标准化的风险评估和分析方案有助于工艺设备组件的比较。

例如，BioPhorum 于 2014 年首次发布了标准化的可溶出物方案，该方案于 2020 年进行了更新。由于该组织以前称为 BioPhorum Operations Group (BPOG)，因此该方案通常被称为 BPOG 方案。SUS 供应商可以使用该方案来检测代表性组件中的可溶出物。BioPhorum 说，可溶出物测试信息包的目的是“让 SUS 最终用户能够严格估计 SUS 组件在其预期用途期间可能产生的可析出物的类型和数量”。

另一套标准方法最近发表在美国药典 (USP) 上。USP 通则 <665> “用于生产药物产品和生物药底物以及药物产品的塑料组件和系统”于 2022 年出版，但其生效日期推迟到了 2026 年。USP 随附的程序章节 <1665 > 于 2022 年 5 月 1 日正式生效。

BioPhorum 和新 USP 文件的一个关键方面是使用最终用户的风险评估，来确定特定工艺中组件的风险级别。分析方法取决于此风险级别。

国际协调委员会 (ICH) 正在编写一份与 E&L 测试相关的文件。ICH Q3E 的最终概念文件于 2020 年发布。行业专家表示，关于即将发布的 ICH 指南如何与 USP 和 BioPhorum 文件保持一致的问题尚未得到解答。

由 33 家生物制药/医疗器械公司组成的可溶出物和可析出物安全信息交换 (ELSIE) 联盟也在该领域非常活跃，旨在通过工作组和正式评论流程以及白皮书、研讨会和其它公开会议，为 USP 的新章节和正在进行的 ICH Q3E 等工作提供专家意见。“ELSIE 提供了一个协作环境，成员公司可以在其中讨论和衡量公司正在采取的方法，”ELSIE 秘书处科学、法规和政策高级主管 Lee Nagao 解释说。统一的指南或药典章节至关重要，因为没有它们，“监管期望可能会因卫生当局和特定 [生物制品许可申请] 审查员的经验而异，”Nagao 说。

标准化方案有助于设置基线和比较差异。对于 SUS 的最终用户，标准方案有助于“在每个供应商的一次性技术 (SUT) 产品和组件之间进行同类评估，”Thermo Fisher副总裁兼生物生产总经理 Dan Rosen 说。

材料或组件的可溶出物测试用于确定在标准条件下和模拟研究中哪些可析出物可能来自材料。然而，一个挑战是在灭菌、储存或使用过程中可能会形成不同的可析出物。

“表征 E&L 的关键挑战包括识别在 SUT 产品的初级灭菌过程中出现的未知分子，”Rosen 说。

材料对常用 γ 辐照的响应通常已得到充分确立，但由于 γ 辐照灭菌能力的限制，X 射线灭菌被认为是一种替代方法。目前的理论表明，X 射线或伽马射线灭菌后的 E&L 曲线应该相似，但进行可溶出物测试依然很重要，生物工艺系统联盟 (BPSA) 表示。

细胞和基因治疗

BPSA 于 2020 年 7 月发布了细胞和基因疗法 (CGT) 中的 E&L 指南，以支持公司开发生产线，进行规模放大或规模扩展。“由于 CGT 是一种新模式，药物开发商几乎完全使用一次性组件来实现经济、安全和技术性能。这种情况导致 BPSA 需要帮助协调指南，以帮助开发商为他们的工艺开发选择适当的材料和组件，”BPSA CGT 委员会主席 Brendan Lucey 说。CGT 工艺与使用 SUS 的其它生物制药生产不同，因为在经典生物制药中，工艺相关杂质，包括与工艺设备相关的可析出物，在下游纯化工艺中被去除。然而，在 CGT 工艺中，可能有漂洗步骤，但不是同一种下游纯化。BPSA 总结说，由于这种工艺设置以及接触表面和接触时间的多样性，用于评估和控制可析出物的 E&L 测试至关重要。用于 CGT 生产的 SUS 中使用的聚合物类型也不同于传统的生物制药生产。该报告特别指出，聚氯乙烯 (PVC) 聚合物可用于 CGT 收集、工艺处理和储存中的转移袋和管组。由于柔性 PVC 通常含有增塑剂和其它添加剂，这些添加剂在 SUS 中使用的其它聚合物中不存在，因此应考虑这些添加剂的可析出物。

适应变化

SGS Health Science 可溶出物和可析出物测试经理兼全球负责人 Dujuan Lu 表示，指南的快速变化要求合同实验室做出快速响应，以创建合规的实验设计。Lu 说，SGS 实验室正在遵循 USP <1665> 程序，因为这些程序自 2022 年 5 月以来一直是官方的，但推迟 USP <665> 的官方日期对行业有帮助。“过渡期让制药/生物制药生产商有时间根据需要重新获得资格。我们现在看到很多活动，因为客户希望为 2026 年做好准备，”她解释道。

一些客户希望同时涵盖 USP 和 BioPhorum 方案，Lu 说，两者在酸和碱条件下推荐的溶剂略有不同。Lu 指出，USP 认为酸性条件下的不同溶剂是等效的。对于碱性条件，USP 建议根据具体工艺 pH 值选择碱性溶剂。

设计溶出性研究

一次性组件的溶出性研究设计因多部件组件和复杂的几何形状而变得复杂。“推荐的表面积与体积比为 6 cm2/mL。计算表面积对于管子或袋子来说很简单，但对于接头或阀门来说可能具有挑战性，”Lu 解释说。在设计一次性过滤器的溶出性研究时，必须评估外壳和膜。“程序取决于形状。例如，对于囊式过滤器，我们可以用溶剂填充过滤器并盖住端口。对于较小的过滤器，我们可能需要移除膜并将其浸入溶剂中，”Lu 解释说。

Lu 说，由于许多不同的聚合物材料被用于构建一次性组件，因此可溶出物的特征很复杂，需要多种分析技术来识别和量化这些化合物。她解释说，可以使用顶空气相色谱 (HS-GC) 结合高分辨率质谱 (HRMS) 或火焰离子化检测 (FID) 来测量挥发性有机化合物。半挥发性有机化合物可以在 GC-HRMS/FID 中通过直接进样进行测量。非挥发性有机化合物可以通过超高效液相色谱 (UHPLC) 与 HRMS 和光电二极管阵列检测器相结合进行测量。“未知物鉴定对于可溶出物测试至关重要，因此建议在 GC 和 LC 测试中使用高分辨率质谱仪，”Lu 说。她补充说，元素杂质可以用电感耦合等离子体质谱法测量。

计算工艺设备的分析评估阈值 (AET) 是另一个挑战。“AET 是根据毒理学问题建立的；在AET之上，需要识别和量化分析物，以进行健康风险评估，”Lu 解释说。“仪器检测限需要等于或低于 AET，以确保可以检测到所有高于 AET 的化合物。工艺设备 AET 通常基于最终产品 AET来计算，通过应用工艺过程中的稀释因子。在计算过程中，将考虑可溶出物研究期间批次大小和溶出化学计量之间的差异。”

问题依然存在

为了进行风险评估，对生产过程有一个很好的了解至关重要。“了解任何清除、浓缩或稀释步骤都是至关重要的，特别是有助于缩小需要深入表征的材料的数量，”Nagao 说。

Nagao 说，关于风险评估应该在工艺的哪个点开始、如何定义组件风险以及确定低风险组件的最低数据是多少等问题仍然存在。“例如，在过滤步骤上游使用的垫圈、密封件或接头本质上是低风险的，不太可能对可析出物的分布产生重大影响。那么，是否有必要全面表征其可溶出物特征？这种类型的问题是在全球范围内实施统一指南（可能基于风险管理原则）会有所帮助的地方，”Nagao 建议道。

原文：J. Markarian, "Analyzing Extractables and Leachables in Single-Use Systems," Pharmaceutical Technology 46 (10) 48-51 (2022).