预装层析柱的适用性：谁最应该使用？

Original XS Repligen瑞普利金 2022-12-21

预装层析柱已经从技术层面上被证实可设计、制造和运输，所以，预装柱可使用与传统玻璃层析柱相同的方式，进行高效的工作，但对于行业来说，还有一个挑战是，决定何时、何地以及如何使用可抛弃型预装层析柱。本文将讨论产品的适用性，即其与哪些应用契合、与哪些生产工艺和工厂设施契合、与怎样的公司“原则”契合。

从许多方面来说，转向可抛弃型预装层析柱的决策与行业转向可抛弃型生物反应器的决策并没有区别，推动因素包括操作成本节约、工艺效率提升、快速的设施轮转、可抛弃型工厂策略以及运营的卓越性等。

适用性首先应从“规模”开始，也就是说，层析柱应可提供工艺所需的形式，包括层析柱直径、填料类型以及柱床高度。一经确认，应用契合度反映了该技术为公司带来的切实利益。下文将从其它考量角度，讨论最受“适用性”驱动的领域。

毒性产品的生产操作

由于毒性产物生产工艺的规模通常相对更小，例如ADC和毒素，通常倾向于使用单根或有限数量的层析柱，而另一种情况是工艺污染物不容易从填料中清除，比如在某些疫苗生产工艺中所见到的。在这些情况中，规模适合，且填料成本较低，使用可抛弃型预装层析柱可降低与硬件清洗及清洗验证相关的工作和风险，同时简化工艺日程安排，因为层析柱已在库存中，即取即用。在这些应用中使用可抛弃型层析柱还可为操作员提供保护，因为不再需要拆柱和清洗污染的硬件。在可抛弃型工艺中，没有接触受污染填料的风险，因为预装柱可在去污后作为封闭系统抛弃。

一次性使用/可抛弃型工厂

许多公司都在运营基于可抛弃型生产策略的工厂，包括Patheon、Amgen、Shire、Rentschler和CMC Biologics。有意思的是，即使是在这些“完全可抛弃型”的工厂中，下游工艺也不完全是可抛弃型的。纯化设备要么依赖于自装的玻璃层析柱，要么就是有同时使用预装和自装层析柱的混合方案。采用这些方案的原因是优化的时机，在这些工厂设计时，对于可抛弃型预装层析柱来说，还没有可放大的选项，但如今，这些工厂开始通过“重新整合”引入可抛弃型预装层析柱。这些工厂已经使用在其它单元操作中使用可抛弃型产品，因为其具有明显的优势：更高的灵活性、快速的轮转、更低的总成本、可将成本从硬件投入转移到运营投入上、更小的工厂占地、降低水电消耗以及更高的产品安全性。基于在下游工艺相似的潜在优势，这些工厂采用预装层析柱技术就不足为奇了。

临床生产操作

目前的临床生产工厂通常需要管理多个不同规模、处于不同临床阶段的产品。从下游工艺角度看，这些工厂的配置需适合多产品生产，也就是说，必须能处理不同的规模和生产滴度，以及适应平台化和非平台化的层析填料。对繁忙的临床生产工厂来说，调度时间是一种额外的溢价，浪费在层析柱重新装填和清洗上的时间会不必要地延长设施轮转时间。预装柱是这些工厂的理想选择，因其可提供正确的尺寸，即取即用，且不会因层析柱装柱失败而对日程安排产生负面影响。当一次运行完成时，预装层析柱可储存，直到再次使用，或者抛弃处理，所以设备轮转时间不会受到层析柱拆柱或清洗的负担。预装层析柱的直接储存和管理意味着在多产品生产工厂中，只需准备和储存多根层析柱，而不需要较大的资金投入，无需硬件维修和翻新。

合同生产

CMO通常是可抛弃型生产技术的率先采用者，包括可抛弃型预装层析柱，因为多产品生产环境对灵活性的需求驱动着“动态”下游工艺的构建，也反映了生物制品的多样性对不同填料和不同规模层析柱的需求。这也意味着需要对不同类型和不同规模的硬件进行投资，而且在每种情况下，工艺将因层析柱装柱和清洗而延时，这些成本不可避免地会转嫁给客户。这将交由其客户决定在不同临床规模下或者分子失败时，如何处理这些资金投入。预装层析柱可为CMO提供多种优势，而这些优势也将传递至其客户，包括没有装柱失败（生产不会延误）、无装柱管理费用（更低的合同金额）、无需投资硬件（没有资本减记）以及其包含填料，最后一项意味着一根使用过的预装层析柱可在CMO之间转运。这对于传统填料来说是不可能的，因为CMO一般不会装填使用过的填料，以避免交叉污染风险，所以完全还可使用的填料会被废弃。

预装层析柱技术还可为CMO提供直接的优势，即CMO不会靠装柱赚钱，避免装柱需求相当于更好地利用资源，节省生产操作员时间和生产设备时间。由于没有装柱失败，所以不会延误生产，设备有更多的时间可用于更多的合同生产，降低成本超支，因为大多数情况下，CMO并不能很容易地将失败的成本，特别是反复失败的成本，转嫁给客户。

基于以上内容，预装层析柱技术可为CMO及其客户提供一个显而易见的双赢局面，那为什么不是每个CMO工艺都采用了预装层析柱呢？这主要是由于三个原因，而三个都很容易解决。首先，是客户缺乏对预装柱技术和供应商的了解和信息。这里的解决方案是可由CMO牵头，和其客户及供应商，对可用的技术进行基于三方的讨论；其次，成本顾虑。这可通过预装层析柱的经济性分析以及提供传统玻璃自装层析柱和可抛弃型层析柱的比较报价来解决。最后，是商品化规模放大的问题，即当市场对药品需求激增，而出现规模限制时，是否需要重新回到玻璃层析柱。这是一个合理的担忧，但是我们可以看一下当前的行业实际情况，在其它工艺单元操作中都存在可抛弃型和传统技术双重使用的现象。此外，来自Patheon和Shire的行业评论员都证实，可抛弃型OPUS预装层析柱可获得与玻璃层析柱相当的纯化能力。可见，只需预先计划好CMC提交的开发和文件，允许层析硬件的规格同时向两种技术开放。

分散的多点商业化生产

对卓越运营的追求可应用于任意应用中任意规模的任意工艺，从工艺开发到商业化规模的生产。对于层析柱装柱来说，这反映在将可用的资源分配给最具附加值的任务，也就是说，可抛弃型预装层析柱技术也适用于商业化生产，如其适用于临床生产一样。

基于特定的挑战，任何公司都会认可最好将其技术人员资源配置到更高附加值的技术任务上来，而不是装柱。只要规模和工艺适用性合适，最高效的选择可能就是配置预装层析柱。

支持药品销售地国内生产，可简化物流配送，但地理上分散的多点生产布局也会影响技术的选择。分散布局的工厂通常处于较小的商业化规模，所以最佳的候选方案是配置可抛弃型生产线。预装层析柱的使用可降低对公用设施的投入、简化工艺，且不需要再寻找和培训有经验的员工进行层析柱装柱。

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本文为下文简介，因水平有限，如有不当之处，敬请谅解。完整的详细内容，请参考原文。

原文：S.K.Tingley, DISPOSABLE PREPACKED‐BED CHROMATOGRAPHY FOR DOWNSTREAM PURIFICATION: FORM, FIT, FUNCTION, AND INDUSTRY ADOPTION. Process Scale Purification of Antibodies, 2017.

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