第43期 / 本文由奥来恩团队原创
细胞与基因治疗（Cellular and Gene Therapy，CGT）产品由于其自身特点与复杂性，相较于小分子化学药或其他生物制品，其生产过程也更复杂。
中美双报_FDA IND/NDA/BLA_新药注册-奥来恩医药
随着FDA批准上市的CAR-T细胞治疗产品数量的增加，越来越多的新药研发公司开展细胞与基因治疗产品的研发。细胞与基因治疗（Cellular and Gene Therapy，CGT）产品由于其自身特点与复杂性，相较于小分子化学药或其他生物制品，其生产过程也更复杂。本期《奥来恩专家解读》主要根据我们团队的实际经验和FDA法规与指南介绍CGT开发过程中所面临的CMC（Chemistry，Manufacturing, and Controls）挑战、以及FDA如何监管CGT产品以确保其安全性、有效性及质量。
01.CGT产品概述
CGT产品主要包括FDA监管的细胞治疗产品与基因治疗产品。基因治疗产品主要指通过转录、转化或转移遗传物质，和/或通过结合宿主基因组来调控其作用的产品，经常以核酸（DNA或RNA）、质粒、病毒（如腺相关病毒）或者基因工程改造的微生物（如细菌）的形式应用的产品。细胞治疗产品通常包括来源于干细胞、成熟或功能性分化的自体（Autologous）或异体（Allogeneic）细胞，如T细胞、成纤维细胞等。对于CAR-T细胞，即嵌合抗原受体（Chimeric Antigen Receptor）T细胞治疗产品，FDA按照基因治疗产品进行监管。
图1. 微观下的干细胞
02.CGT产品的CMC难点和FDA对IND申请要求
（一）原材料和辅助试剂
CGT产品的质量很大程度取决于生产中使用的原材料和辅助试剂。因此CGT产品对生产中使用的原材料和辅助试剂要求较高。具体阐述如下文。
FDA对于IND申请CMC主要要求包括：
（1）主细胞库和主病毒库：要提供其来源，如何建库，而且需要做全面的表征，如鉴别（Identity）、安全检测和稳定性，其中安全检测包含无菌性、支原体检测、外源病毒（Adventitious Virus）检查，特定物种病原体（Species-Specific Pathogen）检测。对于非复制型病毒载体（Non-Replicating Viral Vector），需要检测在生产过程中可能产生的具有复制能力的病毒，例如复制型腺病毒（Replication Competent Adenovirus，RCA），复制型逆转录病毒（Replication Competent Retrovirus，RCR），复制型慢病毒（Replication Competent Lentivirus，RCL） 等。工作细胞库和工作病毒库也需要做表征，但需要检测项目不要求像主细胞库和主病毒库一样全面。
（2）载体：对于质粒载体，需要提供完整的核苷酸序列；质粒设计、生产、构建以及详细的质粒载体图等信息。对于病毒载体，需要描述病毒颗粒基本结构、衣壳（Capsid）蛋白、包膜（Envelop）蛋白组成。对于不超过40碱基对病毒载体，要提供基因组全序列信息，提供预测序列与实际序列的差别。对于超过40碱基对病毒载体总结已获得的序列分析结果，提供载体基因组结构图，以及病毒载体设计、生产、构建历史等信息。
（3）生产过程中使用到的辅助试剂：FDA要求列表提供其鉴别（Identity）、厂家、试剂级别和来源。如果过程中使用了一些动物源（如牛、猪、鼠）或人源成分的材料，如牛血清、人血清、猪胰蛋白酶等，除了要提供上述资料，还需要提供更多的检测结果。例如对于牛血清，需要按照9 CFR 113.53（Code of Federal Regulations 113.53）做检测，同时评估TSE/BSE（传播性海绵体脑炎和牛海绵状脑病）风险。这些信息可以在分析证书（Certification of Analysis，COA）和原产地证书（Certification of Origin，COO）中提供。
（4）当采用自体细胞或异体细胞作为原材料时，则需要提供细胞和组织细胞来源、收集方式、细胞培养、储存、运输和检测等具体信息。对于异体细胞，需要提供供体（Donor）筛查与检测结果（21 CFR 1271 Subpart C）。对于自体细胞，根据21 CFR 1271.90 (a)(1)，供体筛查和检测是不要求的，但是必须基于供体信息评估在生产过程中是否给供体增加了其他病原体风险。同时申请人要描述生产过程中避免病毒和其他外源病毒的传播采取的防护措施。
（二）CGT产品的生产
CGT产品种类繁多，不同类别的产品都有自身特点，因此对生产工艺会有不同要求。但总体而言CGT产品生产工艺复杂，不仅要用到很多不同成分，还涉及到许多上游生产和下游纯化的步骤。因此，如何保持生产过程的一致性和可重复性是一个挑战。FDA要求申请人提供生产流程图以及叙述性描述（Narrative Description），详细记录生产的每一步骤以及生产过程中所用到的包装材料，产品接触到的材料和部件。同时申请人要描述生产过程中的关键步骤和中间体的检测和控制。在生产过程中需要的过程检测（In-Process Test）并且有接受标准（Acceptance Criteria）的步骤都可视为关键步骤。这些信息可随着生产工艺的改进而更新。
此外，在IND阶段，如果毒理批次与临床批次的生产工艺由于后期的改进或优化而出现差异，申请人需要对这些差异进行详细说明并评估对产品的安全和活性（Activity）的影响，以及提供相应的批次分析（Batch Analysis）数据。如果生产工艺有较大改变，还可能需要做可比性（Comparability）研究。
（三）CGT终产品的表征检测
作为生产过程控制的一部分，CGT终产品检测是考察批次的一致性的基础。产品检测和规格（Specification）的设定也是一个挑战。首先，CGT产品生产过程复杂，存在可变性，有些原材料来自不同供体，也存在固有的可变性。这些会影响最终产品的一致性。其次，产品检测主要从安全性、鉴别、纯度、效力、细胞存活率（细胞产品）等几个角度考虑。CGT产品的产量有限，可能给进行全面的检测带来困难。比如无菌检测是安全性检测的一个重要指标，但对于细胞治疗产品和离体（Ex Vivo）基因改造的细胞（如基因治疗产品），如果需要在短时间内输入病人体内，则常规的USP <71> （US Pharmacopoeia <71>）方法（需要14天）可能不适用产品放行检测。一种可行替代方法是用最后收获液前48至72小时的过程（In-Process）无菌检测和快速无菌检测（Rapid Microbiological Method）来进行产品放行。除了这两项检测，无菌检测（21 CFR 610.12）也需要做，即使其结果出来时，产品已经输入到病人体内。如果检测结果是阳性，需要通报临床医生和FDA。通常在IND阶段，申请人不需要提供所有的检测。放行规格可接受标准也比较宽。但随着临床试验的逐步开展，以及对产品关键质量属性的更多了解，FDA希望看到更多的检测尤其是效力方面的检测，而一些检测结果的可接受标准范围也会变小一些。
此外，因为CGT产品产量不多、产品的保质期也比较短，FDA非常重视CGT产品的稳定性数据。CGT终产品检测和稳定性数据有助于确定保质期。
（四）CGT产品与器械相容性
CGT产品的使用通常需要借助一些输送器械（Delivery Device），如特殊的针管来完成。为帮助FDA评估器械安全性与有效性，提交IND申请时，除需要提供一些输送器械的基本信息，如名称、生产厂家、用途、监管状态（Regulatory Status）以及简单描述，CMC方面还要提供器械与CGT产品的相容性研究，以及提供使用期间（In-Use）和在器械中（In-Device）的稳定性数据和储存条件。这些数据与结果将用于支持临床方案中的保持时间（Hold Time）和储存条件。
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03.奥来恩如何帮助您的CGT产品IND获批
CGT产品的独特性之一在于其个体化（Individualization）治疗。与小分子产品和单抗等产品不同，CGT产品具有很强的针对性，比如自体细胞产品只是针对病人自身。因此，FDA对CGT产品评审遵循具体问题具体分析（Case-by-Case）和产品本身特性的原则。
鉴于CGT产品自身的特点与生产的复杂性、以及FDA对于CGT产品的监管要求，我们建议新药研发公司在CGT产品开发早期阶段，就尽早建立与FDA CBER的沟通。对处于CTG创新产品研发早期的申请人，CBER提供了INTERACT会议的沟通途径，为申请人提供对CGT研发早期出现的问题提供建议与意见（详见《奥来恩专家解读》第42期）。另外，借助拥有丰富经验的药政法规事务专业团队的帮助，对于CGT新药研发公司成功获批FDA IND并顺利开展研发具有重要意义。对于CGT产品研发相关的CMC工作，我们建议研发公司及早计划并积极与FDA沟通，以保证与临床进展相一致，确保后续BLA的顺利递交。
信息来源：
[1]. FDA Guidance for Industry: Chemistry, Manufacturing, and Control (CMC) Information for Human Gene Therapy Investigational New Drug Applications (INDs), January 2020.
[2]. FDA Guidance for Industry: Content and Review of Chemistry, Manufacturing, and Control (CMC) Information for Human Somatic Cell Therapy Investigational New Drug Applications (INDs), April 2008.
[3]. FDA Guidance for Industry (Draft): Considerations for the Development of Chimeric Antigen Receptor (CAR) T Cell Products, March 2022.
