发酵来源的化学药物的工艺研究

发布日期

2006-05-12

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CDE电子刊物

正文内容

审评四部张明平

通过发酵获得的化学药物同其他化学合成的药物一样，其工艺与结构确证应适用同样的技术要求（化学药物原料药制备和结构确证研究的技术指导原则）。
8号资料（生产工艺研究）的内容要求对工艺的选择、起始原料和试剂的要求、工艺过程的放大与中试研究、中间体的要求、杂质分析、综合分析、“三废”的处理等方面进行阐述。核心要求是全面阐明生产工艺，并自证工艺的可行性。这些原则对通过发酵获得的化学药物和化学合成的药物并无不同。
但通过发酵获得的化学药物同纯化学合成的药物存在不同点，在应用以上原则时会有不同的具体要求。在发酵过程中，原本在化学合成中的一步或多步化学反应在菌体内，通过菌体的初级或次级代谢完成。而对于菌体内的代谢过程，尤其是次级代谢过程，目前尚无有效手段，可对这些代谢过程象调控化学反应一样进行精细的监控。因此，必须通过别的手段来判断工艺的可行性。
根据文献和微生物发酵产品的生产经验，在特定的菌株内，一定的外部环境条件下，特定的生长阶段，菌体内的代谢过程通常不会发生突变。因此我们认可以下的逻辑：同样的菌株会有同样的代谢过程，而同样的代谢过程会产生同样的产品；因此，在无法准确监控菌体内代谢过程的前提下，我们可以通过对菌种，发酵条件和工艺过程的确认，间接的判断生产工艺的可行性。
菌种鉴别至少应提供形态特征、培养特征、生理生化特征、细胞壁化学成分四方面的资料，判断生产菌株的种属，明确菌株的各方面特征。但这种分类检定主要依据细菌的形态学、代谢产物、酶活性和表面抗原等表型特征，尽管这些方法能对这类菌进行初步分类，但常因这类菌有相似的表型特征，主要用于区分不同种属细菌，而对于同种不同株的细菌则较难鉴别。而就常识而言，在一个种属中往往只有某些特定的菌株才能特异的大量积累目标化合物，满足大生产的要求。因此菌种的鉴定最好能对菌株进行鉴别。且随着分子生物学的发展，基因诊断技术在细菌分类鉴定中可以起到越来越大的作用。例如(G+ C) mol %含量的测定，DNA 杂交法，16SrRNA 基因序列分析，RELP ，随机扩增DNA多态性分析技术(RAPD :Random amplified polymorphic DNA)等手段对对同一种属的不同菌株进行鉴别。
菌种选育也是发酵工艺的一个重要组成部分，应详细说明其诱变和筛选的手段。就工业生产来说，野生菌株产生的效价通常都很低。菌种需要经各诱变剂单因子（UV、UV－LiCl、60Co、HNO2、亚硝基胍）诱变或经基因工程技术处理，诱变菌株的产量比原始菌株提高有所提高。但这些生产菌株都存在回复突变的可能，造成产量的下降，故应说明该菌株如何进行标记，并提供传代5代以上的记录以确保菌种在生产中不会发生回复突变。
因为发酵获得的产品通常为次级代谢产物，因此生产通常采用两段式发酵（第一阶段积累菌体，第二阶段积累产品），多级发酵培养（斜面培养、母瓶种子培养、种子罐培养、接种罐培养、发酵罐培养）。应详细说明每步的培养基组成、温度、时间、质控方法，接种量等工艺参数。并说明发酵培养基的组成。并说明最终发酵罐放罐控制参数。如发酵过程中添加了与终产品有关的底物、引物，也需结合产品在菌体内的代谢路径做详细说明。
提取工艺部分与纯化学合成药物的要求基本相同，应说明详细的提取工艺过程，主要原料和其他化学试剂的来源、规格和初步的三废处理方案等。但因本品为发酵来源，应关注工艺过程除去发酵液中杂质的能力以及可能对主药质量产生的影响。
以上阐述的是本人对发酵类药物与纯化学合成药物在药学工艺研究方面的相同和不同之处的一点认识；其原则应符合“化学药物原料药制备和结构确证研究的技术指导原则”的要求；具体执行时则应结合发酵工艺过程本身的特点。

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