Celle- og vævsbaserede terapier anvendes i stigende grad til behandling af mange sygdomme, for hvilke der på nuværende tidspunkt ikke findes andre passende behandlingsmuligheder. Disse produkter indeholder menneskelige eller animalske celler, som kan erstatte, regenerere eller øge en modtagers syge, dysfunktionelle eller skadede celler, væv eller organer. Cellerne eller vævene kan være umanipulerede, eller deres biologiske egenskaber kan ændres ex vivo, inden det endelige produkt gives til patienterne. Eksempler på celleterapier spænder fra traditionelle blodtransfusioner til nyere metoder inden for autologe stamcelletransplantationer og allogene kunstige vævserstatninger.
Komponenter, der anvendes til fremstilling af et celle- eller vævsbaseret produkt, kan variere meget med hensyn til oprindelse, kompleksitet og fremstillingsprocesser. Da sådanne materialer i høj grad kan påvirke ekspansionen, differentieringen og aktiviteten af et forarbejdet celle- eller vævsprodukt, kan de til gengæld have en betydelig indvirkning på det endelige produkts kvalitetsegenskaber. Desuden udelukker den biologiske kompleksitet af en celle- eller vævsbaseret terapi en fuldstændig molekylær karakterisering af det endelige produkt. For at sikre kvaliteten af et celle- eller vævsbaseret terapiprodukt er det derfor nødvendigt at foretage en nøje evaluering af de komponenter, der anvendes ved fremstillingen.
Eksempler på celle- og vævsbaserede terapier: I marts 2012 godkendte den amerikanske Food and Drug Administration (FDA) en ansøgning om biologisk licens (BLA) for et allogent (donorafledt) vævsfremstillet allogent (donorafledt) celleprodukt kaldet Gintuit fra Organogesis. Produktet er fremstillet af bovin kollagen med dyrkede humane keratinocytter og fibroblaster, der stammer fra neonatal forhud, og er et celleplaster, der anvendes til kirurgisk behandling af orale mucogingival-tilstande hos voksne.
Flere mesenkymale stamcelle- (MSC) eller stromale produkter blev godkendt i lande uden for USA i 2012. Myndighederne i Canada og New Zealand gav markedsføringstilladelse til et produkt kaldet Prochymal (Osiris Therapeutics), der består af allogene MSC’er fra knoglemarv til behandling af steroidresistent graft-versus-host-sygdom hos børn. To MSC-produkter er godkendt i Sydkorea: et allogent MSC-baseret produkt afledt af navlestrengsblod (Cartistem) til behandling af degenerativ gigt og et autologt MSC-produkt afledt af fedtvæv (Cupistem) til behandling af analfistler hos patienter med Crohns sygdom.
Komponentmaterialer
Fremstillingsråvarer defineres som de udgangsmaterialer, reagenser og opløsningsmidler, der anvendes ved fremstilling af terapeutiske produkter. Kvaliteten af råmaterialer og mellemprodukter til fremstilling af komponenter vurderes kritisk af de regulerende myndigheder. Det kan være vanskeligt at kvalificere forsyningen af de komplekse fremstillingskomponenter, der er nødvendige for celleterapiprodukter. Nogle komponenter kan oprindeligt kun være udviklet til forskningsbrug, så deres anvendelse til fremstilling vil kræve yderligere kvalitetstest ud over det, som leverandørerne kan levere som en del af deres analysecertifikater (CoA’er). Anvendelse af komponenter, der opfylder kravene til farmaceutiske kvalitetssystemer, giver producenterne af celleprodukter sikkerhed og gør det muligt for de regulerende myndigheder at fokusere på kvalitetsvurdering af selve de terapeutiske produkter.
Ancillary materials (AMs) – også kendt som hjælpeprodukter, hjælpereagenser og procesreagenser – er råmaterialer, der ikke er beregnet til at indgå i et slutprodukt, men som er af afgørende betydning for fremstillingen af det. AM’er til celle- og vævsbaserede terapier omfatter serumderivater, antibiotika, cytokiner, vækstfaktorer, kulturmedier, antistoffer og enzymer. Mange AM’er anvendes til at fremme væksten og overlevelsen af visse cellepopulationer og kan således have dybtgående og langvarige virkninger på et celleprodukt. Da mange AM’er i sig selv er komplekse biologiske materialer, kan det være vanskeligt at vurdere deres kvalitetsegenskaber. Bekymringerne for råvarekvalifikationer er for nylig blevet forstærket af verdensomspændende problemer i forsyningskæden som f.eks. tilfælde af forsætligt forfalsket hostesirup, heparin og modermælkserstatning (1). Det er derfor nødvendigt at foretage en omhyggelig undersøgelse af alle materialer, der anvendes til fremstilling af celleterapier, for at forhindre, at der indføres utilsigtede stoffer og giftige urenheder, samtidig med at man sikrer det endelige celleprodukts sikkerhed, effektivitet og konsistens.
Den amerikanske farmakopékonvention (US Pharmacopeial Convention (USP) er en nonprofit videnskabelig organisation, der udvikler standardtests for identitet, styrke, kvalitet og renhed af lægemidler og deres ingredienser. USP’s standarder findes i form af monografier, generelle kapitler og generelle meddelelser, der offentliggøres i dens kompendier: United States Pharmacopeia og National Formulary (USP-NF). Organisationen leverer også kemiske og biologiske referencematerialer, kendt som USP-referencestandarder (RS). Når disse bliver komponenter i gældende monografier eller andre kompendier, anvendes de af fabrikanterne til at påvise endeligt, at de overholder disse standarder.
Alle USP-standarder – uanset om de er dokumentariske eller referencematerialer, der kaldes ud til brug som en monografikomponent – skal anses for egnede af et relevant USP-ekspertudvalg. Med den stigende brug af celle- og vævsbaserede terapier fortsætter USP med at udvikle flere kompendierede standarder til kvalificering af deres AM’er. I sidste ende er forsikringer om AM-kvaliteten afgørende for, at cellebaserede terapier kan opfylde overensstemmelseskravene. Bestemmelserne om forfalskning og misbrug af mærker i den amerikanske Federal Food, Drug and Cosmetic Act (FDCA) inkorporerer ved henvisning mange USP-NF-standarder, især dem, der vedrører identitet, styrke (potens), kvalitet og renhed. Men USP er ikke ansvarlig for at håndhæve nogen af sine standarder. En sådan håndhævelse er FDA’s og andre statslige myndigheders ansvar i USA og andre steder.
Forordninger og vejledninger
Der findes i øjeblikket ingen AM-bestemmelser blandt verdens lovrammer. Der findes imidlertid generelle retningslinjer om komponenter og råmaterialer (herunder AM’er) fra flere kilder: FDA, International Conference on Harmonisation of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use (ICH) og International Organization for Standardization (ISO). Deres vejledningsdokumenter indeholder dog kun begrænsede detaljer om, hvordan producenterne kan udvikle og gennemføre AM-kvalifikationsprogrammer. Som beskrevet i de gældende regler for god fremstillingspraksis (CGMP) for færdige lægemidler i US Code of Federal Regulations (CFR), del 210 og 211, kan AM’er også være analogt med komponenter og beholdere med produktkontakt (2, 3). AM’er betragtes også som “forsyninger og reagenser” som defineret i 21 CFR Part 1271 (4). FDA regulerer derfor celle- og vævsbaserede produkter som enten 361 (“minimalt manipulerede”) eller 351 (“mere end minimalt manipulerede”) produkter.
Med minimalt manipulerede 361-produkter er det ikke nødvendigt at indsende en ansøgning om et nyt lægemiddel (NDA) eller en BLA for at komme på markedet. Sådanne produkter skal dog overholde gældende god vævspraksis (CGTP), som sikrer korrekt screening, identifikation og testning af væv og
donorer for at forhindre indførelse og overførsel af smitsomme sygdomme. AM, der anvendes til 361 produkter, behøver ikke at blive evalueret prospektivt med hensyn til kvalitet. Faciliteter, der anvendes til fremstilling af sådanne produkter, inspiceres dog med henblik på overholdelse af CGTP’erne, og optegnelser og specifikationer vedrørende AM’er vurderes under inspektioner.
Markedsføring af humane celler, væv og celle- eller vævsbaserede 351 produkter (HCT/P), der er “mere end minimalt manipulerede”, kræver overholdelse af mere komplekse bestemmelser. Disse produkter kræver overholdelse af både CGTP’er og CGMP’er, og sponsorerne skal indsende både en IND og en BLA. Desuden finder der en prospektiv evaluering af AM-kvaliteten sted i forbindelse med IND-revision, inspektion før BLA og GMP-inspektion. Evalueringen af AM-kvaliteten for 351-produkter er mere detaljeret på grund af FDA’s specifikke krav til AM’er af menneskelig og animalsk oprindelse. Robuste kvalifikationsprogrammer, identitetsafprøvning og demonstration af fjernelse af AM er blot nogle af de kritiske elementer, der anvendes til at evaluere disse produkter.
Ud over de retningslinjer, der specifikt gælder for HCT/Ps, gælder en række generelle lovgivningsmæssige retningslinjer for færdige farmaceutiske produkter også for celle- og vævsprodukter. Sammen med ICH Q7- og Q10-kvalitetsretningslinjerne beskriver en vejledning fra FDA fra 2006 kvalitetssystemmodeller til undersøgelse af alle materialer, der kommer i kontakt med et terapeutisk produkt – herunder AM’er (5, 6). Målet med sådanne evalueringer er at sikre, at leverandørerne leverer materialer, der opfylder specifikationerne, og at producenterne af farmaceutiske produkter har indført processer til kontrol af outsourcede aktiviteter og kvaliteten af indkøbte materialer. Det omfatter udvælgelse af leverandører og overvågning af indgående materialer. De fleste tilsynsorganer er enige om behovet for at opbygge stærke farmaceutiske systemer til udvikling, evaluering, dokumentation og overvågning af processer og aktiviteter. Der er dog kun få regler, der specificerer værktøjer til at muliggøre AM-kvalificering.
Producentovervejelser
I modsætning til de fleste småmolekylære lægemidler og mange biologiske lægemidler produceres celle- og vævsbaserede terapier normalt i unikke fremstillingsmiljøer, der omfatter udstyr og processer til dyrkning, testning og emballering af levende celler. Det første skridt i udviklingen af en celleterapi kræver, at man høster materialer fra menneskelige donorer – typisk i et klinisk miljø. De høstede materialer manipuleres og/eller behandles derefter i GMP-regi, inden de administreres til patienter, også typisk i kliniske omgivelser.
Karakteriseringen af cellebaserede terapier adskiller sig typisk fra karakteriseringen af traditionelle farmaceutiske produkter. Produktrensningsmetoderne for traditionelle småmolekylære lægemidler er meget sofistikerede og ofte valideret for at påvise, at der ikke er andet end den ønskede aktive farmaceutiske ingrediens (API) og hjælpestoffer til stede i et slutprodukt. Den biologiske kompleksitet af celle- og vævsbaserede terapier udelukker en sådan endelig molekylær karakterisering. De unikke processer, hvormed sådanne terapier fremstilles og afprøves, understreger behovet for omhyggelig kvalificering af fremstillingen af alle komponenter. Andre kritiske overvejelser omfatter fremstillingsmiljøet, operatørvariabilitet og fremstillingsudstyr. I sidste ende kan en tilgang til kvalitetssystemer anvendes på hver enkelt celleproduktkomponent, procesvariation, sporbarhed af råmaterialer, miljøtestning i renrumsmiljøer og meget mere.
En anden væsentlig forskel mellem celleterapiprodukter og traditionelle lægemidler er antallet og kompleksiteten af de råmaterialer, der anvendes i fremstillingen af slutproduktet. Udvikling af cellebaserede terapier kræver ofte et større antal komplekse råmaterialer end lægemidler fremstillet ved kemisk syntese. Det er derfor vigtigt for en producent at afgøre, hvilke komponenter der er mest afgørende for kvaliteten. Når de tilsættes under fremstillingen af celleprodukter, kan nogle råmaterialer (f.eks. AM’er som cytokiner og vækstfaktorer) påvirke cellevækst, differentiering eller funktion. Enhver variabilitet i AM-kvaliteten kan påvirke kvaliteten af et endeligt celleterapiprodukt. I vurderinger af kvalifikationsbehov betragtes AM’er derfor som mere kritiske komponenter end råmaterialer, der ikke spiller en rolle for cellevækst, differentiering eller funktion.
Som det fremgår af figur 1, kan der træffes forskellige foranstaltninger for at bidrage til at sikre kvaliteten, efterhånden som cellerne gennemløber de forskellige faser af produktudviklingen og fremstillingen. Når en producent indsender et celleterapiproduktdossier med henblik på myndighedsgodkendelse, kan en myndighed anmode om oplysninger om kvalificering af de AM’er, der anvendes til fremstilling af det endelige produkt. Hvis producenten ikke har kvalificeret AM’er i hele sin udviklingsproces, kan det være nødvendigt at anmode AM-leverandøren om oplysninger om dennes eget kvalifikationsprogram. Hvis sådanne oplysninger er begrænsede eller ikke er tilgængelige, kan godkendelsesprocessen blive betydeligt vanskeliggjort.
Naturen af en AM’s fremstillingsproces er en vigtig overvejelse for producenter af celleprodukter. Nogle AM’er kan faktisk være godkendte farmaceutiske produkter i sig selv. Heparin og insulin er f.eks. tilgængelige som GMP-godkendte materialer og anvendes ofte til fremstilling af celleprodukter. Men slutbrugerne skal stadig afgøre, om AM’er af farmaceutisk kvalitet udviser kvalitetsegenskaber, der er egnede til deres anvendelse i celleproduktfremstilling. Desuden anvendes der i lægemidler ofte stabilisatorer eller andre tilsætningsstoffer, som ikke er ønsket i cellekultur.
Risikobaseret tilgang til hjælpematerialer (AM’er)
Tier 1: Højkvalificerede materialer med lav risiko, der er beregnet til brug som terapeutiske lægemidler eller biologiske lægemidler, medicinsk udstyr eller implantable materialer
Tier 2: Velkarakteriserede materialer med lav risiko, der er beregnet til brug som AM’er, og som er fremstillet i overensstemmelse med GMP’er
Tier 3: Materialer med moderat risiko, der ikke er beregnet til brug som AM’er (ofte fremstillet til in vitro-diagnostisk brug eller materialer af reagenskvalitet)
Tier 4: Materialer med høj risiko, der ikke er fremstillet i overensstemmelse med CGMP’er og ikke er beregnet til brug i cellefremstilling
Når de vurderer de risici, der er forbundet med at anvende AM’er under udvikling af celleterapi, bør producenterne afveje fordelene ved at anvende kvalificeret materiale (f.eks.g., USP-klassificeret materiale) tidligt i produktudviklingen. Indførelse af velkvalificerede materialer tidligere i udviklingen vil mindske risikoen ved at eliminere behovet for at skifte leverandør senere i et produkts livscyklus. Da celle- og vævsbaserede produkter kan persistere eller forplante sig i patienterne længe efter administrationen, er det et rimeligt mål, at alle materialer i kontakt med produktet skal være korrekt testet eller kvalificeret i alle faser af produktudviklingen.
USP’s Standards As Tools
An Overview of Ancillary Materials: Som beskrevet ovenfor indebærer kvalificering af cellebaserede terapier unikke udfordringer. USP’s generelle kapitel indeholder oplysninger om god praksis til at overvinde disse udfordringer i forbindelse med fremstilling, karakterisering og testning af HCT/Ps (7). Kapitlet omhandler også potentielle virkninger af AM’er på den endelige produktkvalitet.
USP’s generelle informationskapitel er et andet værktøj til rådighed for producenter, der er interesserede i at udvikle passende AM-kvalifikationsprogrammer (8). I dette kapitel
der diskuteres det, hvad kvalifikationsprogrammer for hjælpematerialer bør omfatte: Variabilitet fra parti til parti og fra leverandør til leverandør, sporbarhed, anvendelsesegnethed, indvirkning på færdigvarers kvalitet og sikkerhed samt andre kritiske parametre. Den beskriver kritiske komponenter i identifikationen, herunder kildemateriale, anvendelseskoncentration, test til identifikation og fremstillingstrin. Kapitlet beskriver betydningen af AM-valg i en tidlig udviklingsfase samt mikrobiologisk vurdering og risikovurdering med animalske produkter (f.eks. produkter, der er forbundet med overførbare spongiforme encephalopatier). Kapitlet er ved at blive revideret for at indarbejde flere oplysninger af potentiel nytte for fabrikanterne.
Som det fremgår af boksen “Risikobaseret tilgang”, fremhæver det generelle kapitel vigtigheden af korrekt AM-valg og beskriver fire risikobaserede kategorier til klassificering af kritiske materialer. Niveau 1 omfatter lavrisikomateriale af høj kvalitet som f.eks. godkendte farmaceutiske produkter (f.eks. heparin af farmaceutisk kvalitet). Tier 2 AM’er er lavrisikomaterialer, der er velkarakteriserede materialer, som er beregnet til brug som AM’er. Tier 3 omfatter materialer med moderat risiko, som ofte ikke er beregnet til brug som AM’er (f.eks. reagenskvalitetsmaterialer, der anvendes i andre anvendelser eller industrier). Materialer med høj risiko kategoriseres som Tier 4. De fremstilles ikke i overensstemmelse med CGMP’erne eller er ikke beregnet til at blive anvendt til fremstilling af celleterapi. På grundlag af disse kategorier kan virksomhederne udforme kvalifikations- eller risikoreducerende aktiviteter for deres AM-materialer. Tabel 1 indeholder et eksempel på Tier 1 AM’er med en liste over deres anvendelse i fremstillingen og forslag til kvalificerings- eller risikoreducerende aktiviteter.
Tabel 1:
Tabel 2 giver endnu mere detaljerede oplysninger om kvalifikationsniveauer og beskriver de risikoreducerende tiltag, der skal finde sted, når en risikovurdering er afsluttet, og de kritiske komponenter er identificeret. Efterhånden som celleterapiproduktAM’er bevæger sig fra det laveste til det højeste risikoniveau, øges arbejdsbyrden i forbindelse med risikovurderingen og risikoreduktionen af dem. Især når AM’er stammer fra humane eller animalske kilder, er sporbarhed og kontrol af utilsigtede agenser kritiske elementer i risikoreduktionen, og der skal tages fat på en afbødning af nogle af de vigtigste elementer.
Tabel 2:
USP’s tilgang til AM-standarder: Med udgangspunkt i de generelle oplysninger fra kapitel , indeholder andre generelle kapitler i USP-NF mere detaljerede oplysninger om udførelse af test af kvalitetsegenskaber i forbindelse med specifikke typer AM-produkter, der anvendes i cellefremstillingsapplikationer. Sådanne kapitler omfatter , , , , og (9,-14). Testspecifikationerne i disse kapitler er baseret på proceskonsistens i AM-fremstilling og validerede testmetoder. Desuden indeholder USP fysiske RS’er, som fabrikanterne kan bruge til at teste deres produkter og AM’er i overensstemmelse med USP-dokumentationsstandarder. Disse RS’er kan være værdifulde til udvikling af metoder til påvisning af resterende AM’er i slutprodukter.
Kommende workshop
Den 7.-8. november 2013 er USP og International Society of Cellular Therapy (ISCT) vært for en workshop i Rockville, MD: Cell and Tissue-based Regenerative Medicine Products (Celle- og vævsbaserede regenerative medicinprodukter): From Characterization to Compendial Assays. Workshoppen vil samle de vigtigste interessenter fra industrien, den akademiske verden og myndighederne for at identificere muligheder og udfordringer i forbindelse med definitionen af karakteriseringsassays for celle- og vævsbaserede produkter samt fastlægge prioriteter og identificere assays, der er klar til at blive optaget i United States Pharmacopeia-National Formulary. Nærmere oplysninger om workshoppen og tilmelding findes på http://uspgo.to/cell-tissue.
Der frarådes at anvende animalske AM’er til fremstilling af terapeutiske lægemidler til human brug, ikke kun på grund af risikoen for overførsel af sygdomme fra dyr til mennesker, men også på grund af potentialet for immunogene reaktioner på animalske proteiner. Sidstnævnte er et stort problem, når produkterne anvendes i gentagne doser. I mangel af et egnet alternativ til animalske AM’er som f.eks. føtal bovin serum (FBS) må udviklere af celleprodukter anvende materialer, der er blevet evalueret ved hjælp af stærke kvalificeringsprogrammer for at opfylde acceptable testspecifikationer. USP’s generelle kapitler og giver værdifulde værktøjer til at behandle henholdsvis sporbarhedsmetoder og kvalifikationsstrategier, mens kapitlet giver værktøjer til vurdering af kritiske kvalitetsegenskaber for et materiale som FBS. Hvor kritiske AM-kvalitetsegenskaberne er, kan afhænge af den anvendelse, som AM anvendes til. Testning af en AM i forhold til en USP RS sikrer bekræftelse af dens identitet og funktionalitet.
USP er ved at udvikle standardtestprocedurer og referencematerialer for en række rekombinante vækstfaktorer og cytokiner, der almindeligvis anvendes til fremstilling af cellekulturer: f.eks. interleukin-4 (IL-4), granulocyt-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF), tumor necrosis factor alpha (TNF-a) og FGF2- og EGF-vækstfaktorer. USP’s generelle kapitel omhandler nogle cytokiner og vækstfaktorer (IL-4 og FGF2) og vil omfatte andre i fremtidige revisioner. USP RS for IL-4 blev udviklet i en samarbejdsundersøgelse mellem flere laboratorier med det formål at tildele RS-materialet en specifik aktivitet ved hjælp af en cellebaseret test. Enhederne blev kalibreret i forhold til en eksisterende international standard for IL-4 fra Verdenssundhedsorganisationen (WHO). Anvendelse af materiale, der er kalibreret i forhold til USP’s standard, kan hjælpe en virksomhed med at sikre proceskonsistens og anvende den rigtige mængde materiale til hver enkelt cellekulturanvendelse. Ved at anvende den USP-beskrevne test, hvor den er specificeret i en gældende kompendiestandard, vil brugerne desuden også være sikret et materiales identitet.
Flere kilder til information
I takt med at vores forståelse af komplekse sygdomme og lidelser vokser, vil søgningen efter bedre måder at behandle dem på fortsætte. En voksende mængde forskning i celle- og vævsbaserede terapier baner vejen for nye terapeutiske produkter. I betragtning af den række af sådanne behandlinger, der er tilgængelige i dag, skal der i forbindelse med kvalitetsovervejelser tages hensyn til kvalifikationen af de råmaterialer, der indgår i deres fremstilling – især AM’er, der påvirker cellevækst, men som ikke er beregnet til at indgå i et endeligt terapeutisk produkt. Selv om de lovgivningsmæssige retningslinjer i øjeblikket giver producenterne en oversigt over bedste praksis med hensyn til kvalificering af celle- og vævsbaserede produkter og deres komponenter, giver USP også producenterne værktøjer til at designe og udvikle kvalificeringsprogrammer, der specifikt vedrører hjælpematerialer.
Author Details
Korresponderende forfatter Fouad Atouf, ph.d., er direktør for biologiske produkter og bioteknologi hos US Pharmacopeial Convention, 12601 Twinbrook Parkway, Rockville, MD 20852-1790; [email protected]; www.usp.org. Nicole M. Provost, ph.d., er bioteknologikonsulent og medlem af USP’s ekspertudvalg for biologiske og bioteknologiske monografier 2, og Felicia M. Rosenthal, MD, MBA, er administrerende direktør for CellGenix GmbH i Freiburg, Tyskland.