナル抗体を含む製剤の製造方法。
〔7〕前記安定化剤は、生物由来または発酵産物由来であることを特徴とする、〔6〕に記載のモノクローナル抗体を含む製剤の製造方法。
〔8〕前記安定化剤が、糖類、アミノ酸、アミノ糖、有機酸、又はそれらの誘導体から選択されることを特徴とする、〔6〕又は〔7〕に記載のモノクローナル抗体を含む製剤の製造方法。
〔9〕前記ウイルス除去膜は、合成高分子からなる中空糸膜であることを特徴とする、〔6〕~〔8〕のいずれかに記載のモノクローナル抗体を含む製剤の製造方法。
〔10〕前記ウイルス除去膜は、多層微多孔膜であることを特徴とする、〔6〕~〔9〕のいずれかに記載のモノクローナル抗体を含む製剤の製造方法。
〔11〕前記安定化剤添加工程における、各安定化剤の添加量はそれぞれ0.1~15重量%の範囲であり、かつ安定化剤添加工程終了時及び封入工程終了時のモノクローナル抗体純度が80%以上であることを特徴とする、〔6〕~〔10〕のいずれかに記載のモノクローナル抗体を含む製剤の製造方法。
 本発明を用いることにより、高い透過性およびウイルス除去性の両者を実現させた高品質の、高濃度モノクローナル抗体溶液製剤乃至リコンビナント製剤の製造中間体を製造することができる。しかも、生物由来または発酵産物由来のウイルス混入のリスクが存在する安定化剤を含む製剤を利用しても上記高品質の製剤又は製造中間体を製造可能である。従って、様々な製剤製造プロセスに簡便に用いることが可能となる、モノクローナル抗体を初めとするポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法を提供でき、これにより製造工程の簡素化、コンパクト化、低コスト化などを包括的に達成可能となる。
 本発明で提案するポリペプチドを有する単一の有用物質含む製剤の製造方法とは、少なくとも、ポリペプチドを有する単一の有用物質を細菌、CHO細胞、ハイブリドーマなどにより産生する培養工程、ポリペプチドを有する単一の有用物質をクロマトグラフィー、限外濾過膜、ポリッシングなどにより精製する精製工程、ポリペプチドを有する単一の有用物質モノクローナル抗体の凝集を抑制する安定化剤を添加する安定化剤添加工程、モノクローナル抗体を含むタンパク溶液中のウイルスをウイルス除去膜により除去するウイルス除去工程、ウイルスを除去したモノクローナル抗体を封入する封入工程を有する製造方法である。上記培養工程で培養されるポリペプチドを有する単一の有用物質とは、遺伝子組み替え技術を細菌やCHO細胞に適用し、培養することで産生したリコンビナント蛋白質乃至モノクローナル抗体、またはハイブリドーマ等の、本質的に単一の有用物質を産生する細胞を、細胞融合などの技術により培養することで産生したモノクローナル抗体等を指し、その適用において特に制限するものではないが、より具体的には遺伝子組み替えコロニー刺激因子、遺伝子組み替えエリスロポエチン、遺伝子組み替えインターフェロン、遺伝子組み替え融合タンパク質、モノクローナル抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体等が挙げられる。上記ウイルス除去工程で重要となる評価項目は、製剤中間製品のウイルス除去工程における濾過速度とウイルス除去能力である。この工程は、モノクローナル抗体の産生時由来のウイルスと、安定化剤の産生時由来のウイルスを除去することを目的としている。よって、特にウイルス混入のリスクが高い生物由来または発酵産物由来である添加物を加える工程は、ウイルス除去膜によるウイルス除去工程前に行うことが必須である。無機塩や石油製品、又はそれらから合成されたものなど、生物由来または発酵産物由来でない添加物については、それらを加える工程の順序について特に制限するものではない。ウイルス濾過後にUF膜などにより濃縮する工程を行う場合、通常は溶液組成の調製に伴い安定化剤の再添加が必要になることから、これを有さないことが望ましい。
 上記の通り、本法の目的の一つとして生物由来または発酵産物由来の安定化剤を、ポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の最終工程において製剤と共に濾過することで、安定化剤の製造に際しウイルスが混入するリスクに対する、より本質的な安全化を図ることが挙げられる。生物由来または発酵産物由来の安定化剤とは、「乳酸菌発酵により得られたデキストラン」などの真菌・細菌発酵生産物、もしくは「卵黄由来物から酵素反応を経て得られたニューラミン酸」などの生物から直接抽出されて得られる生産物を原料として得られる生産物、などに該当するものを指す(特許文献1)。それらの安定化剤の発酵法による具体的な生産方法については、すでに多くの文献等により公知であり、工業規模での生産が行われている(非特許文献1~5)。これらの安定化剤に対するウイルス混入のリスクとは、例えば発酵法を用いる場合、牛血清などの、生物由来または発酵産物由来の安定化剤培養の際に生物由来の原料を使用する場合や、卵黄などの生物由来の材料を(酵素などで)分解して目的の安定化剤を得るなど、何らかの生物由来の材料を使用する安定化剤の製造工程において、原料に由来し、ヒトに感染するウイルスが混入しており、それが安定化剤の製造工程で十分に除去ないし不活性化されない場合、それらの原料に由来したウイルスが混入するリスクが存在する、という事を意味する。
 本法は生物由来または発酵産物由来の安定化剤の種類について特に制限するものではないが、より望ましくは、糖類(代表的なものとして、単糖、二糖、三糖、オリゴ糖、糖アルコールなどがある)、アミノ酸、アミノ糖、有機酸、又はそれらの誘導体などであり、より望ましくは、糖類としてはグルコース、マンノース、ガラクトース、フルクトース、ソルボース、スクロース、ラクトース、トレハロース、マルトース、ラフィノース、デキストラン、マンニトール、ソルビトール、エリスリトール、アミノ酸としてロイシン、イソロイシン、アラニン、スレオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、プロリン、ヒドロキシプロリン、シトルリン、アミノ糖としてグルコサミン、ガラクトサミン、シアル酸、有機酸としてα-ケトグルタル酸、2-ケトグルコン酸、5-ケトグルコン酸、アスコルビン酸、エリソルビン酸、アロイソクエン酸、イソクエン酸、イタコン酸、カプロン酸、クエン酸、グルコン酸、コハク酸、ピルビン酸、フマル酸、メバロン酸、リンゴ酸、コウジ酸、酒石酸、酢酸、乳酸、シュウ酸、2,5-ジケトグルコン酸、2-ケトグロン酸である。ここでいう誘導体などとは、カルボキシル基およびヒドロキシル基のエステル体、アミノ基およびヒドロキシル基のアルキル置換体やアシル置換体など、酸性または塩基性部位を有するものであれば、それらの塩、あるいはそれらの内複数の誘導化が為されたものの組み合わせを意味する。塩の種類については、食品・医薬品の添加物として法的に認められる範囲であれば特に制限しない。
 ポリペプチドを有する単一の有用物質の多量体・凝集体などとは、ポリペプチドを有する単一の有用物質が科学的に結合し2量体、もしくは3量体以上の会合体を形成したもの、もしくは2つ以上のポリペプチドを有する単一の有用物質が、分子間力により、または何らかの原因(変性など)で乱雑に凝集したものを意味する。
 本法において、安定化剤添加工程における安定化剤の添加量が低すぎた場合はポリペプチドを有する単一の有用物質の十分な安定化効果が得られず、高すぎた場合はウイルス濾過工程において透過性の低下が起こりうることから、安定化剤添加工程における、各安定化剤の添加量はそれぞれ0.1~15重量%の範囲で行われることが望ましく、より望ましくは0.5~10重量%の範囲、さらに望ましくは0.5~5重量%の範囲である。さらに、封入工程終了時のポリペプチドを有する単一の有用物質の純度が80%以上であれば十分な安定化効果が得られたものと見なし、より望ましくは85%以上、さらに望ましくは90%以上、最も望ましくは95%以上である。
 ポリペプチドを有する単一の有用物質溶液の透過性は、一般に抗体溶液濃度、および入口圧力に依存する。すなわち、透過性はポリペプチドを有する単一の有用物質の濃度とは負の相関があり、蛋白濃度が高くなると濾過速度が低下する傾向がある一方、ポリペプチドを有する単一の有用物質溶液を濾過する際の入口圧力に対しては、蛋白濃度に関わらず正の相関がある。よってポリペプチドを有する単一の有用物質の濃度が高濃度のままで濾過速度を低下させずに濾過するには、ウイルス除去膜自体の耐圧性が600kPa以上あることが望ましい。600kPa以上の耐圧性を有する膜の材質としては、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)やポリエーテルスルホン(PES)、ポリスルホン(PS)のような合成高分子を素材として親水性を持たせた膜が望ましい。膜の形状は平膜構造や中空糸構造のものが利用できるが、好ましくは中空糸構造のものがよい。また膜の構造は、開孔率が大きい粗大構造層と、開孔率が小さい緻密構造層を有する、熱可塑性樹脂を含む微多孔膜であって、該粗大構造層が少なくとも一方の膜表面に存在し、その厚みが5.0μm以上であり、該緻密構造層の厚みが膜厚全体の50%以上であって、かつ該粗大構造層と該緻密構造層が一体化している多層微多孔膜であるものが望ましい。さらに、前記粗大構造層が、開孔率が膜厚全体の平均開孔率+2.0%以上である層であり、前記緻密構造層が、開孔率が膜厚全体の平均開孔率+2.0%未満であって、かつ[膜厚全体の平均開孔率+2.0未満の層の部分開孔率の平均値]±2.0%(両端を含む)の範囲内にある層であるものが好ましい。前記粗大構造層は、膜表面から緻密構造層に向かって部分開孔率が連続的に減少する傾斜構造で、一方の膜表面のみに存在するものが望ましい。
 上記の通り、透過性はポリペプチドを有する単一の有用物質の濃度とは負の相関があり、蛋白濃度が高くなると透過性(濾過速度)が低下する傾向がある。ウイルス濾過工程におけるポリペプチドを有する単一の有用物質溶液の濃度は、3.0~10重量%の範囲で実行するが、より望ましくは3.0~7.5重量%の範囲であり、さらに望ましくは3.0~5.0重量%の範囲であり、最も望ましくは3.0~4.0重量%の範囲である。以上の圧力およびモノクローナル抗体濃度を満たす範囲で、モノクローナル抗体の膜面積および時間あたりの透過性が、1.0 ( kg / m2 / hour )以上が望ましく、より望ましくは1.5 ( kg / m2 / hour )以上、さらに望ましくは2.0( kg / m2 / hour )以上である。
 ウイルス除去膜によるウイルス除去工程における入口圧力は、高圧の方が短時間で迅速に濾過を行えるメリットがあるが、圧力が高すぎると、装置への圧力によるダメージやリークのリスクが増えるため、入口圧力は、150kPa以上600kPa以下で実施するが、望ましくは196kPa以上500kPa以下、より望ましくは245kPa以上400kPa以下、さらに望ましくは294kPa以上400kPa以下、最も望ましくは294~300kPaである。
 また、本発明においては、ウイルス濾過工程において、十分な透過性を有し、かつ急激な透過性の低下が発生していない事を示すための指標として、濾過開始後10分経過時と、濾過開始後2~3時間経過時のポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤溶液の平均透過性が いずれも1.0 ( kg / m2 / hour )以上であることを必須としており、望ましくは1.25 ( kg / m2 / hour ) 以上であり、さらに望ましくは1.5 ( kg / m2 / hour ) 以上である。前記濾過開始後10分経過時(又は濾過開始後3時間経過時)の平均透過性の算出は、0~10分全体(又は2~3時間全体)の透過量から逆算して求めることができる。すなわち、10分(又は2~3時間)時点での透過量を重量として測定し、膜の単位面積あたりの重量として算出し、これを10分(又は60分)で割ることで、IgG透過量[kg/m/h]を計算する。
 このような所望の透過性を達成するためには、タンパクの目詰まりによる耐タンパク付着性能が高いウイルス除去膜を用いること、タンパクの目詰まりによる透過性低下を起こさないような膜を使用すること、目詰まりの最大の要因であるポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の凝集体の形成を抑制すること、膜の透過性を維持するための透過圧の制御を行うこと、透過性を高めるために圧を高くした際に耐圧性を有する膜を用いること、等が挙げられる。
 ウイルス除去膜のウイルス除去能力については、ICH(日米EU医薬品規制調和国際会議)ガイドラインなどの公知要求事項をもとに決めるべきものである。すなわち、製造工程がウイルスの除去や不活化に関して一般にどの程度の能力を有するかを解析する目的、すなわち工程が確実にウイルスクリアランス能力を発揮するという面での特性(robustness)を解析する目的で、ウイルスを人為的に添加した製剤溶液の濾過試験を行う事が定められている。ウイルス除去率LRVは、ウイルス除去膜で濾過する前の溶液のウイルス量に対する、濾過したあとの溶液のウイルス量の低下率を対数値で示したもので、実際の製造工程を正確に縮小化した実験室レベルの小規模な濾過操作においてその評価を行うことが一般的である。
 一般的に用いられるウイルスの定量法としては、プラーク法、TCID50法などが挙げられる(非特許文献6)。一方で、本法で用いるウイルス除去膜は、モノクローナル抗体とウイルスのサイズの差に基づき、ふるい除去の機構によってウイルスを除去する。従って、現在公知であり、かつふるい除去の機構によって最も除去が困難であるウイルスは、最小の大きさを持つパルボウイルス科のウイルス(直径18~25nm)である。本法で用いるウイルス除去膜は、上記特性(robustness)を解析する上でのワーストケースに相当するウイルスとして、ブタパルボウイルス(PPV)やマウス最小ウイルス(MVM)、イヌパルボウイルス(CPV)などを用いることができる。本発明においては、一例としてブタパルボウイルス(PPV)によるウイルスを用いたウイルス除去性試験を示す。
 ブタパルボウイルス(PPV)はTCID50法により定量化できる。詳細な手順の一例として、以下を示す。ブタパルボウイルスが感染する任意の細胞の、牛血清(Upstate社製、56℃の水浴で30分間加熱し、非働化させた後に使用)3体積%入りD-MEM(Gibco製、high-glucose)懸濁液、およびブタパルボウイルスを含むポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤溶液を、1:1の割合で混合する。同様に、同細胞懸濁液に対し、同ブタパルボウイルスを含むポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤溶液の10倍希釈液を、1:1の割合で混合する。以下同様の手順で、同ブタパルボウイルスを含むポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤溶液の10倍、10倍、10倍、10倍、10倍、10倍希釈液についても行う。それらの混合液を、各ウイルス溶液または希釈液ごとに8個用意し、それぞれ37℃、5%二酸化炭素雰囲気下のインキュベーター中で培養させる。次いで、細胞を培養させたそれぞれの懸濁液に対し、赤血球吸着法(非特許文献6)によるTCID50(50%感染価)の測定を行う。すなわち、ニワトリ赤血球をPBS(-)(日水製薬株式会社製、商品に添付の方法で調製)で5倍に希釈し、2500( rpm )で5分間遠心分離し、上清を除去する。得られた保存血希釈液の残渣を再度PBS(-)で200倍に希釈後、細胞を培養させたそれぞれの培養液に、上記細胞懸濁液と等量加え、1~2時間静置する。培養した細胞組織の表面に対する赤血球の吸着の有無を目視で確認し、吸着が確認されたものを、ウイルス感染が起きた培養液として数える。得られた培養液ごとのウイルス感染の有無について、最初に細胞懸濁液に加えた各ブタパルボウイルスを含むポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤溶液または希釈液濃度ごとに感染が確認された培養液の割合を確認し、Reed-Munch法(非特許文献6)により、感染価としてlog(TCID50/mL)を算出する。上記操作を、ウイルス除去膜による濾過前後の双方の溶液に対して行い、下記式によりLRVを計算する。
 LRV=log10A-log10
 ただし、A = ウイルス除去膜で濾過する前の溶液の感染価(TCID50/mL)
     B = ウイルス除去膜で濾過した後の溶液の感染価(TCID50/mL)
 ただし、これはウイルス定量法の一例であり、本発明はこの方法によるウイルス定量法に限定されるものではない。
 本法で用いるウイルス除去膜は、上記特性(robustness)を解析する試験において十分なウイルス除去性を示す値として、あらゆる種類のウイルスについて、製剤溶液の濾過を3時間行った場合の総量濾過分に相当する溶液の全量の混合液において、LRV≧4であれば十分であるものとし、より望ましくはLRV≧5である。
 本法は、上記の製造工程を有する、どのバイオ医薬品の製造工程に対しても容易に適用可能であるが、好ましくはモノクローナル抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体、遺伝子組み替えコロニー刺激因子、遺伝子組み替えエリスロポエチン、遺伝子組み替えインターフェロン、遺伝子組み替え融合タンパク質の製造工程に対して適用でき、より好ましくはヒトモノクローナル抗体、より好ましくはヒトγグロブリンGに対して適用できる。
 ウイルス除去膜の膜面積の調整は、スケールアップ・スケールダウン時の大きな外乱因子もない事が広く知られていることから、容易にスケールアップ・スケールダウンが可能であり、スケーラビリティを得ることが容易であるという特徴がある。すなわち、膜面積が変わると膜面積あたりの濾過体積が変わるのみで、それが一定であれば濾過性能は維持されると考えてよいことから、実生産スケールに比例した任意の膜面積を利用できる。
 本法において、ウイルス除去膜でモノクローナル抗体溶液の濾過を行う時間については特に制限しない。製造工程中のウイルス除去工程を、ウイルス除去フィルターの膜面積は大きくなっても短時間で完了したい場合は短時間に、多少長時間であってもウイルス除去フィルターの膜面積を小さくしたい場合には長時間に設定することができる。また、ウイルス除去膜でモノクローナル抗体溶液の濾過を行う条件として、濾過時の溶液の温度、室温、無機塩などの生物・発酵物由来でない添加物の有無、溶媒の種類、ポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤由来ではない夾雑物の有無については特に制限しない。
 以下の実施例には、ウイルス除去膜として親水化ポリフッ化ビニリデンを材質とする中空糸膜を用い、容器内空間において中空糸膜が入口側空間と出口側空間に仕切られている濾過装置、および濾過装置にモノクローナル抗体溶液を送液する目的で、121℃で15分間蒸気滅菌したSUS304製タンクおよびシリコンチューブ(タイガースポリマー製)を使用した。
 モノクローナル抗体製剤中間製品のモデルとして、WO2004/087761に記載の方法に従い、モノクローナル抗体(以下抗体Aと記載)を調製し使用した。
 ポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤のモデルとして、特開平7-173196に記載の方法に従い、遺伝子組み替えガンマインターフェロン(以下製剤Aと記載)を調整し使用した。
 以下の実施例で用いるブタパルボウイルス(PPV)溶液(社団法人 動物用生物学的製剤協会より入手、90HS株、Lot No.VS0201、感染価:8.67log(TCID50/mL)、以下PPVと記載)、またはPPV溶液の調製およびLRVの測定に使用する細胞として使用するPK-13細胞(ATCCより入手、Lot No.ATCC CRL-6489)は、75( cm2 )組織培養用フラスコ(BD Falcon製)および牛血清(Upstate社製、56℃の水浴で30分間加熱し、非働化させた後に使用)10体積%、およびペニシリン/ストレプトマイシン(+10000 Units/mL Penicillin, +10000μg/mL Streptomycin、インビトロジェン製)1体積%入りD-MEM(インビトロジェン製、high-glucose)により、繰り返し培養して使用した。
[実施例1 ウイルス除去膜の製造法]
 メルトフローインデックス(MFI)が2.5(g/10mL)のポリフッ化ビニリデン樹脂(呉羽化学(株)製、T#1300)、49wt%、フタル酸ジシクロヘキシル(大阪有機化学工業(株)製 工業品)51wt%からなる組成物を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山(株)製、形式20B)を用いて70℃で攪拌混合した後、冷却して粉体状としたものをホッパーより二軸同方向スクリュー式押出機(テクノベル(株)製 KZW25TW-50MG-NH(-600))に投入し、210℃溶融混合し均一溶解した。続いて、中空内部に温度が130℃のフタル酸ジブチル(大八化学工業(株)製 工業品)を流しつつ、内直径0.8mm、外直径1.05mmの環状オリフィスからなる紡口より、それぞれ均一溶解物を中空糸状に押し出し、10、20、30,40℃に温調された冷却水浴中で冷却固化させて、50m/分の速度で金属枠に巻き取った。その後、58%イソプロピルアルコール水溶液(大八化学工業(株)製 工業品)でフタル酸ジシクロヘキシル及びフタル酸ジブチルを抽出除去し、付着した58%イソプロピルアルコール水溶液を水で置換した後、水中に浸漬した状態で高圧蒸気滅菌装置(平山製作所(株)製 HV-85)を用いて125℃で熱処理を4時間施した。その後、付着した水をイソプロピルアルコール(大八化学工業(株)製 工業品)で置換した後、真空乾燥機(エステック(株)製)で60℃の温度で乾燥することにより中空糸状の微多孔膜を得た。なお巻き取りから乾燥に至る全ての工程では、中空糸は定長状態で固定して処理を行った。
 続いて、上記の微多孔膜に対し、グラフト法による親水化処理を行った。反応液は、ヒドロキシプロピルアクリレート(大阪有機化学(株)製 工業品)を8体積%となるように、3-ブタノール(純正化学(株)製 工業品)の25体積%水溶液に溶解させ、45℃に保持した状態で、窒素バブリングを30分間行ったものを用いた。まず、窒素雰囲気下において、該微多孔膜をドライアイスで-60℃に冷却しながら、Co60を線源としてγ線を25kGy照射した。照射後の微多孔膜は、13.4Pa以下の減圧下に15分間静置した後、上記反応液と該微多孔膜を60℃で接触させ、1時間静置した。その後、該微多孔膜を58体積%イソプロピルアルコール水溶液で洗浄し、60℃で真空乾燥を4時間行い、親水性を有する微多孔膜を得た。該微多孔膜は水に接触させた時に自発的に細孔内に水が浸透することを確認した。該微多孔膜12本の束の両端をポリウレタンで目止めし、ポリスチレン製の中空糸膜が入口側空間と出口側空間に仕切られているカートリッジに接合して、濾過装置(有効膜面積0.001m)を作成した。
[実施例2 モノクローナル抗体の製造工程]
 デプスフィルター、および0.2(μm)メンブランフィルターで清澄化したヒトモノクローナル抗体(ヒトIgG1)を含むCHO細胞無血清培養上清(発現量:700mg/L)1500(mL)を10( mmol / L )リン酸ナトリウム緩衝液(pH6.0)で平衡化したProtein Aカラム(Amercham Biosciences社製 Mabselect 20mm ID × 20cm)に添加した(線速度500cm/h)。次いで、5カラム容量の20( mmol / L )クエン酸ナトリウム緩衝液(pH3.4)により、ヒトモノクローナル抗体を溶出した(線速度500cm/h)。この溶出液を10( mmol / L )リン酸ナトリウム緩衝液(pH8.2)で中和し、さらに1.5( mol / L )Tris-HClでpH8.0に調整後、10( mmol / L ) Tris-HClで平衡化した陰イオン交換カラム(Amercham Biosciences社製 Q Sepharose XL 10mm ID × 15cm)に添加した(線速度300cm/h)。添加終了後、3カラム容量の平衡化緩衝液をカラムに通液し(線速度300cm/h)、カラム非吸着分を1.0( mol / L )酢酸でpH5.0に調製後、20( mmol / L ) 酢酸ナトリウム緩衝液(pH5.0)で平衡化した陽イオン交換カラム(Amercham Biosciences社製 SP Sepharose FF 26mm ID × 15cm)に添加した(線速度300cm/h)。添加終了後、5カラム容量の平衡化緩衝液で洗浄し(線速度300cm/h)、さらに5カラム容量の20( mmol / L )酢酸ナトリウム/0.30( mol / L )塩化ナトリウム緩衝液(pH5.0)を通液し、ヒトモノクローナル抗体溶液として溶出した(線速度300cm/h)。この溶出液を限外濾過膜(Millipore社製 Biomax 30 50cm)で、抗体濃度10重量%まで濃縮した。
 上記の方法により得た抗体A溶液、安定化剤(下記表1を参照)、塩化ナトリウム、及び注射用水(大塚製薬製)を用いて、抗体Aおよび安定化剤を下記表1に記載した割合で含む、0.1( mol / L )塩化ナトリウム水溶液をそれぞれ調製した。次いで、それらの抗体Aおよび安定化剤溶液を、少量の1.0ないし0.10( mol / L )塩酸(和光純薬製)または1.0ないし0.10( mol / L )水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬製)を用い、pHを5.5に調整した。次いでこの安定化剤溶液を1時間静置し、その後、この段階でのモノクローナル抗体純度を、HPLC(島津製作所製 Prominence、カラム:東ソーGPC用カラム TSK gel G3000SWXL、移動相:リン酸緩衝液(pH6.9)/0.3( mol / L )塩化ナトリウム水溶液)により製剤封入工程終了時のモノクローナル抗体製剤純度を、ピーク面積比より測定したところ、以下の[表1]のようになった。
 上記各抗体Aおよび安定化剤溶液(PPVを含む)に対し、〔実施例1〕の方法により製造した濾過膜(0.001m)、および上記濾過装置をそれぞれ準備して、LRV測定用に各抗体Aおよび安定化剤溶液(以下、元液と記載)を5( mL )、滅菌済みのPP製スクリューバイアル(BD Falcon製)に採取し、直ちに-78℃で冷凍保存した後、294kPaの圧力でDead-end式濾過を実施した。各時間におけるモノクローナル抗体溶液の濾過量、及び抗体濃度から算出したモノクローナル抗体の透過量は下記〔表1〕のようになり、要求するモノクローナル抗体透過性を満たすことができた。上記各濾液を50mL滅菌済みスクリューバイアルに分注し、目的の抗体A製剤をそれぞれ得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
〔実施例3 ウイルス除去性試験およびモノクローナル抗体純度測定〕
 培養したPK-13細胞を、牛血清(Upstate社製、56℃の水浴で30分間加熱し、非働化させた後に使用)3体積%、およびペニシリン/ストレプトマイシン(+10000 Units/mL Penicillin, +10000μg/mL Streptomycin、インビトロジェン製)1体積%入りD-MEM(インビトロジェン製、high-glucose)(この混合液は以後3%FBS/D-MEMと記載)で希釈し、細胞濃度2.0×10( cells/mL )の希釈懸濁液を調製した。この細胞懸濁液を、96ウェル丸底細胞培養プレート(Falcon社製)を10枚準備し、全てのウェルに100(μL)ずつ分注した。
 次いで、上記3時間濾過を行った濾液の全量混合液について、それらの3%FBS/D-MEMによる10倍、10倍、10倍、10倍、10倍希釈液を調製した。さらに、濾過直前に採取した各元液について、それらの3%FBS/D-MEMによる10倍、10倍、10倍、10倍、10倍、10倍希釈液を調製した。上記細胞懸濁液を分注した96穴細胞培養プレートに、各濾液および濾液の10倍、10倍、10倍、10倍、10倍希釈液と、元液の10倍、10倍、10倍、10倍、10倍、10倍希釈液を、8ウェルに100(μL)ずつ分注し、37℃、5%二酸化炭素雰囲気下、インキュベーター中で、10日間培養した。
 次いで、10日間培養した上記の細胞培養プレートに対し、赤血球吸着法(非特許文献6)によるTCID50(50%感染価)の測定を行った。ニワトリ保存血(日本バイオテスト製)をPBS(-)(日水製薬株式会社製、商品に添付の方法で調製)で5倍に希釈後、2500( rpm ) 、4℃で5分間遠心分離し赤血球を沈殿させた後、上清を吸引除去して、得られた赤血球を含む沈殿物を再度PBS(-)で200倍に希釈した。
 次いで、調製した赤血球沈殿物のPBS(-)希釈液を、上記細胞培養プレートの全ウェル(well)に100(μL)ずつ分注し、2時間静置した後、培養した細胞組織の表面に対する赤血球の吸着の有無を目視で確認し、吸着が確認されたものをウイルス感染が起きたウェル、吸着が確認されなかったものを感染なしのウェルとして数えた。得られた培養液ごとのウイルス感染の有無について、濾液ないしその希釈液、又は元液の希釈液ごとに割合を確認し、Reed-Munch法(非特許文献6)により、感染価としてlog(TCID50/mL)を算出し、ウイルス除去率LRVを求めたところ、以下の〔表2〕のようになった。
 さらに、HPLC(島津製作所製 Prominence、カラム:東ソーGPC用カラム TSK gel G3000SWXL、移動相:リン酸緩衝液(pH6.9)/0.3( mol / L )塩化ナトリウム水溶液)により製剤封入工程終了時のモノクローナル抗体製剤純度を、ピーク面積比より測定したところ、以下の[表2]のようになった。結果、entry1~10について、要求するウイルス除去性、モノクローナル抗体製剤純度、そして製造工程中でのモノクローナル抗体の溶液中での安定性担保を、全て満たすことができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
[実施例4 遺伝子組み替えガンマインターフェロンの製造工程]
 次の組成; バクトトリプトン 10g/L 酵母抽出物 5g/L 塩化ナトリウム 5~10mg/Lを有する無菌培地150~500mLを含有する無菌のバッフル板付培養フラスコ中で、ストックカルチャーを調製する。次に、coli W3110/pγ-CYC5の一次培養物を培地に接種する。
 次いで、550nmに於ける吸光度が約1.0になるまで、接種したフラスコを振盪器上25~37℃でインキュベートする。30%(V/V)のジメチルスルホキサイド約50%(V/V)をブロスに添加する。直ちに1mLのアリコートを無菌バイアルに分与し、ふたを閉める。バイアルは-60℃以下で保存する。各々の発酵は、接種用複製ストックカルチャーを用いて開始する。接種物を振盪フラスコ又は小形ファーメンター内で前記の培地(LBブロス)を用いて調製する。約37℃で約8時間インキュベートした後、接種物をファーメンターに移す。接種物の容量は、発酵容量の2乃至10%である。組換えインターフェロン-ガンマの産生は、約10乃至1000Lの作用容積を有するファーメンター内で行なう。発酵培地は、1L当り次の組成を有する。
グルコース(*) 50 - 100g 
硫酸アンモニウム 4.0 - 8.0g 
一塩基性リン酸カリウム 3.0 - 5.0g 
二塩基性リン酸カリウム 5.0 - 8.0g 
硫酸マグネシウム七水塩 0.5 - 5.1g 
クエン酸ナトリウム二水塩 0.5 - 2.0g 
UCON LB-625 0.5 - 2.0mL 
塩化第二鉄六水塩 0.005 - 0.15g 
硫酸亜鉛七水塩 0.001 - 0.15g 
塩化コバルト六水塩 0.001- 0.005g 
モリブデン酸ナトリウム二水塩 0.001 - 0.005g 
硫酸第二銅五水塩 0.001 - 0.005g 
ホウ酸 0.001 - 0.005g 
硫酸マンガン一水塩 0.001 - 0.005g 
塩酸 0.0 - 1.0mL 
チアミン-HCl 0.0 - 0.1g 
テトラサイクリン-HCl 0.001 - 0.01g 
L-トリプトファン(*) 0.1 - 0.5g 
酵母抽出物 2.0 - 8.0g 
3-β-インドールアクリル酸 0.02 - 0.10g
(*)グルコース及びトリプトファンは一部を最初にファーメンターに入れ、残部は発酵中に供給する。
 培地中の成分は、発酵に使用する前に、熱処理又は濾過により殺菌する。発酵は25~40℃で行う。他の操作条件は次の通りである;
撹拌( rpm) 100~1000 
通気( vvm) 0.5~1.5 (必要なときには酸素を補充) 
pH 6.5~7.5 (水酸化アンモニウムの添加により調節)
塩及びpH6乃至9、好ましくは約9の適当な緩衝液を含有する培地中にcoli細胞を懸濁させる。ガウリン(Gaulin)ミルの如き高圧コロイドミル中で細胞懸濁液をホモゲナイズして組換えガンマインターフェロンを抽出する。充分なポリエチレンイミンを前記溶液に添加して、0.1乃至1%(W/V)の溶液に調製する。上清にガンマインターフェロンが含まれている。pH6乃至9の範囲の適当な塩溶液で洗浄して不純物を除去したシリカをベースとする吸着剤に上記上清を吸着させる。0.5乃至1.0Mの塩化テトラメチルアンモニウムを含有する溶液を用いて組換えガンマインターフェロンを溶出する。本工程の全操作はpH7乃至9で行なう。上記溶出液を透析し、アニオン交換クロマトグラフィー媒体に吸着させ、次いで洗浄して不純物を除去する。増大する塩勾配で組換えガンマインターフェロンを溶出する。本工程で使用できる典型的アニオン交換樹脂には、カルボキシメチルセルロース及びスルホエチルセルロースがある。全操作はpH7乃至9で行なう。上記溶出物をリン酸カルシウム媒体に吸着させ、次いで洗浄して不純物を除去する。リン酸塩濃度勾配中で塩濃度を増加させて組換えガンマインターフェロンを溶出する。本工程の全操作は、pH7乃至9で実施する。上記溶出物を透析し、アニオン交換クロマトグラフィー媒体に吸着させ、次いで洗浄して不純物を除去する。アニオン交換媒体から塩濃度を増大する勾配で組換えガンマインターフェロンを溶出する。典型的なアニオン交換クロマトグラフィー媒体は、カルボキシメチルセルロース及びスルホエチルセルロースである。本工程の全操作はpH7乃至9で実施する。上記溶出物をゲルパーミエーション媒体に適用し、カラムを塩含有溶媒で展開する。組換えガンマインターフェロンを含有する適当な画分をプールして、モレキュラーシーブカラム(Pharmacia)により脱塩後、凍結乾燥し、精製バルクを得る。本工程の全操作はpH7乃至9で行う。
 上記の方法により得た製剤A、安定化剤(下記〔表3〕を参照)、塩化ナトリウム、及び注射用水(大塚製薬製)を用いて、製剤Aおよび安定化剤を下記〔表3〕に記載した割合で含む、0.1( mol / L )塩化ナトリウム水溶液をそれぞれ調製した。次いで、それらの製剤Aおよび安定化剤溶液を、少量の1.0ないし0.10( mol / L )塩酸(和光純薬製)または1.0ないし0.10( mol / L )水酸化ナトリウム水溶液(和光純薬製)を用い、pHを5.5に調整した。
 上記各製剤Aおよび安定化剤溶液(PPVを含む)に対し、〔実施例1〕の方法により製造した濾過膜(0.001m)、および上記濾過装置をそれぞれ準備して、LRV測定用に各製剤Aおよび安定化剤溶液(以下、元液と記載)を5( mL )、滅菌済みのPP製スクリューバイアル(BD Falcon製)に採取し、直ちに-78℃で冷凍保存した後、294kPaの圧力でDead-end式濾過を実施した。各時間におけるモノクローナル抗体溶液の濾過量、及び製剤濃度から算出した製剤Aの透過量は下記〔表3〕のようになり、要求する組替えガンマインターフェロン透過性を満たすことができた。上記各濾液を50mL滅菌済みスクリューバイアルに分注し、目的の製剤Aをそれぞれ得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
〔実施例5 ウイルス除去性試験〕
 培養したPK-13細胞を、牛血清(Upstate社製、56℃の水浴で30分間加熱し、非働化させた後に使用)3体積%、およびペニシリン/ストレプトマイシン(+10000 Units/mL Penicillin, +10000μg/mL Streptomycin、インビトロジェン製)1体積%入りD-MEM(インビトロジェン製、high-glucose)(この混合液は以後3%FBS/D-MEMと記載)で希釈し、細胞濃度2.0×10( cells/mL )の希釈懸濁液を調製した。この細胞懸濁液を、96ウェル丸底細胞培養プレート(Falcon社製)を10枚準備し、全てのウェルに100(μL)ずつ分注した。
 次いで、上記3時間濾過を行った濾液の全量混合液について、それらの3%FBS/D-MEMによる10倍、10倍、10倍、10倍、10倍希釈液を調製した。さらに、濾過直前に採取した各元液について、それらの3%FBS/D-MEMによる10倍、10倍、10倍、10倍、10倍、10倍希釈液を調製した。上記細胞懸濁液を分注した96穴細胞培養プレートに、各濾液および濾液の10倍、10倍、10倍、10倍、10倍希釈液と、元液の10倍、10倍、10倍、10倍、10倍、10倍希釈液を、8ウェルに100(μL)ずつ分注し、37℃、5%二酸化炭素雰囲気下、インキュベーター中で、10日間培養した。
 次いで、10日間培養した上記の細胞培養プレートに対し、赤血球吸着法(非特許文献6)によるTCID50(50%感染価)の測定を行った。ニワトリ保存血(日本バイオテスト製)をPBS(-)(日水製薬株式会社製、商品に添付の方法で調製)で5倍に希釈後、2500( rpm ) 、4℃で5分間遠心分離し赤血球を沈殿させた後、上清を吸引除去して、得られた赤血球を含む沈殿物を再度PBS(-)で200倍に希釈した。
 次いで、調製した赤血球沈殿物のPBS(-)希釈液を、上記細胞培養プレートの全ウェルに100(μL)ずつ分注し、2時間静置した後、培養した細胞組織の表面に対する赤血球の吸着の有無を目視で確認し、吸着が確認されたものをウイルス感染が起きたウェル、吸着が確認されなかったものを感染なしのウェルとして数えた。得られた培養液ごとのウイルス感染の有無について、濾液ないしその希釈液、又は元液の希釈液ごとに割合を確認し、Reed-Munch法(非特許文献6)により、感染価としてlog(TCID50/mL)を算出し、ウイルス除去率LRVを求めたところ、以下の〔表4〕のようになった。結果、entry1~2について、要求するウイルス除去性を満たすことができた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
産業上の利用分野
 本発明を用いることにより、ポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤を製造するに際し、高濃度の製剤溶液を高い透過性および高いウイルス除去性を維持したままウイルス除去膜により濾過することができ、かつ、生物由来または発酵産物由来のウイルス混入のリスクがある安定化剤をも用いることができる。これにより上記製剤の製造工程の簡素化、コンパクト化、低コスト化などが包括的に達成可能となる。

Claims (11)

  1. 少なくとも、ポリペプチドを有する単一の有用物質を産生する培養工程、ポリペプチドを有する単一の有用物質を精製する精製工程、ポリペプチドを有する単一の有用物質の凝集を抑制する安定化剤を少なくとも1種類添加する安定化剤添加工程、ポリペプチドを有する単一の有用物質を含む溶液中のウイルスをウイルス除去膜により除去するウイルス除去工程、ウイルスを除去したポリペプチドを有する単一の有用物質を封入する封入工程を有するポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法であって、前記ウイルス除去工程は、ポリペプチドを有する単一の有用物質の産生時由来のウイルスと、安定化剤の産生時由来のウイルスを除去し、ウイルス除去工程のウイルス除去能力が、LRV≧4であって、ウイルス除去工程時のポリペプチドを有する単一の有用物質の濃度が3.0~10.0重量%の範囲であり、前記ウイルス除去工程に用いるウイルス除去膜に対する、溶液中に含まれるポリペプチドを有する単一の有用物質の、濾過開始後0~10分と、2~3時間経過時の平均透過性が、いずれも1.0( kg / m2/ hour )以上であることを特徴とする、ポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法。
  2. 前記安定化剤は、生物由来または発酵産物由来であることを特徴とする、請求項1に記載のポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法。
  3. 前記安定化剤が、糖類、アミノ酸、アミノ糖、有機酸、又はそれらの誘導体から選択されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法。
  4. 前記ウイルス除去膜は、合成高分子からなる中空糸膜であることを特徴とする、請求項1~3のいずれかに記載のポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法。
  5. 前記ウイルス除去膜は、多層微多孔膜であることを特徴とする、請求項1~4のいずれかに記載のポリペプチドを有する単一の有用物質を含む製剤の製造方法。
  6. 少なくとも、モノクローナル抗体を産生する培養工程、モノクローナル抗体を精製する精製工程、モノクローナル抗体の凝集を抑制する安定化剤を少なくとも1種類添加する安定化剤添加工程、モノクローナル抗体を含む溶液中のウイルスをウイルス除去膜により除去するウイルス除去工程、ウイルスを除去したモノクローナル抗体を封入する封入工程を有するモノクローナル抗体を含む製剤の製造方法であって、前記ウイルス除去工程は、モノクローナル抗体の産生時由来のウイルスと、安定化剤の産生時由来のウイルスを除去し、ウイルス除去工程のウイルス除去能力が、LRV≧4であって、ウイルス除去工程時のモノクローナル抗体の濃度が3.0~10重量%の範囲であり、前記ウイルス除去工程に用いるウイルス除去膜に対する、溶液中に含まれるモノクローナル抗体の、濾過開始後0~10分と、2~3時間経過時の平均透過性が、いずれも1.0 (kg / m2/ hour )以上であることを特徴とする、モノクローナル抗体を含む製剤の製造方法。
  7. 前記安定化剤は、生物由来または発酵産物由来であることを特徴とする、請求項6に記載のモノクローナル抗体を含む製剤の製造方法。
  8. 前記安定化剤が、糖類、アミノ酸、アミノ糖、有機酸、又はそれらの誘導体から選択されることを特徴とする、請求項6又は7に記載のモノクローナル抗体を含む製剤の製造方法。
  9. 前記ウイルス除去膜は、合成高分子からなる中空糸膜であることを特徴とする、請求項6~8のいずれかに記載のモノクローナル抗体を含む製剤の製造方法。
  10. 前記ウイルス除去膜は、多層微多孔膜であることを特徴とする、請求項6~9のいずれかに記載のモノクローナル抗体を含む製剤の製造方法。
  11. 前記安定化剤添加工程における、各安定化剤の添加量はそれぞれ0.1~15重量%の範囲であり、かつ安定化剤添加工程終了時及び封入工程終了時のモノクローナル抗体純度が80%以上であることを特徴とする、請求項6~10のいずれかに記載のモノクローナル抗体を含む製剤の製造方法。
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