在生物制药过程中，使用的原料和材料会影响产品最终的质量、安全性和有效性。良好的物料质量可以确保生物制药产品的一致性和稳定性。而质量较差的原料可能会对产品的纯度和效力产生负面影响。为了确保生物制药产品的高质量，制药公司需要采取严格的质量控制措施来检查和验证原料的质量。因此文章对生物制药中物料质量的控制要点展开分析，并提出相应的策略，以期为相关制药工作提供学术参考和帮助。
生物制药是利用活体组织、细胞或微生物合成药物的过程。常见的生物制药物料包括细胞培养基和培养细胞、基因表达载体、发酵剂和营养品、纯化材料等。在制药过程中，某些生物制药物料可能在特定环境条件下失去活性，或者在储存和运输过程中出现降解，又或者使用的细胞和微生物存在一定的被污染的风险，因此需要采取适当的控制措施，以防止因物料的质量问题对产品质量造成影响。因此探析物料质量的控制要点，并制定合理的策略，是确保制药工作稳定推进的首要工作。
1、生物制药中物料质量的控制要点
1.1物料污染的控制
在生物制药工厂中，不同批次或不同产品的物料可能共用一些设备、管道和工作区域。如果不充分清洁这些共用设施，有可能发生交叉污染，导致微生物、细菌、病毒或其他有害物质传播到其他批次的产品中[1]。同时，生物制药过程中使用的原料可能暴露在空气、水和土壤等自然环境中，这些环境中存在着大量的微生物和细菌。如果没有适当的控制措施，这些微生物和细菌可能进入物料中并导致污染。
微生物、细菌、病毒或其他有害物质的污染可能会引入附加的蛋白质、核酸或其他杂质，导致产品的纯度降低。如果这些有害物质存在于制药产品中，可能会对使用者的健康产生不良影响，甚至造成严重的副作用。为了确保物料的质量和安全性，相关企业需要建立监测和检测系统，定期对设备、物料和产品进行检查，以确保其符合规定的质量标准。
1.2物料不纯的控制
从生物源获取原料时可能会夹带其他生物产物，例如细胞培养基中的细胞碎片、细胞分泌物等；部分杂质可能会在制药过程中形成，比如在高温或高压条件下，蛋白质可能发生变性或聚集，导致杂质产生。这些原料中的杂质会随着物料进入制药过程，并且在后续步骤中难以完全去除[2]。
不相干的杂质会导致产品的纯度下降。这些杂质可能与目标蛋白质竞争结合位点，降低目标蛋白质的提取和纯化效率，从而降低产品的纯度。某些杂质可能与目标蛋白质发生非特异性相互作用，改变其构象或功能，最终可能导致产品在治疗或应用过程中失去预期效果，甚至引起不良反应。
1.3物料变异问题
不同个体或品系的动物在遗传水平上存在差异。这些差异可能包括基因型、表达水平、代谢能力等方面。因此在细胞培养过程中，细胞系可能发生突变，导致基因组变异。这些突变可能由自然选择、污染或处理条件等因素引起，例如外部环境和处理条件（如温度、pH、营养物质等）的变化可能对细胞或动物的基因表达产生影响，从而导致其一致性难以保证[3]。
生物制药依赖高度一致的生产过程来获得稳定的产品质量。如果原料中的细胞或动物存在变异，例如细胞系的突变或动物个体间的遗传差异，就可能导致生产过程中的一致性难以保证。不一致的原料可能会导致批次间的差异，使产品无法满足质量标准和规范的要求。
2、生物制药中物料质量的控制策略
2.1加强物料检测，完善源头控制
在生物制药过程中，为了确保原材料的质量和安全性，相关企业可以使用 PCR 等技术检测原材料中微生物、细菌和病毒等生物体的存在及其感染状态。例如，在生物制药过程中使用一种细胞培养基为原材料，该培养基用于生产生物制品。为了确保培养基没有受到细菌污染，需要对其进行微生物检测[4]。首先，制药单位的管理人员需要从生产批次中取出一定量的培养基样品，将其转移到实验室条件下。其次，确保操作环境的洁净，并采取无菌措施以防止外源污染。其三，使用合适的 DNA 提取方法从培养基样品中提取 DNA。这一步骤可以通过商业化的 DNA 提取试剂盒或其他标准的 DNA 提取方法来完成。其四，确保提取的 DNA 质量和纯度足够高，以保证后续 PCR 反应的准确性和可靠性。其五，根据需检测的目标细菌选择适当的引物。引物应具有高度特异性，只能与目标细菌 DNA 序列匹配。其六，将引物添加到 PCR 反应体系中，加入提取的培养基DNA 作为模板，并按照 PCR 反应条件进行循环反应，以扩增目标细菌 DNA 序列。通常 PCR 反应包括一系列的变性、退火和延伸步骤。在每个循环中，目标 DNA 序列会指数级地扩增。最后，将 PCR 扩增产物进行凝胶电泳分析。将扩增产物加载到琼脂糖凝胶上，并通过电流刺激使 DNA 片段在凝胶中迁移。根据目标 DNA 序列的大小，可以确定是否存在预期的扩增产物。如果 PCR 反应出现了预期的扩增产物，说明培养基样品中存在目标细菌的 DNA 序列，表明可能存在细菌感染。反之，如果没有观察到预期的扩增产物，则表明培养基样品中不存在目标细菌的 DNA，即无感染。
除加强对物料的检测外，还要从源头减少污染的发生，制药单位需对操作员进行适当的培训，确保他们具备正确的操作技能和卫生意识。同时，要遵循相关法规和标准，如 GMP （Good ManufacturingPractice）等，维持操作环境的洁净度和温湿度控制，使用空气过滤系统、无菌技术等来减少微生物污染，确保设备和工作区域的彻底清洁，并验证清洗和消毒程序的有效性。通过严格的控制措施和合规要求，可以降低污染源对生产过程和产品的不良影响。
2.2组合清除技术，增强物料提纯
物料中残余的杂质可能会对药物的稳定性和有效性产生负面影响。为了清除这些残余物质，可采用酶处理、碱性水解、超滤等多种方法。酶处理涉及使用特定的核酸酶（如 DNase 或 RNase）来降解 DNA或 RNA，从而消除它们的影响。这些酶可以选择性地切割 DNA 或 RNA 链，使其失去功能。进行酶处理时，需要根据清除目的选择合适的核酸酶（如 DNase或 RNase）；根据酶的要求，在酶溶液中加入适当的缓冲液，以维持最适 pH 和离子浓度；轻轻颠倒混合酶溶液，以确保酶的均匀分布，并将适量的酶溶液加入含有待处理的 DNA 或 RNA 的物料中，根据酶的操作要求在恰当的温度下孵育反应混合物，一般以37 ℃为宜。之后使用相应的方法停止酶反应，如加入抑制剂或改变反应条件，并通过凝胶电泳、荧光探针染色等来检测处理后的 DNA 或 RNA，以验证酶处理的效果。
碱性水解一般用于分解 DNA 或 RNA 较小的碱基残基。进行碱性水解需要使用氢氧化钠（NaOH）和磷酸缓冲液等，根据所需反应体系的比例，将适量的碱性试剂加入含有待处理的 DNA 或 RNA 的样品中，轻轻摇动反应混合物，以确保碱性试剂与 DNA或 RNA 充分接触，在适当的温度下，孵育反应混合物一段时间，在室温下通常孵育约 10~30 min。在反应结束后，添加足够量的磷酸缓冲液以中和碱性试剂的影响。这有助于防止进一步分解或损伤物料。
超滤一般用于清除物料中的细胞碎片和蛋白质聚集体。进行超滤时要选择合适的膜型和孔径大小，根据需要的分子质量截留范围进行选择，同时准备将其用于连接超滤器与收集装置或系统以及收集容器，将超滤器装置与样品处理系统连接，确保连接紧固并无泄漏[5]。将含有需要清除杂质的溶液加入超滤器中，通过超滤器施加适当的压力（可以通过重力、离心或使用泵等方式），使溶液通过超滤器。大分子物质会被滞留在超滤器的膜上，而小分子物质则通过膜进入收集容器。
2.3进行技术监测，预防物料变异
基因组测序是一种广泛应用于确定 DNA 序列的技术，通过对细胞系或动物个体的基因组进行测序，可以检测到可能的遗传变异[6]。
首先，收集要进行测序的物料样本。要确保样品采集过程中的无菌条件，并尽量选择具有代表性的样本以获得全面的数据。其次，使用适当的 DNA提取方法从样品中提取基因组 DNA，包括常规的离心、裂解和纯化步骤，以从细胞或组织中提取高质量的 DNA。其三，将提取的 DNA 进行片段化处理，并构建文库，以便于后续测序。这通常涉及连接适配器序列并进行扩增反应。其四，使用高通量测序平台（如 Illumina HiSeq、PacBio 或 Oxford Nanopore）进行基因组测序。这些平台可以产生大量的读取数据，覆盖整个基因组。其五，对测序得到的数据进行质控和数据处理，包括去除低质量序列、剔除污染物等。其六，使用生物信息学工具对得到的序列进行比对和变异检测。通过比对到参考基因组，检测样品中的单核苷酸多态性（SNPs）、插入/缺失（InDels）和结构变异等。这些检测可以使用一系列的生物信息学软件和算法来实现。最后，根据基因组测序的结果评估细胞系的遗传变异情况，注重检查是否存在突变、拷贝数变异、重排等。
3、结语
在生物制药中，物料污染、不纯、变异是常见的质量问题，也是质量控制的要点。制药企业在控制策略上要尽可能采取多种方法并行，如物料检测要引入 PCR 方法，杂质清除要采用酶处理、碱性水解、超滤等方法，预防变异要根据生理特征及时进行基因组测序，以此保证质量控制的有效性，缩小物料污染、不纯和变异等质量问题的发生概率，避免因物料质量问题影响产品效果，对患者机体造成损害。
参考文献
［1］ 彭波. 生物制药行业粉料混合机优化浅析［J］. 流程工业, 2023(6): 56-59.
［2］ 王宏伟. 生物制药行业中磁力搅拌装置的特点［J］. 流程工业, 2023(6): 52-55.
［3］ 辛恋念. 生物制药企业的伦理责任失范及对策研究［D］. 南京: 南京林业大学, 2018.
［4］ 张国林. 生物制品微生物质量控制与快速微生物检测的研究进展［J］. 中国现代应用药学, 2022, 39(6): 833-839.
［5］ 吕德鹏, 杨玥. 膜分离技术在生物制药中的应用［J］. 山西化工, 2022, 42(5): 25-28.
［6］ 康伟. 生物制药技术在制药工艺中的应用［J］. 当代化工研究, 2019(3): 184-185.
本文作者许惠玲，福建基诺厚普生物科技有限公司，来源于工业微生物，仅供交流学习。
