IDBS 블로그 | 2019년 7월 22일

생물학적 제제 제조의 과제

역사적으로 저분자 의약품은 당뇨병 치료제부터 광범위 항생제에 이르기까지 의료용 의약품 시장을 지배해 왔으며, 그 효과가 입증되어 제약 산업이 꽃을 피웠습니다.

그러나 오늘날에는 다양한 유형의 질병과 질환의 유병률이 계속 증가함에 따라 과학적 관심의 전환이 일어나 생물학적 치료제가 이 산업의 최전선에 서게 되었습니다. 질병마다 다른 치료 방식이 필요하며 생물학적 치료제가 이에 적합합니다. 이러한 종류의 약물에 대한 수요가 계속 증가하면서 연구 및 개발의 경계를 넓혀야 한다는 압박이 가중되고 있습니다.

미국 FDA와 같은 규제 기관은 그 어느 때보다 많은 의약품을 승인하고 있으며, 2017년 46개였던 신규 분자 실체(NME)의 수는 1년 만에 59개로 증가했고 이 중 17개는 생물학적 제제였습니다. 단일클론 항체와 백신에서 세포 및 유전자 치료, 융합 단백질과 같은 새로운 치료법으로 연구가 확장되고 있지만, 단일클론 항체가 여전히 우위를 점하고 있으며 현재 생물학적 제제 시장의 50%를 차지하고 있습니다. 그러나 이러한 시장의 호황에도 불구하고 특히 제형에 있어서는 여전히 과제가 남아 있습니다.

생물학적 제제에는 고유한 제형 문제가 있습니다.

환자를 최대한 빨리 치료할 수 있는 효과적인 생물학적 제제를 생산하기 위해 조직은 가장 쉽고 저렴한 방법으로 분자를 생산하는 방법을 택하는 경우가 많습니다. 하지만 이러한 접근 방식은 지연을 초래하여 회사와 환자 모두에게 소중한 시간과 비용을 낭비하게 할 수 있습니다. 이러한 과제 중 하나는 생산 과정에서 제품이 안전하고 안정적이며 환자에게 투여될 때까지 그 구조를 계속 유지하도록 보장하는 것입니다.

생물학적 제제는 개발 과정의 모든 단계에서 취약하기 때문에 그에 맞는 제형을 만들어야 합니다. 제형 과학자들이 고려해야 할 사항에는 산화와 교반에 대한 노출, 급격한 압력 변화, 정상 한계를 벗어난 온도가 제형을 불안정하게 만들 수 있다는 점 등이 있습니다.

또한 생산 과정에서 제품의 냉동과 해동이 영향을 미칠 수 있으므로 극한의 조건으로부터 제품을 보호해야 합니다. 생물학적 제제는 일반적으로 주입 또는 주사를 통해 투여되므로 제형은 전달 장치에 맞게 적절히 고려되어야 합니다.

특히 생물학적 제제를 임상시험에 도입하는 경우 제형이 잘못되면 자원이 낭비되고 데이터 세트에 이상이 발생할 수 있습니다. 생물학적 제제는 체내의 정확한 위치에, 적시에, 안정된 상태로, 적절한 농도로 도달할 수 있도록 제형화되어야 합니다. 특히 생물학적 제제 개발에서는 제형을 개발할 때 응집과 분해라는 두 가지 주요 문제를 주의해야 합니다.

환자가 사용할 수 있는 안전한 생물학적 제제 만들기

생물학적 제제가 제대로 조제되지 않은 경우, 특히 전달 장치나 차량에서 단백질 응집체나 마개 또는 유리병 조각과 같은 바람직하지 않은 물질이 포함된 경우 환자 안전에 영향을 미칠 수 있습니다. 오염은 모든 의료 산업에서 문제가 되지만, 생물학적 제제의 경우 만성 질환이나 심각한 질병을 치료하는 데 사용되기 때문에 특히 더 위험합니다. 제품의 안정성에 영향을 미쳐 유통기한이 짧아질 수 있습니다. 현실적인 이유로 업계 가이드라인에서는 특히 고가이거나 수요가 많지 않은 생물학적 제제의 경우 유통기한을 최소 2년으로 권장하고 있습니다. 그러나 제형에 문제가 있으면 제품이 낭비될 수 있습니다.

단백질은 구조의 특성상 응집하는 경향이 있습니다. 그렇다면 어떻게 하면 이를 방지할 수 있을까요? 제품 품질과 환자 안전을 보장하려면 생물학적 제제에서 단백질 응집의 원인과 위험을 이해하고 이를 방지해야 합니다.

단백질이 응집되어 환자에게 약이 투여되면 약의 효과가 떨어지거나 원치 않는 면역 반응을 유발하거나 환자가 아나필락시스 쇼크에 빠질 수 있습니다. 암 투병과 같이 이 약물에 의존하는 환자의 경우 회복에 중대한 영향을 미칠 수 있으며 치명적일 수 있습니다.

응집체는 공정의 후반 단계에서 포뮬러에서 제거할 수 있지만 최종 제품의 활성 분자를 희석시킬 수 있습니다. 잠재적인 해결책은 생물학적 제제에 사용하도록 승인된 제한된 부형제 목록에서 부형제를 도입하는 것입니다. 예를 들어, 로퀘트는 응집을 방지하거나 줄이기 위해 일부 제형에 히드록시프로필 변성 베타사이클로덱스트린을 첨가했습니다.

성능 저하를 방지하여 안정성 보장

제형에서 중요한 측면은 생물학적 제제가 사용 전에 분해되기 시작하지 않도록 하는 것입니다. 대부분의 생물학적 제제는 단백질이기 때문에 분해되기 때문에 아직까지는 경구 복용이 불가능합니다. 대신 주사를 맞거나 수액을 주입해야 하는데 비용이 많이 듭니다.

허용 가능한 유통기한을 유지하는 것 외에도 제조, 포장 및 배송 과정에서 제품이 스트레스를 받을 수 있다는 점도 고려해야 합니다. 환경적 요인은 보관 및 운송 중 안정성에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 제품이 최적의 온도 조건에서 벗어나 훨씬 더 추운 대기 중으로 이동하는 경우 제품이 불안정해질 수 있습니다. 또한 생물학적 제제는 빛과 화학 물질의 변화를 견디지 못하면 안정성을 잃을 수 있습니다.

이러한 모든 고려 사항은 포뮬레이션 과학자가 고려해야 할 사항으로, 과거 및 관련 프로젝트의 과거 데이터를 바탕으로 혁신적인 기술을 사용하여 잠재적으로 성공할 수 있는 조합을 예측하여 업계에서 선호하는 안정적인 포뮬러를 만들어야 합니다. 환자에게 효과가 있고 지속적인 치료에서 안전을 보장하는 포뮬러.

특정 부형제를 도입하는 것이 포뮬러를 만들거나 망칠 수 있습니다. 이달 초에 저희는 블로그 게시물 의약품에서 부형제의 역할에 대해 다룹니다. 이 글은 제약 산업에서 사용되는 부형제에 초점을 맞췄습니다. 생물학적 제제의 경우 부형제는 높은 생체 이용률을 보장하고 분해를 방지하며 생물학적 제제 자체를 손상으로부터 보호합니다.

이러한 문제를 정면으로 해결하는 기술

개발 프로세스 초기에 문제가 발생하면 파이프라인이 크게 변경되어 비용이 많이 들고 리소스가 낭비될 수 있으므로 조직이 개발 프로세스 초기에 제대로 된 공식을 수립하는 것이 중요합니다. 프로세스의 각 단계는 정확하고 통합된 데이터 세트, 편차를 표시하는 '적시성' 접근 방식, 간단한 검색으로 이용할 수 있는 과거 실험 정보를 통해 모니터링해야 합니다.

IDBS의 바이오프로세스 솔루션 과학자들의 바이오 프로세스 워크플로우 전반을 지원합니다. 세포주 개발 및 제형에 대한 다운스트림 처리분석 개발. 상호 운용 가능한 직관적인 워크플로 라이브러리를 통해 연구자들은 생물학적 재고를 추적하고 관리하며 개발 프로세스에서 사용할 시약의 문제를 강조할 수 있습니다. 데이터 변경 사항을 모니터링하는 기능을 통해 추적성을 보장하고 몇 주는 아니더라도 며칠 단위로 QA 검토 주기를 단축할 수 있습니다.

이를 통해 기술를 통해 관련 정보를 검색하는 것이 그 어느 때보다 쉬워졌습니다. 연구자들은 컨텍스트에 따라 검색할 수 있으므로 공식화 담당자가 추세를 파악하고 과거의 의사 결정을 추적할 수 있습니다. 모든 정보를 한곳에 모아두면 데이터 사일로가 더 이상 존재하지 않습니다. 또한 아이디어와 데이터를 쉽게 공유할 수 있어 제형 과학자들을 가로막는 장벽과 조직의 사일로를 무너뜨릴 수 있습니다. 어떤 조합이 효과가 있고 어떤 조합이 효과가 없는지, 어떤 제형이 환자에게 가장 적합한지 신속하게 파악할 수 있으므로 환자가 필요할 때 안정적이고 효과적이며 안전한 치료제를 투여받을 수 있습니다.

 

어떻게 바이오 프로세스 솔루션 는 데이터를 최대한 활용하여 적합한 공식을 만들 수 있도록 도와드립니다. 전문가 팀은 다음과 같습니다. 도와드리겠습니다.

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