способ получения иммуноглобулина для внутривенного введения и его варианты

Формула изобретения

1. Способ получения иммуноглобулина для внутривенного введения, включающий приготовление исходного раствора стабилизаторов, обработку пепсином при pH 3,9 - 4,0, последующее удаление пепсина гидроксидом алюминия и выделение целевого продукта, отличающийся тем, что для получения исходного раствора используют фильтрат Ш, который концентрируют ультрафильтрацией при pH 3,8 - 4,5 с последующей диафильтрацией против дистиллированной воды, обработку пепсином и его удаление гидроксидом алюминия проводят в присутствии сахаров и содержании хлоридов менее 0,2%, после чего вводят глицин, устанавливают величину pH 4,0 - 7,5, содержание 4,5 - 5,5% и физиологическое содержание NaCL, полученный препарат по выбору впоследствии используют в жидкой или сухой форме.

2. Способ получения иммуноглобулина для внутривенного введения, включающий приготовление исходного раствора, введение стабилизаторов, обработку пепсином при pH 3,9 - 4,0, последующее удаление пепсина и выделение целевого продукта, отличающийся тем, что для получения исходного раствора используют фильтрат Ш, который концентрируют ультрафильтрацией при pH 3,8 - 4,5 с последующей диафильтрацией против дистиллированной воды, обработку пепсином проводят при содержании хлоридов менее 0,2%, удаление пепсина осуществляют методом ультрафильтрации, или диализом, или методом анионообменной хроматографии, после чего вводят глицин, устанавливают величину pH 4,0 - 7,5, содержание белка 4,5 - 5,5%, полученный препарат по выбору впоследствии используют в жидкой или сухой форме.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что для получения сухой формы препарата используют дополнительный стабилизатор - мальтозу в концентрации 1 - 5%.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что анионообменную хроматографию для удаления пепсина и балластных примесей после протеолиза проводят при величине pH 4,5 - 5,7.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что ультрафильтрацию или диализ для удаления пепсина и балластных примесей после протеолиза проводят при величине pH 3,8 - 4,5.

6. Способ по пп.1 - 5, отличающийся тем, что целевой продукт получают с pH 4,0 - 4,5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицины, а именно к производству препаратов иммуноглобулинов из крови человека.

Препараты иммуноглобулинов применяются для лечения и профилактики различных инфекционных и иммунодефицитных заболеваний. В настоящее время препараты иммуноглобулинов предпочитают вводить внутривенно, что позволяет достигать максимальной эффективности в короткий срок.

Внутривенное применение иммуноглобулина связано с побочными эффектами, основным из которых является активация системы комплемента, сопровождающаяся тяжелой реакцией, в некоторых случаях и коллапсом. Побочные реакции могут быть обусловлены присутствием в препарате агрегированных и поврежденных молекул иммуноглобулина, на Fc-участке которых происходит активация комплемента.

Основными показателями качества внутривенных иммуноглобулинов (ИГ) является низкая антикомплементарная активность (АКА), отсутствие агрегатов, низкое содержание димеров и фрагментов, более высокое содержание мономеров и стабильность указанных показателей при хранении.

Наиболее хорошую клиническую переносимость и низкую антикомплементарную активность имеют иммуноглобулины, полученные ферментативной обработкой пепсином /1/. Но расщепленный пепсином иммуноглобулин (торговое наименование "Гаммавенин", ФРГ) характеризуется низким содержанием наиболее физиологически активной мономерной фракции, отсутствием Fс части, высоким содержанием фрагментов /2/, нарушенным распределением субклассов IgG /3/.

Препараты, полученные с помощью других ферментов - трипсина или плазмина /4/, требуют длительного технологического процесса расщепления в течение 14-28 сут /5/ и в связи с оптимумом их действия при нейтральном pH и невозможностью полного удаления из препарата протеолиз продолжается даже при температуре 4^oC.

В настоящее время все известные препараты внутривенного ИГ, приготовленные с помощью расщепления пепсином, получают из осадка II по Кону осаждением высокой денатурирующей концентрацией этанола 25% при нейтральном pH - изоэлектрической точке ИГ, когда иммуноглобулин наименее стабилен.

При получении внутривенного ИГ из осадка II для снижения АКА до 20 мг белка требуется фактическое расщепление мономерной молекулы ИГ до фрагментов (25-80%). В то же время осуществление протеолиза ИГ при низкой ионной силе (в дистиллированной воде) полученных из осадков II без /6/ и с ультрафильтрацией при pH 4,0 не позволяет снизить АКА до значений более 5 мг без дополнительных стадий очистки и сопровождается возникновением агрегатов до 2-3% /7/, что недопустимо.

Уменьшение некоторыми исследователями концентрации натрия хлорида в процессе протеолиза с 0,9% до 0,45% /8/ снизило содержание агрегатов до 2,5%. Использование для стабилизации в процессе протеолиза дорогостоящей мальтозы до 5% с последующим диализом против раствора мальтозы является довольно дорогостоящей и длительной нетехнологичной процедурой /9/.

Последующее удаление протеаз гидроокисью алюминия при pH 4,0 в физиологическом растворе натрия хлорида /10/, при pH 4,0 в присутствии глицина в дистиллированной воде /7/, при pH 5,8-6,1 /11/, pH 5,5 и 6,5 при 50^oC /12/, анионообменником при pH 6,5 /6/ или pH 7-8 /13/, ультрафильтрацией при нейтральном pH против 0,45% раствора натрия хлорида /14/ по результатам, представленным самими авторами, сопровождается появлением агрегатов.

Конечная форма препарата может быть либо жидкая, либо лиофилизированная. Приготовление жидкой формы препарата менее трудоемко, однако она отличается нестабильностью показателей во время хранения и транспортировки. Так, считающиеся наиболее стабильными иммуноглобулины с pH 4,0 в виде раствора, приготовленные без использования пепсина, приобретали через несколько месяцев хранения высокую антикомплементарную активность и до 3% агрегированных молекул /15,16/.

Лиофилизация создает условия, независимые от условий транспортировки, однако подобные препараты могут долго растворяться, а сама лиофилизация может стать причиной появления агрегатов /17/, повышения антикомплементарной активности /18/ и появления опалесценции.

Наиболее близким техническим решением из известных является способ получения внутривенного иммуноглобулина по патенту N 2068695. Способ предусматривает получение сырого осадка фракции III Кона, его лиофилизацию и последующее растворение, введение стабилизаторов - глицина и глюкозы, добавление пепсина при величине pH 3,9-4,0, гидролиз иммуноглобулина в течение 18 часов при температуре 37^oC, последующую обработку гидроксидом алюминия для удаления фермента, выстаивание продукта при pH 6,0-6,4 с целью формирования нестабильных примесей и их удаление путем центрифугирования, выделение целевого продукта.

Недостатком данного способа является многостадийность процесса, необходимость сублимационного высушивания сырого осадка иммуноглобулина для удаления этанола. Наличие стадии промежуточного высушивания не позволяет выпускать конечный препарат в лиофилизированном виде, так как повторное высушивание приводит к образованию агрегатов в целевом продукте. Поэтому по ФС 42-3159-95 существует только жидкая форма внутривенного иммуноглобулина со сроком годности всего один год.

Серьезным недостатком является также необходимость длительного выстаивания препарата с целью формирования осадка нестабильных глобулинов и их последующее отделение. Образование нестабильных глобулинов связано с плохо контролируемыми параметрами технологического процесса, образованием растворимых солей алюминия во время обработки полуфабриката иммуноглобулина гидроксидом алюминия.

Жидкая форма иммуноглобулина, приготовленная по прототипу, менее стабильна, и при многократном встряхивании флаконов, что происходит в процессе транспортировки, показатели качества препарата ухудшаются. В частности, антикомплементарная активность увеличивается с 10 мг белка, не связывающих 2 CH50, до 5 мг, появляются агрегированные формы иммуноглобулина.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества целевого продукта, упрощение и сокращение технологического цикла производства препарата, увеличение срока годности целевого продукта.

Технический результат заключается в получении иммуноглобулина для внутривенного введения, стабильного по основным показателям во время всего срока хранения, и упрощении технологического процесса производства.

Сущность метода заключается в следующем: в качестве исходного раствора для приготовления внутривенного иммуноглобулина используют фильтрат III, который концентрируют ультрафильтрацией при pH 3,8-4,5 с последующей диафильтрацией против дистиллированной воды, обработку пепсином и его удаление гидроксидом алюминия проводят в присутствии сахаров и при содержании хлоридов менее 0,2%, после чего вводят глицин, устанавливают величину pH 4,0-7,5, содержание белка 4,5-5,5%, физиологическое содержание NaCL, полученный препарат по выбору впоследствии используют в жидкой или сухой форме.

В качестве варианта пепсин может быть удален методом ультрафильтрации, или диализом, или анионообменной хроматографией, целевой продукт может иметь величину pH 4,0-4,5, а сухая форма препарата должна содержать дополнительный стабилизатор - мальтозу.

В отличие от прототипа заявленный способ отличается от известного тем, что в качестве исходного сырья используют фильтрат III, применяют ультрафильтрацию и диафильтрацию при pH 3,8-4,5 с использованием дистиллированной воды, обработку пепсином и его удаление проводят в присутствии сахаров, отсутствии глицина и при содержании хлоридов менее 0,2%, только после этого вводят глицин, конечный препарат может быть использован как в жидкой, так и в сухой форме.

Совокупность отличительных признаков заявляемого способа позволяет получить следующие преимущества.

Использование ультра- и диафильтрации центрифугата III по Кону для приготовления исходного раствора вместо спиртового осаждения, получения сырого осадка иммуноглобулина и его сублимационного высушивания позволяет получить целевой продукт, стабильный в течение более 2 лет как в жидком, так и в сухом виде (табл. 1, 3).

После выдерживания образцов иммуноглобулинов при температуре 37^oC в течение 14 сут, что соответствует хранению иммуноглобулина в течение 1 года при температуре 2-6^oC, в образцах иммуноглобулина, приготовленных в соответствии с прототипом, образовалось значительное количество агрегированных молекул и почти в 2 раза увеличилось содержание фрагментов. В образцах иммуноглобулина, приготовленных по заявляемому способу, незначительно увеличилось только количество фрагментированных молекул.

Проведение стадии гидролиза иммуноглобулина пепсином и его последующего удаления в отсутствии глицина и содержании хлоридов менее 0,2% позволяет предотвратить образование растворимой формы гидроокиси алюминия и тем самым снизить содержание солей алюминия в целевом продукте. Применение в качестве варианта для удаления пепсина метода ультрафильтрации, или диализа, или анионообменной хроматографии позволяет полностью исключить из технологического процесса использование гидроксида алюминия.

На данном технологическом этапе происходит удаление пепсина, который сорбируется гидроксидом алюминия, причем нерастворимая форма гидроокиси алюминия удаляет пепсин более эффективно. Методом ультрафильтрации или диализом пепсин также легко удаляется (табл. 2).

Заявляемый препарат по содержанию остаточного алюминия соответствовал требованиям Европейской Фармакопеи для препаратов, вводимых внутривенно - не более 200 мкг/л. В коммерческих образцах иммуноглобулина (прототип) количество ионов алюминия составляло 1492,5 мкг/л, что, по-видимому, способствует образованию агрегатов в препарате в тесте "ускоренного старения" (табл. 1).

Остаточная протеолитическая активность (ПА) в пересчете на 1 мкг тирозина, по которому строится калибровочный график, в образцах иммуноглобулина, приготовленных по прототипу, не определялась, тогда как ПА образцов иммуноглобулина, приготовленных по прототипу, составляла от 2 до 8 мкг/л. Поэтому к концу срока годности в жидкой форме препарата по прототипу значительно увеличивается содержание фрагментов.

Совокупность применения приемов ультра- и диафильтрации центрифугата III для приготовления исходного раствора, проведение стадии гидролиза в присутствии сахаров при содержании хлоридов менее 0,2%, введение глицина после стадии гидролиза и использование дополнительного стабилизатора (мальтозы) позволяет: уменьшить содержание фрагментов; предотвратить образование агрегированных форм иммуноглобулина при сублимационном высушивании целевого продукта; предотвратить образование нестабильных примесей и агрегатов в иммуноглобулине; отказаться от стадии выстаивания иммуноглобулина в течение месяца; повысить прозрачность целевого продукта и сократить длительность технологического процесса.

Так, прозрачность препарата до сушки составляет 0,0080 0,00026, после сублимационного высушивания практически не изменяется и составляет 0,0083 0,00031.

Совокупность данных приемов обеспечивает стабильность основных показателей качества препарата (антикомплементарной активности и отсутствия агрегатов) в течение 2 лет. Стабильность основных показателей иммуноглобулина, предусмотренных Фармакопейной статьей, представлена в табл. 3.

Внутривенный иммуноглобулин получают следующим образом.

Фильтрат "Б" (соответствующий фракции III метода Кона), представляющий собой очищенный раствор иммуноглобулина с pH 5,1- 5,4, содержанием этанола 17-20% и содержанием белка 0,35-0,4% собирают в емкость (реактор) и коррегируют pH до 4,0-4,3, а затем подвергают концентрированию на ультрафильтрационной установке с мембранами с пределом отсечения по молекулярной массе 50 - 100 тыс. дальтон (мол. масса молекулы иммуноглобулина 160 тыс. д.). После уменьшения объема раствора в 10-12 раз проводят отмывку от этанола путем непрерывной подачи дистиллированной воды по объему в 3-5 раз больше, чем объем раствора иммуноглобулина. После этого концентрируют раствор до содержания белка 8-9% и доводят величину pH до 3,9. Замеряют объем полученного раствора, в качестве стабилизаторов вводят сахара, добавляют пепсин и проводят гидролиз в течение 18 часов при температуре 37^oC. Для удаления пепсина к раствору иммуноглобулина добавляют гидроокись алюминия, перемешивают и удаляют комплекс пепсин - гидроокись алюминия путем центрифугирования. После этого вводят стабилизаторы, устанавливают в целевом продукте величину pH 6,5-7,5, необходимое количество натрия хлорида, доводят концентрацию белка до 4,5-5,5% и проводят стерилизующую фильтрацию. Целевой продукт разливают по флаконам. При необходимости препарат может быть лиофилизирован.

Во втором варианте способа удаление пепсина может быть проведено или методом ультрафильтрации, или диализом при pH 3,8-4,5, или анионообменной хроматографией при pH 4,0-5,7. При приготовлении сухой формы препарата вводят дополнительный стабилизатор - мальтозу в концентрации 1-5%, целевой продукт может иметь величину pH 4,0-4,5.

Пример 1 (вариант 1).

Фильтрат "Б" в количестве 200 л с pH 5,3 перекачивают в реактор и с помощью 1 N раствора HCL коррегируют pH до 4,1 и подвергают концентрированию на ультрафильтрационной установке с мембранами УПМП-100 с площадью фильтрации 6 кв. м в течение 3 часов. После уменьшения объема раствора до 20 л в реактор начинают непрерывно подавать 95-100 л дистиллированной воды для удаления этанола. После этого раствор концентрируют до содержания белка 8% и получают 5,3 л иммуноглобулина. Вводят стабилизатор - глюкозу в концентрации 2%, устанавливают величину pH 3,9 и вводят пепсин. Содержание хлоридов составляет 0,04%. Раствор фильтруют через стерилизующий фильтр и проводят гидролиз в течение 18 час при 37^oC. Пепсин удаляют путем добавления гидроксида алюминия и удаляют комплекс гидроксид алюминия - пепсин путем центрифугирования. После этого вводят стабилизатор - глицин в концентрации 1%, устанавливают содержание белка в растворе 5 0,5%, pH 7,0 0,5%, содержание хлоридов 0,85%, иммуноглобулин подвергают стерилизующей фильтрации и разливают по флаконам.

Пример 2 (вариант 2).

Фильтрат "Б" в количестве 100 л с pH 5,4 перекачивают в реактор, коррегируют pH до 4,2 и подвергают концентрированию на ультрафильтрационной установке с площадью фильтрации 4 кв.м в течение 2 часов. После уменьшения объема раствора до 10 л в реактор подают 45-50 л дистиллированной воды и концентрируют до содержания белка 8,5%, получая 2,5 л иммуноглобулина. Содержание хлоридов составляет 0,15%. Вводят стабилизатор - мальтозу в концентрации 2%, устанавливают величину pH 3,9 и вводят пепсин. Раствор фильтруют через стерилизующий фильтр и проводят гидролиз в течение 18 час при 37^oC. Пепсин удаляют путем повторной диафильтрации на ультрафильтрационной установке площадью 0,5 кв.м. с использованием 7 л дистиллированной воды при величине pH 3,9. После этого вводят стабилизаторы - глюкозу в концентрации 2%, глицин в концентрации 1%, мальтозу в концентрации 2%, устанавливают содержание белка в растворе 5 0,5%, pH 4,25 0,25%, иммуноглобулин подвергают стерилизующей фильтрации, разливают по флаконам и подвергают сублимационному высушиванию.

Пример 3. Концентрирование фильтрата "Б", освобождение от этанола и процесс гидролиза иммуноглобулина выполняют также, как в примере 1-2. Остаточный пепсин, продукты его расщепления и липопотеины удаляют путем добавления анионообменника, например, такого, как ДЭАЭ-сефароза в количестве 10 г на 1 л раствора иммуноглобулина при величине pH 4,3. После перемешивания раствора иммуноглобулина с сорбентом в течение 30 мин анионообменник удаляют путем фильтрации. После этого вводят стабилизаторы - глюкозу в концентрации 2%, глицин в концентрации 1%, мальтозу в концентрации 5%, устанавливают содержание белка в растворе 5 0,5%, pH 4,25 0,25%, иммуноглобулин подвергают стерилизующей фильтрации, разливают по флаконам и подвергают сублимационному высушиванию.

Пример 4. Концентрирование фильтрата "Б", освобождение от этанола и процесс гидролиза иммуноглобулина выполняют также, как в примере 1-2. Для удаления пепсина и низкомолекулярных продуктов расщепления раствор иммуноглобулина заливают в вискозную диализную трубку и помещают в раствор с дистиллированной водой при pH 4,0. Дистиллированную воду меняют 2 - 3 раза. После диализа вводят стабилизаторы - глюкозу в концентрации 2%, глицин в концентрации 1%, устанавливают содержание белка в растворе 5 0,5%, pH 7,5 0,5%, содержание NaCl 0,9%, иммуноглобулин подвергают стерилизующей фильтрации и разливают по флаконам.

Литература

1) Romer J., Spath P.J., Skvaril F., Nydegger U.E. Characterization of various Immunoglobulin preparations for intravenous application. ii. Complement activation and binding to staphylococcus protein A. Vox Sang., 1982, 42, 76.

2) Schultze H.E., Schwick G. Uber neue Moglichkelten intravenoser Gammaglobulin-Application. Dt. med. Wschr., 1962, 87: 1643-1650.

3) High quality lgG produced with Q. Sepharose Fast Flow. Downstream 21. Plasma fractionation by chromatography. Pharmacia Biotech, 18-1115-62, p. 6.

4) Патент Германии 2752694, C0797/00. Плазминобогащенные иммуноглобулины. Опубл. 21.01.81.

5) Патент Англии N 1469908, A 61 K 39/395. Получение энзимов для удаления антикомплементарности из иммуноглобулинов. Опубл. 09.02.73.

6) Патент Швейцарии CH 684164 A5, A 61 K 39/395. Внутривенно применяемый иммуноглобулиновый раствор. Опубл. 10.01.92.

7) Анастасиев В.В. Разработка технологии получения нового поколения иммуноглобулинов для терапии инфекционных и аутоиммунных заболеваний человека. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. Москва 1997, 1-49.

8) Mateytschuk P., More J. Factors affecting the production of intravenous Immunoglobulin. Biochemical Society Transactions 1990, v.18, N2, 310.

9) Патент Чехословакии N 239838, A 61 K 39/395. Способ получения внутривенного иммуноглобулина. Опубл. 22.06.84.

10) Анастасиев В.В., Киселева И.А., Новикова Л.П., Тараева Г.А. // Гематол. и трасфузиология. - 1985. - 10. - с. 46-48.

11) Европейский патент ЕР 0085747, A 61 K 39/395. Внутривенный человеческий иммуноглобулин и способ его получения. Опубл. 9.10.82.

12) Grandgeorge M., F. Pelloquin Inactivation the human immunodeficiency viruses (HIF-1 and HIF-2) during the manufacturing of placental albumin and gammaglobulins. /Transfusion 1989, 29,7,629-634/).

14) Патент Франции N 2582515, A 61 K 39/395. Препарат внутривенного иммуноглобулина. Опубл. 18. 03. 85.

15) Ring J., Duswald K.H., Seifert J., Brendel W. Immunologische Eigenschaften, Aggregatgehalt und Halbwertszeit verschiedener 1. v. Human-Gamma-Globulinpraparate. Langenbecks Archiv fur Chlrurgle, supplement 1976. Chirurgisches Forum 76 fur experimentelle und klinische Forschung. 93. Kongres der Deutschen Gesellschaft fur Chirurgie. Munchen 1976, 63-66)

16) Barandun S., Isliker H. Development of immunoglobulin preparations for intravenous use. Vox Sang., 1986, 51, 159.

17) Hansson U. B. Aggregation of human immunoglobulin Gupon freezing. Acta Chem. Scand. 1968, 22, 483-9),

18) Audran R., Steinbuch M. Etude des conditions dapparition et de preventlonde lactivite anticomplementaire des globulines G. Prot. Biol. Fluids, Elsevier, 1967, vol. 15, p. 479.

19) Патент RU 2068695, A 61 K 35/16. - Опубл. 10.11.96.

20) Методические рекомендации по применению физико-химических, химических и иммунохимических методов контроля препаратов иммуноглбулина. МЗ СССР, 1982, с. 34-37.

21) Европейская Фармакопея, 1995, с. 255.

22) ФС 42-3159-95 "Иммуноглобулин человека нормальный для внутривенного введения".