生物制品的生產依賴于微生物、動物或植物細胞、動物源或人源組織、體液等起始原材料,其安全核心在于嚴格控制外源因子污染。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的定義,外源因子包括非預期存在于生產用原材料、生產過程或終產品中的任何生物性物質,如細菌、真菌、支原體、立克次體、病毒(含朊病毒)、寄生蟲,以及具有感染性或干擾性的核酸、蛋白類物質等。外源因子的威脅不僅來自人類病原體,還包括各類動物病原體。即便這些病原體對人類無直接致病性,但也可能對生物制品的安全性與有效性構成不良影響。
外源因子污染的代價,往往使人觸目驚心。生物制品一旦受到污染,造成的后果可能很嚴重,甚至導致患者死亡。比如1929年德國卡介苗事件導致72名嬰兒死亡,1970-1990年英國凝血因子污染事件造成約2.5萬人感染HIV/HCV。
表1. 生物制品重大外源因子污染事件回顧

這些事件揭示了一個共同的問題:外源因子污染的核心多為“隱性污染+原材料引入”,促使行業(yè)逐漸從“被動檢測”轉向“主動防控+全鏈條溯源”的管理模式。同時,CAR-T細胞治療、AAV基因治療、mRNA疫苗等新型生物制品的快速放行需求,也在加速推動檢測技術的革新。
目前,生物制品外源因子檢測方法主要有培養(yǎng)法(體外培養(yǎng)法、動物體內接種法)、透射電鏡法、PCR法。不同方法各有優(yōu)劣,需根據(jù)檢測目標靈活選擇。
表2. 生物制品外源因子檢測方法

培養(yǎng)法長期被視為細菌、真菌、支原體檢查的“金標準”,但檢測周期長。體外培養(yǎng)法依賴于指示細胞對特定病毒的敏感性,可能造成無法感染指示細胞的病毒漏檢。動物體內接種法只能檢出能感染動物且產生癥狀的病毒,且存在個體反應差異、周期長、倫理問題等局限性。
核酸擴增技術(Nucleic Acid Amplification Technology,NAT)憑借“精準識別、微量擴增、快速檢測”的核心優(yōu)勢,已被多國藥典收錄為生物制品外源因子檢測的替代方法方法,成為生物安全檢測領域的核心技術支撐。
NAT技術有效彌補了傳統(tǒng)培養(yǎng)法的不足:
①無法識別滅活的外源因子
②難以檢測低活力病原體
③檢測周期長,如分枝桿菌的培養(yǎng)長達56天
④受宿主細胞限制,存在漏檢風險
其中,聚合酶鏈式反應(PCR)技術和下一代測序(NGS)技術在病毒檢測中較為常用。
面對“PCR檢測是否能夠滿足注冊申報要求”的疑問,各國藥典和工業(yè)指南已給出明確答案:NAT技術已成為外源因子檢查的重要工具。接下來我們將列舉一些藥典或工業(yè)指南對NAT技術的支持依據(jù)。
1,在病毒檢測方面
美國FDA:
1993年《Points to Consider in the Characterization of Cell Lines Used to Produce Biologicals》中提到:PCR擴增可為生物制品細胞系中是否存在特異性病毒污染提供更多有價值的信息,認可了PCR擴增在細胞系病毒污染物檢測中的價值。
2010年《Characterization and Qualification of Cell Substrates and Other Biological Materials Used in the Production of Viral Vaccines for Infectious Disease Indications》中也明確提出:在病毒不易培養(yǎng)的情況下,PCR技術是評估細胞基質是否受此類病毒污染的有效工具,其中還強調了PCR技術在人源病毒、猴源病毒、昆蟲病毒檢測中發(fā)揮著重要作用。
ICH Q5A(R2):
2023年更新發(fā)布的《來源于人或動物細胞系生物技術產品的病毒安全性評價》中也明確規(guī)定:核酸擴增技術可用于檢測種屬特異性病毒,可用來替代部分動物實驗且無需開展頭對頭比較,明確提出分子生物學方法可用于補充因干擾受限的細胞培養(yǎng)法,還可作為感染性試驗細胞培養(yǎng)中無法生長的特異性病毒檢測的有效工具。
各國藥典:
《美國藥典》USP41-NF36<1237>《Virology Test Methods》指出,定量聚合酶鏈式反應(qPCR)可作為直接檢測病毒感染的終點法之一,包括逆轉錄酶檢測、鼠細小病毒(MVM)檢測、蟲媒病毒檢測、人源病毒檢測等;
《歐洲藥典》11.0版5.2.3章節(jié)《Cell substrates for the production of vaccines for human use》中同樣提到,核酸擴增(2.6.21章節(jié))可檢測種屬特異性病毒。
《中國藥典》2025版通則0234《生物制品生產用動物細胞基質制備及質量控制》中規(guī)定,經驗證的分子生物學方法可用于檢測種屬特異性病毒。
2,其他外源因子檢測
支原體檢測:
《歐洲藥典》11.0版2.6.7章節(jié)《Mycoplasmas》和《日本藥典》XVIII<G3-14-170>《Mycoplasma Testing for Cell Substrates Used for the Production of Biotechnological / Biological Products》均提出,經驗證的NAT法可用于支原體檢測,同時提供相關驗證流程。
分枝桿菌檢測:
《歐洲藥典》11.0版5.2.3章節(jié)和《中國藥典》2025版通則0234同時提出,可采用經驗證的核酸檢測方法作為分枝桿菌培養(yǎng)法的替代方法。
螺原體檢測:
《歐洲藥典》11.0版和《中國藥典》2025版也提出,檢測支原體的NAT法在通過適當驗證后,可用于螺原體檢測。
結語:
總之,核酸擴增技術(NAT)以其高靈敏度、高特異性、快速檢測的核心優(yōu)勢,正在重塑生物制品外源因子檢測的技術格局。從被動響應到主動防控,從單一方法到多元互補,NAT技術已成為生物安全領域的“分子偵-探”。面對日益復雜的生產原材料、不斷縮短的放行周期要求,以及新型治療技術的涌現(xiàn),掌握并熟練運用NAT技術已成為生物安全檢測人員的核心能力。
義翹神州生物安全檢測實驗室已通過CNAS、ISO 9001認證,嚴格按照GMP和GLP質量體系運行,擁有成熟的NAT技術體系,可用于病毒及支原體、分歧桿菌等外源因子檢測,成功支持客戶完成IND和BLA申報。另外,義翹神州提供的工藝驗證數(shù)據(jù)可支持中外雙報,滿足出海需求。
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